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　　二氧化碳气体保护电弧焊

　　一、CO2气体保护焊的原理

　　CO2气体保护焊是利用CO2作为保护气体的一种熔化极气体保护电弧焊方法，简称CO2焊。

　　电源的两输出端分别接在焊枪和焊件上。盘状焊丝由送丝机构带动，经软管和导电嘴不断地向电弧区域送给；同时，CO2气体以一定的压力和流量送入焊枪，通过喷嘴后，形成一股保护气流，使熔池和电弧不受空气的侵入。随着焊枪的移动，熔池金属冷却凝固形成焊缝，从而将被焊的焊件连成一体。

　　二、CO2气体保护焊的冶金特点

　　在常温下，CO2气体的化学性能呈中性，但在电弧高温下，CO2气体被分解而呈很强的氧化性，能使合金元素氧化烧损，降低焊缝金属的力学性能，还可成为产生气孔和飞溅的根源。因此，CO2焊的焊接冶金具有特殊性。

　　1.合金元素的氧化与脱氧

　　(1)合金元素氧化

　　CO2在电弧高温作用下，易分解为一氧化碳和氧，使电弧气氛具有很强的氧化性。其中CO在焊接条件下不溶于金属，也不与金属发生反应，而原子状态的氧使铁、锰、硅等焊缝有用的合金元素大量氧化烧损，降低力学性能。同时溶入金属的FeO与C元素作用产生的CO气体，一方面使熔滴和熔池金属发生爆破，产生大量的飞溅；另一方面结晶时来不及逸出，导致焊缝产生气孔。

　　(2)脱氧CO2焊通常的脱氧方法是采用具有足够脱氧元素的焊丝。常用的脱氧元素是锰、硅、铝、钛等。对于低碳钢及低合金钢的焊接，主要采用锰、硅联合脱氧的方法，因为锰和硅脱氧后生成的MnO和SiO2能形成复合物浮出熔池，形成一层微薄的渣壳覆盖在焊缝表面。

　　2.CO2焊的气孔问题

　　焊缝金属中产生气孔的根本原因是熔池金属中的气体在冷却结晶过程中来不及逸出造成的。CO2焊时，熔池表面没有熔渣覆盖，CO2气流又有冷却作用，因此，结晶较快，容易在焊缝中产生气孔。CO2焊时可能产生的气孔有以下三种：

　　(1)一氧化碳气孔 当焊丝中脱氧元素不足，使大量的Fe0不能还原而溶于金属中，在熔池结晶时发生下列反应：

　　FeO+C→Fe+CO↑

　　这样，所生成的CO气体若来不及逸出，就会在焊缝中形成气孔。因此，应保证焊丝中含有足够的脱氧元素Mn和Si,并严格限制焊丝中的含碳量，就可以减小产生CO气孔的可能性。CO2焊时，只要焊丝选择适当，产生CO气孔的可能性不大。

　　(2)氢气孔，氢的来源主要是焊丝、焊件表面的铁锈、水分和油污及CO2气体中含有的水分。如果熔池金属溶入大量的氢，就可能形成氢气孔。

　　为防止产生氢气孔，应尽量减小氢的来源，焊前要适当清除焊丝和焊件表面的杂质，并需对CO2气体进行提纯与干燥处理。此外，由于CO2焊的保护气体氧化性很强，可减弱氢的不利影响，所以CO2焊时形成氢气孔的可能性较小。

　　(3)氮气孔 当CO2气流的保护效果不好，如CO2气流量太小、焊接速度过快、喷嘴被飞溅堵塞等，以及CO2气体纯度不高，含有一定量的空气时，空气中的氮就会大量溶入熔池金属内。当熔池金属结晶凝固时，若氮来不及从熔池中逸出，便形成氮气孔。应当指出，CO2焊最常发生的是氮气孔，而氮主要来自于空气。所以必须加强CO2气流的保护效果，这是防止CO2焊的焊缝中产生气孔的重要途径。