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　　二氧化碳氣體保護電弧焊

　　一、CO2氣體保護焊的原理

　　CO2氣體保護焊是利用CO2作為保護氣體的一種熔化極氣體保護電弧焊方法，簡稱CO2焊。

　　電源的兩輸出端分別接在焊槍和焊件上。盤狀焊絲由送絲機構帶動，經軟管和導電嘴不斷地向電弧區域送給；同時，CO2氣體以一定的壓力和流量送入焊槍，通過噴嘴后，形成一股保護氣流，使熔池和電弧不受空氣的侵入。隨著焊槍的移動，熔池金屬冷卻凝固形成焊縫，從而將被焊的焊件連成一體。

　　二、CO2氣體保護焊的冶金特點

　　在常溫下，CO2氣體的化學性能呈中性，但在電弧高溫下，CO2氣體被分解而呈很強的氧化性，能使合金元素氧化燒損，降低焊縫金屬的力學性能，還可成為產生氣孔和飛濺的根源。因此，CO2焊的焊接冶金具有特殊性。

　　1.合金元素的氧化與脫氧

　　(1)合金元素氧化

　　CO2在電弧高溫作用下，易分解為一氧化碳和氧，使電弧氣氛具有很強的氧化性。其中CO在焊接條件下不溶于金屬，也不與金屬發生反應，而原子狀態的氧使鐵、錳、硅等焊縫有用的合金元素大量氧化燒損，降低力學性能。同時溶入金屬的FeO與C元素作用產生的CO氣體，一方面使熔滴和熔池金屬發生爆破，產生大量的飛濺；另一方面結晶時來不及逸出，導致焊縫產生氣孔。

　　(2)脫氧CO2焊通常的脫氧方法是采用具有足夠脫氧元素的焊絲。常用的脫氧元素是錳、硅、鋁、鈦等。對于低碳鋼及低合金鋼的焊接，主要采用錳、硅聯合脫氧的方法，因為錳和硅脫氧后生成的MnO和SiO2能形成復合物浮出熔池，形成一層微薄的渣殼覆蓋在焊縫表面。

　　2.CO2焊的氣孔問題

　　焊縫金屬中產生氣孔的根本原因是熔池金屬中的氣體在冷卻結晶過程中來不及逸出造成的。CO2焊時，熔池表面沒有熔渣覆蓋，CO2氣流又有冷卻作用，因此，結晶較快，容易在焊縫中產生氣孔。CO2焊時可能產生的氣孔有以下三種：

　　(1)一氧化碳氣孔 當焊絲中脫氧元素不足，使大量的Fe0不能還原而溶于金屬中，在熔池結晶時發生下列反應：

　　FeO+C→Fe+CO↑

　　這樣，所生成的CO氣體若來不及逸出，就會在焊縫中形成氣孔。因此，應保證焊絲中含有足夠的脫氧元素Mn和Si,并嚴格限制焊絲中的含碳量，就可以減小產生CO氣孔的可能性。CO2焊時，只要焊絲選擇適當，產生CO氣孔的可能性不大。

　　(2)氫氣孔，氫的來源主要是焊絲、焊件表面的鐵銹、水分和油污及CO2氣體中含有的水分。如果熔池金屬溶入大量的氫，就可能形成氫氣孔。

　　為防止產生氫氣孔，應盡量減小氫的來源，焊前要適當清除焊絲和焊件表面的雜質，并需對CO2氣體進行提純與干燥處理。此外，由于CO2焊的保護氣體氧化性很強，可減弱氫的不利影響，所以CO2焊時形成氫氣孔的可能性較小。

　　(3)氮氣孔 當CO2氣流的保護效果不好，如CO2氣流量太小、焊接速度過快、噴嘴被飛濺堵塞等，以及CO2氣體純度不高，含有一定量的空氣時，空氣中的氮就會大量溶入熔池金屬內。當熔池金屬結晶凝固時，若氮來不及從熔池中逸出，便形成氮氣孔。應當指出，CO2焊最常發生的是氮氣孔，而氮主要來自于空氣。所以必須加強CO2氣流的保護效果，這是防止CO2焊的焊縫中產生氣孔的重要途徑。