二氧化碳气体保护焊焊接材料

（一）CO2气体 

1．CO2气体的性质 

# _! H( S: n6 ?2 g( a6 V! M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。 
5 i( ^( a9 ]! f) Z" B! @) n5 Y: b
% D7 ?7 D  ^( k0 G
) S) p  @. ]! q" w1 C
2．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。



; b* I7 L5 r7 K* k, k' L& M3．CO2气体纯度对焊接质量的影响 
, u/ r, u2 U! J0 h$ h% h
+ `* D" Z5 F( i& q' K! uCO2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）。 
1 b- W6 }) Y- F1 K! h% e

7 u/ O" u! o. a9 Y4 j8 }& X
9 Q% y( v1 f$ d( C0 r- a8 l4．混合气体 
" e$ ], @9 D/ t. r& n% Y
  p+ ?1 t' I3 t0 l) D% n* B, _" }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。 
& S8 e* v6 }/ A  m
* @  ?9 X' N7 g$ a/ e& W
( X- R* H( @( h+ h0 f
（二）焊丝 
& S) \! F" h$ g' G! E6 l
; `# t( a- p. _6 H. f. R" B5 y- q1．实心焊丝 
: R/ D; s, G0 [9 V% D% u% y
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。 



' L2 [, |* f4 m( {; {5 s) K①用于焊接低碳钢低合金钢的焊丝有：H08MnSiA，H08MnSi，H10MnSi。
% ]0 T; W! ]7 m' n* O) {& J
6 I) I6 O$ {5 P, _- ^②用于焊接低合金钢强度钢的焊丝有：H08Mn2SiA，H10MnSiMo，H10Mn2SiMoA。 

, z; [" S& ^) y% [③用于焊接贝氏体钢的焊丝有：H08Cr3Mn2MoA。 

④用于焊接抗微气孔焊缝低飞溅的焊丝有：H0Cr18Ni9，H1Cr18Ni9，H1Cr18Ni9Ti。 
2 C& h1 ]7 t6 r/ c: }( I
⑤用于焊接不锈钢薄板的焊丝有：H0Cr18Ni9，H1Cr18Ni9，H1Cr18Ni9Ti，H1Cr18Ni9Nb。 


  ~, I2 l: i% m: }; P
2．药芯焊丝 
: Y0 U8 }! U7 ~+ x7 K7 F
- P; V7 N) R2 T& x+ M4 E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。



% L# ^# f; d2 t4 `二氧化碳气体保护焊的保护效果 
/ Y# U# k# `( h8 @- r/ S9 r! c
" R& n% k  E% e0 z（一）二氧化碳气体保护焊的保护效果 

8 B! O5 c2 g, n& e3 C5 D% ]+ N. wCO2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。 
! |' x! B. h. ~


（二）二氧化碳气体保护焊的冶金特点 
- j0 V4 W' T7 x1 D: o/ F
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。 
  {$ v; Q  e0 ]6 K# r7 e
/ I7 [2 m. _% U2 R% M& q7 C5 W
% C/ k) c& A: p: d2 L- |
1．合金元素的氧化问题 

; H2 j8 n% ~0 Q, r! h1 S2 e4 {) K（1）合金元素的氧化 
( [) `# X' ]8 \" d) R' |
! g) Y" Q- S) mCO2气体和O对金属的氧化作用，主要有以下几种形式： 

Fe+ CO2=FeO+CO 

Si+2CO2=SiO2+2CO 
8 U8 r( b! d: @$ w) V
Mn+ CO2=MnO+CO 

4 ^: m- ?5 c" u. T1 c1 o, NFe+O=FeO 

Si+2O=SiO2 
/ U( e" l4 ]6 k2 O1 M8 S* k) C
Mn+O=MnO 
; F, _6 M0 S6 K9 H! a+ _3 O( D$ k
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

来源：焊工家园