二氧化碳氣體保護焊接材料

及工藝參數(shù)選擇

CO₂氣體保護焊所用的焊接材料有CO₂氣體和焊絲。

一、CO₂氣體

焊接用的CO₂氣體是將鋼瓶裝的液態(tài)CO₂經(jīng)汽化后變成氣態(tài)CO₂供焊接使用。容量為40L的鋼瓶，可裝25kg的液態(tài)CO₂，滿瓶壓力為5-7MPa。鋼瓶壓力表示的壓力值，是這部分氣體的飽和能力。它的值與環(huán)境溫度有關(guān)，一般隨溫度升高而升高。因此，CO2鋼瓶不準靠近熱源或置于烈日下爆嗮，以防爆炸。

液態(tài)CO₂在大氣壓力下的沸點為-78℃，所以常溫下容易汽化。1kg液態(tài)CO₂可汽化成509L氣態(tài)的CO₂（0℃、0.1MPa時）。液態(tài)CO2在溫度改與-11℃時比水輕，可溶解0.05%（重量）的水。鋼瓶內(nèi)CO₂氣體匯總含水量與瓶內(nèi)的壓力有關(guān)，壓力越低，水汽增多。當壓力降低到0.98MPa時，CO₂氣體中含水量迅速增加，不能繼續(xù)使用。

焊接用CO₂氣體的純度應大于99.5%，其含水量不超過0.05%。

二、焊絲

為了保證焊縫金屬有良好的力學性能，并防止焊縫產(chǎn)生氣孔CO₂焊所用的焊絲必須必母材含有更多的Mn和Si等脫氧元素。此外。為減少飛濺，焊絲含碳量必須限制在0.10%以下。

CO₂焊常用的焊絲有實芯焊絲和藥芯焊絲兩種。

（1）實芯焊絲型號及規(guī)格。根據(jù)GB/T810-2008《氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》規(guī)定，焊絲型號中的ER表示焊絲；ER后面的兩位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強度最低值；短劃“—”后面的字母或數(shù)字表示焊絲化學成分分類代號，如果還附加其他化學成分時，直接用元素符號表示，并以短劃“—”與前面的數(shù)字分開。例如：

CO₂氣體保護焊常用的實芯焊絲直徑有0.8、1.0、1.2、1.6、2.0、3.0mm等幾種。焊絲表面鍍銅，可以防止焊絲生銹，并有利于焊絲的存放和改善其導電性。

CO₂焊常用的實芯焊絲牌號和型號及用途，見表10-1。

（2）藥芯焊絲型號和牌號

1）藥芯焊絲型號。藥芯焊絲時繼焊條、實芯焊絲之后廣泛應用的又一類焊接材料。藥芯焊絲由金屬外皮和芯部藥粉兩部分構(gòu)成。根據(jù)GB/T10045-2001

《碳鋼藥芯焊絲》中規(guī)定，碳鋼藥芯焊絲型號是根據(jù)熔敷金屬力學性能、焊接位置及焊絲類別特點進行劃分的。

字母E表示焊絲：E后面的前兩位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強度的最低值；E后面的第三位數(shù)字表示推薦的焊接位置（其中“0”表示平焊和橫焊的位置。“1”表示全位置）。T表示藥芯焊絲；短劃“—”后面數(shù)字表示焊絲類別特點，字母"M"表示保護氣體為氬氣含量為75%~80%的Ar+CO₂的混合氣體;當無字母時，表示保護氣體為二氧化碳或自保護類型，字母"L"表示焊絲熔敷金屬的沖擊性能在-40℃時，其V形缺口沖擊功不小于27J;無"L"時，表示焊絲熔敷金屬的沖擊性能符合一般要求。例如∶

2）藥芯焊絲牌號。藥芯焊絲牌號以字母"Y"表示藥芯焊絲; 其后面的字母表示用途或鋼種類別（J表示結(jié)構(gòu)鋼，R合金耐熱鋼，D堆焊，G不銹鋼，A奧氏體不銹鋼）;字母后面的第一、二位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強度的最低值，單位 MPa，第三位數(shù)字表示藥芯類型及電源種類（與電焊條相同），第四位數(shù)字代表保護形式（1為氣體保護，2為自保護，3為氣體保護與自保護兩用，4 為其他保護形式）。

藥芯焊絲是將含有脫氧劑、穩(wěn)弧劑和其他成分的粉末放在鋼帶上經(jīng)包卷后拉拔而成，與實芯焊絲相比，藥芯焊絲較軟且剛度差，因而對送絲機構(gòu)要求較高。焊絲截面有E形、T形、O形、梅花形，藥芯焊絲的截面形狀如圖10-3所示。藥粉的成分與焊條的藥皮類似，目前國產(chǎn)的CO₂氣體保護焊藥芯焊絲多為鈦型藥粉焊絲，規(guī)格有φ1.2、φ2.O、d2.4、φ2.8、φ3.2mm 等幾種。

三、焊接工藝參數(shù)的選擇

CO₂氣體保護焊的焊接工藝參數(shù)主要包括∶焊絲直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲伸出長度、氣體流量、電源極性等。

1.焊絲直徑

次絲直徑通常根據(jù)焊件的厚度、施焊位置及工作效率等來選擇。焊接薄板或中厚板的立、橫、仰焊多采用φ1.6mm 以下的焊絲;中厚板的平焊位置焊接，可以采用φ1.2mm 以上的焊絲。

2.焊接電流

焊接電流應根據(jù)焊件厚度、焊絲直徑、施焊位置及熔滴過渡形式確定。一般短路過渡的焊接電流在40～230A 范圍內(nèi)，細顆粒狀過渡的焊接電流在250～500A 范圍內(nèi)。焊絲直徑與焊接電流的關(guān)系見表10-2。

四、電弧電壓

為辦證焊接過程的穩(wěn)定性和良好的焊縫成形，電弧電壓必須與焊接電流配合適當。通常電弧電壓應隨焊接電流的增大或減小而相應增大或減小。短路過渡焊接時，電弧電壓在16-22V范圍內(nèi)；細顆粒狀過渡焊接時，對于直徑為1.2-3.0mm的焊絲，電弧電壓可在25-36V范圍內(nèi)選擇。

五、焊接速度

在其他工藝參數(shù)不變時，焊接速度增加，容易產(chǎn)生咬邊、未熔合等焊接缺陷，而且使氣體保護效果變差，還會出現(xiàn)氣孔；焊接速度過慢，生產(chǎn)效率降低，焊接變形增大。一般CO₂半自動焊的焊接速度為30-60cm/min。

六、焊絲伸出長度

焊絲伸出長度是指從導電嘴到焊絲端頭的距離，一般約等于焊絲直徑的10倍，且不超過15mm。

七、氣體流量

氣體流量過小則電弧不穩(wěn)，焊縫表面易被氧化成深褐色，并有密集氣孔；氣體流量過大，會產(chǎn)生渦流，焊縫表面成淺褐色，也會出現(xiàn)氣孔。CO₂氣體流量與焊接電流、焊絲伸出長度、焊接速度等均有關(guān)系。通常焊絲焊接時，氣體流量為5-15L/min；粗絲焊接時，為20L/min。

八、電源極性

為了減小飛濺，保持電弧的穩(wěn)定，一般應選用直流反接。