二氧化碳气体保护焊焊接材料

小芸

（一）CO2气体 
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1．CO2气体的性质 

纯CO2气体是无色，略带有酸味的气体。密度为本1.97kg/m3，比空气重。在常温下把CO2气体加压至5~7Mpa时变为液体。常温下液态CO2比较轻。在0℃，0.1Mpa时，1kg的液态CO2可产生509L的CO2气体。 


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. b# F: n1 `+ S0 [& `2 m2．瓶装CO2气体采用40L标准钢瓶，可灌入25kg液态的CO2，约占钢瓶的80%，基余20%的空间充满了CO2气体。在0℃时保饱各气压为3.63Mpa；20℃时保饱各气压为5.72Mpa；30℃时保饱各气压为7.48 Mpa，因此，CO2气瓶要防止烈日暴晒或靠近热源，以免发生爆炸。
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3．CO2气体纯度对焊接质量的影响 

, b( `, V% l7 s/ Z0 `CO2气体纯度对焊缝金属的致密性和塑性有很大影响。CO2气体中的主要杂质是H2O和N2，其中H2O的危害较大，易产生H气孔，甚至产生冷裂缝。焊接用CO2气体纯度不应低于99.8%（体积法），其含水量小于0.005%（重量法）。 
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4．混合气体 

: `) P3 F* O/ {; m一般混合气体是在Ar气（无色、无味、密度为1.78kg/m3）中加入20%左右的CO2气体制成，主要用来焊接重要的低合金钢强度钢。 
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（二）焊丝 
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2 n0 P( h; M5 I+ V9 [1．实心焊丝 

为了防止气孔，减少飞溅和保证焊缝具有一定的力学性能，要求焊丝中含有足够的合金元素，一般采用限制含碳量（0.1%以下），硅锰联合脱氧。焊丝直径常用的有：φ0.8mm  φ0.9mm  φ1.0mm  φ1.2mm  φ1.6mm，焊丝直径允许偏差+0.01，-0.04。以下介绍几种常用的焊丝。 
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: [- g6 S" o, S0 z0 `  f% `( O+ ^* t7 H
" K0 n& ]9 Y% w6 i6 U①用于焊接低碳钢低合金钢的焊丝有：H08MnSiA，H08MnSi，H10MnSi。
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) @0 `# X3 {/ ]. K8 U$ J8 F3 L②用于焊接低合金钢强度钢的焊丝有：H08Mn2SiA，H10MnSiMo，H10Mn2SiMoA。 

, y, |# F. N0 I2 I1 [: U" v③用于焊接贝氏体钢的焊丝有：H08Cr3Mn2MoA。 
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1 }. F  v: F9 V* H④用于焊接抗微气孔焊缝低飞溅的焊丝有：H0Cr18Ni9，H1Cr18Ni9，H1Cr18Ni9Ti。 
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- F6 T$ }  u. o7 @⑤用于焊接不锈钢薄板的焊丝有：H0Cr18Ni9，H1Cr18Ni9，H1Cr18Ni9Ti，H1Cr18Ni9Nb。 


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6 F' R- t" n# O9 Y2．药芯焊丝 
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  {3 t3 b4 h3 [! Y, F0 g: j; `药芯焊丝用薄钢带卷成圆形管，其中填入一家成分的药粉，以拉制而成的焊丝。采用药芯焊丝焊接，形成气渣联合保护，焊缝成形好，焊接飞溅小。常用的药芯焊丝有：YJ502，YJ507，YJ507CuCr，YJ607，YJ707。

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* Y$ n& O: R4 W二氧化碳气体保护焊的保护效果 

1 r6 a* ?1 E! Q) H( l（一）二氧化碳气体保护焊的保护效果 
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: m0 [8 }* J4 u  Q8 vCO2气体保焊是利用CO2气体作为保护气体的一种电弧焊。CO2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。CO2气保焊在CO2保护下能很好地排除氮气。在电弧的高温作用下（5000K以上），CO2气体全部分解成CO+ O，可使保护气体增加一倍。同时由于分解吸热的作用，使电弧因受到冷却的作用而产生收缩，弧柱面积缩小，所以保护效果非常好。 


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（二）二氧化碳气体保护焊的冶金特点 
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CO2气保焊时，合金元素的烧损，焊缝中的气孔和焊接时的飞溅，这三方面是CO2气保焊的主要问题，而这些问题都与电弧气氛的氧化性有关。因为只有当电弧温度在5000K以上时，CO2气体才能完全分解，但在一般的CO2气保焊电弧气氛中，往往只有40~60%左右的CO2气体完全分解，所以在电弧气氛中同时存在CO2、CO和O气氛对熔池金属有严重的氧化作用。 


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1．合金元素的氧化问题 
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, x+ Y0 Y8 c) [4 i6 `（1）合金元素的氧化 

7 a/ I0 \* M% y# o% j! h( |CO2气体和O对金属的氧化作用，主要有以下几种形式： 

6 z' _) o7 _0 H! y) jFe+ CO2=FeO+CO 

1 T  g/ X2 |0 u4 MSi+2CO2=SiO2+2CO 
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3 J! q' f/ ]1 b, u0 P" \6 JMn+ CO2=MnO+CO 

9 u( M" _4 z* a. [! Q6 hFe+O=FeO 

Si+2O=SiO2 

Mn+O=MnO 
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这些氧化反应既发生在熔滴中，也发生于深池中。氧化反应的程度取决于合金元素的浓度和对氧的亲和力的大小，由于铁的浓度较大，固铁的氧化较强烈，Si、Mn、C的浓度虽然较低但与氧的亲和力比铁大，所以大部分数量被氧化。 以上氧化反应的产物SiO2T MnO结合成为熔点较低的硅酸盐熔渣，浮于熔池上面，使熔池金属受到良好的保护。反应生成的CO气体，从熔池中逸到气相中，不会引起焊缝气孔，只是使焊缝中的Si、Mn元素烧损。在CO2气保焊中，与氧亲和力较弱的元素Ni、Cr、Mo其过渡系数较高，烧损较少
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! D# l5 L# H6 F' ^, J0 S1 _# ~来源：焊工家园