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二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧焊
一、CO2氣體保護(hù)焊的原理
CO2氣體保護(hù)焊是利用CO2作為保護(hù)氣體的一種熔化極氣體保護(hù)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(jī)構(gòu)帶動，經(jīng)軟管和導(dǎo)電嘴不斷地向電弧區(qū)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(hù)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(hù)焊的冶金特點(diǎn)
在常溫下，CO2氣體的化學(xué)性能呈中性，但在電弧高溫下，CO2氣體被分解而呈很強(qiáng)的氧化性，能使合金元素氧化燒損，降低焊縫金屬的力學(xué)性能，還可成為產(chǎn)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(qiáng)的氧化性。其中CO在焊接條件下不溶于金屬，也不與金屬發(fā)生反應(yīng)，而原子狀態(tài)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(xué)性能。同時溶入金屬的FeO與C元素作用產(chǎn)生的CO氣體，一方面使熔滴和熔池金屬發(fā)生爆破，產(chǎn)生大量的飛濺；另一方面結(jié)晶時來不及逸出，導(dǎo)致焊縫產(chǎn)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(lián)合脫氧的方法，因?yàn)殄i和硅脫氧后生成的MnO和SiO2能形成復(fù)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(chǎn)生氣孔的根本原因是熔池金屬中的氣體在冷卻結(jié)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(jié)晶較快，容易在焊縫中產(chǎn)生氣孔。CO2焊時可能產(chǎn)生的氣孔有以下三種：
(1)一氧化碳?xì)饪?當(dāng)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(jié)晶時發(fā)生下列反應(yīng)：
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(yīng)保證焊絲中含有足夠的脫氧元素Mn和Si,并嚴(yán)格限制焊絲中的含碳量，就可以減小產(chǎn)生CO氣孔的可能性。CO2焊時，只要焊絲選擇適當(dāng)，產(chǎn)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(chǎn)生氫氣孔，應(yīng)盡量減小氫的來源，焊前要適當(dāng)清除焊絲和焊件表面的雜質(zhì)，并需對CO2氣體進(jìn)行提純與干燥處理。此外，由于CO2焊的保護(hù)氣體氧化性很強(qiáng)，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?dú)饪?當(dāng)CO2氣流的保護(hù)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(nèi)。當(dāng)熔池金屬結(jié)晶凝固時，若氮來不及從熔池中逸出，便形成氮?dú)饪�。�?yīng)當(dāng)指出，CO2焊最常發(fā)生的是氮?dú)饪�，而氮主要來自于空氣。所以必須加�?qiáng)CO2氣流的保護(hù)效果，這是防止CO2焊的焊縫中產(chǎn)生氣孔的重要途徑。
