项目一 二氧化碳气体保护焊概述
一、原理及特点
二氧化碳气体保护焊是利用CO2作为保护气体进行焊接的方法。
1.分类：按焊丝直径不同分为细丝CO2气体保护焊（焊丝直径≤1.2 mm）和粗丝CO2气体保护焊（焊丝直径≥1.6 mm）。按操作方式不同分为CO2半自动焊和CO2自动焊。由于细丝CO2气体保护焊工艺比较成熟，因此应用最广。
2.二氧化碳气体保护焊的特点
（1）优点
焊接成本低、生产效率高、焊接质量高、焊接应力和变形小、操作性能好、适用范围广。
（2）缺点
使用大电流焊接时，焊缝表面成形较差，飞溅物较多。不能焊接容易氧化的有色金属材料。很难用交流电源焊接及在有风的地方焊接。弧光较强，特别是大电流焊接时，电弧的光热辐射均较强。
3.二氧化碳气体保护焊的冶金特点
二氧化碳气体高温分解后具有很强的氧化性，使合金元素发生烧损，降低焊缝金属的力学性能，产生气孔和飞溅。
（1）合金元素的氧化与脱氧
主要采用锰、硅联合脱氧的方法脱氧。
（2）CO2气体保护焊的气孔问题
气孔是熔池金属中的气体在冷却结晶过程中来不及逸出造成的。
CO2气体保护焊时可能产生的气孔有以下三种：
①一氧化碳气孔：FeO+C→Fe+CO ↑
②氢气孔：氢的来源有焊丝、焊件表面的铁锈、水分和油污及CO2气体中含有的水分。
③氮气孔：最常发生的是氮气孔，而氮主要来自于空气。
（3）CO2气体保护焊的熔滴过渡
主要有两种形式，分别为短路过渡和滴状过渡。
二、二氧化碳气体保护焊的焊接设备
CO2气体保护焊设备有半自动设备和自动设备两种。其中半自动设备在生产中应用较广，常用的半自动设备由焊接电源、焊枪及送丝系统、CO2供气系统、控制系统等组成。如图4-1所示：
图4-1 焊接设备组成
电源要求：CO2气体保护焊只能使用直流电源，二氧化碳气体保护焊若使用交流电源焊接时，电弧不稳定，飞溅严重。一般采用抽头式硅整流的电源，而且要求焊接电源具有平特性，这是因为二氧化碳气体保护焊的电流密度大，加之二氧化碳气体对电弧有较强的冷却作用，所以电弧静特性曲线是上升的，在等速送丝的条件下，平特性电源的电弧自动调节灵敏度较高。焊枪的送丝方法有三种：推丝式、拉丝式、推拉式。目前，CO2半自动焊多应用于推丝式焊枪。
三、二氧化碳气体保护焊的焊接工艺参数
二氧化碳气体保护焊的焊接工艺参数有焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊丝伸出长度、CO2气体的流量、电源极性与回路电感。其中电弧电压：短路过渡时为16～24 V，细滴过渡时为25～36 V；焊接速度：一般半自动焊焊接时的焊接速度为15～30m/h；焊丝伸出长度：一般等于焊丝直径的10倍，且不超过15 mm；CO2气体的流量：细丝时流量约为8～15L/min，粗丝时流量约为15～25 L/min。
四、二氧化碳气体保护焊的操作
引弧方法是短路引弧，焊丝伸出长度是焊丝直径的10倍，焊接方向是左焊法，即从右向左焊。收尾时焊枪不做任何动作，松开控制开关即可，并停留10秒钟左右。
五、注意事项
1.调试好焊接工艺参数后，在焊件的右端引弧，从右向左方向焊接。
2.焊枪沿装配间隙摆动或小幅度横向摆动，摆动幅度不能太大，以免产生气孔。熔池停留时间不宜过长，否则易发生烧穿现象。
3.由于选择的焊接电流较小，电弧电压较低，采用短路过渡的方式进行焊接时，要特别注意保证焊接电流与电弧电压配合好。电弧电压太高，则熔滴短路过渡频率降低，电弧功率增大，容易引起烧穿，甚至熄弧；电弧电压太低，则可能在熔滴很小时就引起短路，产生严重的飞溅，影响焊接过程。