二氧化碳气体保护焊工作原理简介

李继东

摘 要：焊接最早采用的焊接技术是锻焊，而后经过几百年的发展，人们发现在焊接过程中，处于高温状态下的金属会与大气中的氧气和氮气发生化学反应，因此产生的空泡和化合物将影响接头的强度，。因此，人们发明了通过保护器来隔绝熔池和大气，避免发生化学反应，二氧化碳气体保护焊就是其中一种，现今二氧化碳气体保护焊广泛应用于生产生活中， 二氧化碳气体保护焊在低碳钢和低合金钢结构焊接中具有成本较低，生产率高，操作方便等优点，是近年来我国普遍推广使用的焊接方法。但是，如果对二氧化碳气体保护焊不了解或是操作不当将会产生很多的问题。下文将就二氧化碳保护焊的原理、构成以及因操作不当等造成的各种缺陷进行阐述。

关键词：二氧化碳；气体保护焊；焊接缺陷

中图分类号：O659 文献标识码：A

前言

二氧化碳气体保护焊现今在很多领域都得到了应用，尤其是二氧化碳气体保护焊在低碳钢和低合金钢结构焊接中具有成本较低，生产率高，操作方便等优点，是近年来我国普遍推广使用的焊接方法。但是，如果对二氧化碳气体保护焊不了解或是操作不当将会产生很多的问题。下文将就二氧化碳气体保护焊的原理、构成以及因操作不当等造成的各种缺陷进行阐述。

一、二氧化碳气体保护焊的简介

（一）什么是二氧化碳气体保护焊

二氧化碳保护焊主要采用了焊丝，而不是传统电焊中所需要用到的焊条，通过丝轮，软管，将焊丝送至焊枪，导电系统经过电咀导电后，在二氧化碳的环境中，同母材产生一定的电弧，产生电弧后会释放大量的热，利用这一原理，进行焊接。二氧化碳气体会通过焊枪的喷嘴，喷射范围在焊丝周围，因而电弧周围会受到二氧化碳的保护，形成一个隔绝空气的保护层，令溶滴和溶池不会受到空气的影响，因而可以令焊接稳定持续，同时保证焊缝质量可以满足焊接质量的要求。二氧化碳保护焊的发展起源于上世纪五十年代，经过半个多世纪的发展，已经成为当代最为重要的焊接技术之一。在汽车、工程机械以及造船、电梯制造锅炉等行业中广泛的应用开来，各种金属的加工制造也是二氧化碳保护焊的重要应用范围。

（二）该种焊接优点

该种焊接方式相对比其他的焊接方式，优势较为明显，具体论述包括以下几方面，首先，通过二氧化碳保护焊焊接的投入成本较低，对比手工电弧焊或者埋弧焊，其成本仅为传统焊接的一半；其次，二氧化碳保护焊的焊接效率较高，生产率相对比手工焊接方式，可以提高三倍左右；再者，二氧化碳保护焊的操作更加方便，由于是明弧焊接，因而对于工件厚度没有限制，可以全面对焊接位置进行操作，也可以向下进行焊接，在操作手法上更加便捷；第四，抗裂性能相对较高，由于二氧化碳隔绝了空气，因而焊接中受到的影响相对较小。焊缝的含氮量以及含氢量相对较小；另外焊后形变量也相对较小，对比手工电弧焊，此方式焊接的形变角度仅为千分之五，而不平度仅仅为千分之三。最后则是焊接过程中不回产生较大的飞溅，由于此阿勇了低碳韩进作为焊丝，或者焊接中使用了药芯焊丝，而焊接使用的二氧化碳中加入了惰性气体Ar，所以不会产生过量的飞溅。

（三）二氧化碳气体保护焊的保护效果

二氧化碳气体保焊是利用二氧化碳气体作为保护气体的一种电弧焊。二氧化碳气体本身是一种活性气体，它的保护作用主要是使焊接区与空气隔离，防止空气中的氮气对熔池金属的有害作用，因为一旦焊缝金属被氮化和氧化，设法脱氧是很容易实现的，而要脱氮就很困难。二氧化碳气保焊在二氧化碳保护下能很好地排除氮气。在电弧的高温作用下（5000K以上），二氧化碳气体全部分解成CO+ O，可使保护气体增加一倍。

二、二氧化碳气体保护焊的规范参数

二氧化碳气体保护主要有以下一些参数：焊接电流、焊接电压、焊接速度、干伸长度、焊丝、气体和极性。焊接电流：根据焊接条件（板厚、焊接位置、焊接速度、材质等参数）选定相应的焊接电流。CO2焊机调电流实际上是在调整送丝速度。因此CO2焊机的焊接电流必须与焊接电压相匹配，既一定要保证送丝速度与焊接电压对焊丝的熔化能力一致，以保证电弧长度的稳定。焊接电压既电弧电压： 提供焊接能量。电弧电压越高，焊接能量越大，焊丝熔化速度就越快，焊接电流也就越大。在焊接电压和焊接电流一定的情况下： 焊接速度的选择应保证单位时间内给焊缝足够的热量.干伸长度是指焊丝从导电咀到工件的距离。

三、二氧化碳气体保护焊使用时需要注意的问题和容易产生的缺陷

气保焊机有别于其它焊机之处在于它是机、电、气三位一体的设备，在使用中，对于其所发生的问题我们应从此三个因素去理解、分析和解决。一般地说：不能焊—电路故障；不好焊—机械故障；焊不好—保护气气体不纯或气路问题。这是经验的写照，而后两者占了问题总数的90%。二氧化碳气体保护焊使用时需要注意的问题：（一）供电电源应连接可靠、网压正常稳定（二）综合线缆连接紧密可靠、盘绕有序、不打死弯。电缆线应选用足够截面积的铜制电缆。（三）气瓶压力、气体流量应符合规范，加长综合电缆时最小气瓶压力、气体流量均应适当提高。（四）注意保护焊枪，勿踩踏、防烧、防烫、保持枪体平顺。（五）保证导电嘴完好，及时清理飞溅焊渣。（六） 加长综合线缆后，适当加大电弧力。（七）加长综合线缆后，焊接电压在标准规范上适当增加。（八） 随综合线缆加长，最大输出电流应减小，暂载率应下降。二氧化碳气体保护焊的缺陷：气孔、 裂纹、 蛇形、 焊道、 飞溅、电弧不稳等缺陷。

结语

本文就二氧化碳保护焊的原理、构成以及因操作不当等造成的各种缺陷进行阐述。

参考文献

[1]梁文广. CO2气体保护焊[M]. 辽宁：辽宁科学技术出版社.2007，05.

[2]王文东，刘非凡.二氧化碳气体保护焊工艺在塔机底架制作中的推广使用[A].第三届21世纪中国焊接技术研讨会论文专刊.2001.