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CO2气体保护焊工艺参数

CO2气体保护焊工艺参数除了和通常电弧焊相同电流、电压、焊接速度、焊丝直径及倾斜角等参数以外，还有CO2气体保护焊所特有保护气成份配比及流量、焊丝伸出长度、保护气罩和工件之间距离等对焊缝成形和质量有重在影响。
⑴焊接电流和电压影响。和其它电弧焊接方法相同是，当电流大时焊缝熔深大，余高大；当电压高时熔宽大，熔深浅。反之则得到相反焊缝成形。同时焊接电流律为送丝速度大则焊接电流大，熔敷速度大，生产效率高。采取恒压电源等速成送丝系统时，通常规律为送丝速度大则焊接电流大，熔敷速度随之增大。但对CO2气体保护焊来说，电流、电压对熔滴过渡形式有更为特殊影响，进而影响焊接电弧稳定性及焊缝形成。所以有必需对熔滴过渡形式进行更深一步叙述。
在电弧焊中焊丝作为外加电场一极（用直流电源，焊丝接正极时称为直流反接，接负极时称为直流正接），在电弧激发后被产生电弧热熔化而形成熔滴向母材熔池过渡，其过渡形式有多个，因焊接方法、工艺参当选改变而异，对于CO2气体保护焊而言，关键存在三种熔滴过渡形式，即短途经渡、滴状过渡、射滴过渡。以下简过这三种过渡形式特点、和工艺参数（关键是电流、电压）关系和其应用范围。
短途经渡。短途经分是在细焊丝、低电压和小电流情况下发生。焊丝熔化后因为斑点压力对熔滴有排斥作用，使熔滴悬挂于焊丝端头并积聚长大，甚至和母材深池相连并过渡到熔池中，这就是短途经渡形式，见下图：

1）过渡关键特征是短路时间和短路频率。影响短途经渡稳定性原因关键是电压，电压约为18~21V时，短路时间较长，过程较稳定。
焊接电流和焊丝直径也即焊丝电流密度对短途经渡过程影响也很大。在表（1）中列出了不一样焊丝直径时许可电流范围和最好电流范围。在最好电流范围内短路频率较高，短途经渡过程稳定，飞溅大，必需采取增加电路电感方法以降低短路电流增加速度，避免产生熔滴瞬时爆炸和飞溅。另外一个方法是采取Ar-CO2混合气体（各约50%），因富Ar气体下斑点压力较小，电弧对熔滴排斥力较小，过程比较稳定和平静。细焊丝工作范围较宽，焊接过程易于控制，粗焊丝则工作范围很窄，过程难以控制。所以只有焊丝直径在ф1.2mm以下时，才可能采取短途经渡形式。短途经渡形式通常适适用于薄钢板焊接。
CO2气体保护焊稳定短途经渡时不一样焊丝直径电流范围
焊丝直径（mm）
许可电流（A）
最好电流（A）
0.8
60~160
60~100
1.0
70~240
70~120
1.2
90~260
90~175
1.6
110~290
110~200
2.0
120~350
120~250
2）滴状过渡。滴状过渡是在电弧稍长，电压较高时产生，此时熔滴受到较大斑点压力、熔滴在CO2气氛中通常不能沿焊丝轴向过渡到熔池中，而是偏离焊丝轴向，甚至于上翘，以下图所表示。因为产生较大飞溅，所以滴状过渡形式在生产中极难采取。只有在富氩混合气焊接时，熔滴才能形成向过渡和得到稳定电弧过程。但因富氩气体成本是纯CO2气体几倍，在建筑钢结构生产和施工安装中应用较少。
3）射滴过渡。CO2气体保护焊射滴过渡是一个自由过渡形式，但其中也伴有瞬时短路。它是在φ1.6~3.0焊丝，大电流条件下产生，是一个稳定电弧过程。
焊丝直径φ1.2~3.0时，如电流较大，电弧电压较高，能产生如前所述滴状过渡，但如电弧电压降低，电弧强烈吹力将会排除部分熔池金属，而使电弧部分潜入熔池凹坑中，伴随电流增在则焊丝端头几乎全部潜入熔池，同时熔滴尺寸减小，过渡频率增加，飞溅显著降低，形成经典射滴过渡，以下所表示。但电流增大有一定程度，电流过大时，电弧力过大，会强烈扰动熔池，破坏焊接过程。
因为射滴过渡对电源动特征要求不高，而且电流大，熔敷速度高，适合于中厚板焊接，不易出现未熔合缺点，但因为熔深大，熔宽也大，射滴过渡用于空间位置焊接时，焊缝成形不易控制。
CO2气体保护焊不一样焊丝直径时形成射滴过渡电流范围

焊丝直径（mm）
焊接电流（A）
1.2
250~350
1.6
300~500
2.0
350~550
2.4
400~650
3
500~750
⑵ CO2+Ar混合气配比影响。不管对于短途经渡还是滴状过渡情况，在CO2气体中加入Ar，飞溅率全部能降低。短途经渡时CO2含量在50%~70%范围内全部有良好效果，在大电流滴状过渡时，Ar含量为75%~80%时，能够达成喷射过渡，电弧稳定，飞溅极少。
对于焊缝成形来说20% CO2+80%Ar混合气体条件下，焊缝表面最光滑，但同时使熔透率降低，熔宽变窄。
⑶保护气流量影响。气体流量大时保护较充足，但流量太大时对电弧冷却和压缩很猛烈，电弧力太大会扰乱熔池，影响焊缝成形。
⑷导电嘴和焊丝端头距离影响。导电嘴和焊丝伸出端距离亦称为焊丝伸长度。该长度大则因为焊丝电阻而使焊丝伸出优产生热量大，有利于提升焊丝熔敷率，但伸出长度过大时会发生焊丝伸出段红热软化而使电弧过程不稳定情况，应给予避免。通常φ1.2焊丝伸出长度保持在15~20mm，按焊接电流大小作选择。
⑸焊矩和工件距离。焊矩和工件距离太大时，保护气流达成工件表面处挺度差，空气易侵入，保护效果不好，焊缝易出气孔。距离太小则保护罩易被飞溅堵塞，使保护气流不顺畅，需常常清理保护罩。严重时出现大量气孔，焊缝金属氧化，甚至导电嘴和保护罩之间产生短路而浇损，必需频繁更换。适宜距离依据使用电流大小而定。
⑹电源极性影响。采取反接时（焊丝接正极，母材接负极），电弧电磁收缩力较强，熔滴过渡轴向性强，且熔滴较细，所以电弧稳定。反之则电弧不稳。
⑺焊接速度影响。CO2气体保护焊，焊接速度影响和其它电弧焊方法相同，焊接速度太慢则熔池金属在电弧下堆积，反而降低熔深，且热影响区太宽，对于热输入敏感母材易造成熔合线及热影响区脆化。焊接速度太快，则熔池冷却速度太快，不仅易出现焊缝成形不良、气孔等缺点，而且对淬硬敏感性强母材易出现延迟裂纹。所以焊接速度应依据焊接电流、电压选择来加以合理匹配。
⑻CO2气体纯度影响。气体纯度对焊接质量有一定影响，杂质中水分和碳氢化合物会使熔敷金属中扩散氢含量增高，对厚板多层焊易于产生冷裂纹或延迟裂纹。二氧化碳技术要求以下表：
项 目
组分含量（%）
优等品
一等品
合格品
二氧化碳含量（V/V）≥
99.9
99.7
99.5
液态水
不得检出
不得检出
不得检出
油
不得检出
不得检出
不得检出
水蒸气+乙醇含量（m/m）≤
0.005
0.02
0.05
气味
无异味
无异味
无异味
在重、大型钢结构中低合金高强钢特厚板节点拘束应力较大关键是焊缝焊接时应采取优等品，在低碳钢厚板节点关键焊缝焊接时可采取一等品，对通常轻型钢结构薄板焊接可采取合格口。
总而言之，CO2气体保护焊影响焊接电弧稳定性和焊缝成形、质量参数较多，在实际施焊时必需加以仔细选配。下表分别列出了平对接、角接、立向位置对接、横向位置对接时推荐焊接参数。

平对接时推荐焊接条件

坡品形状
板厚(mm)
焊丝直径(mm)
焊道数
电流
(A)
电压
(V)
速度(cm/min)
CO2流量(L/min)

6
1.6
1
400~430
36~38
80
15~20

8
1.6
2
350~380
35~37
70
20~25
400~430
36~38
70

12
1.6
2
400~430
36~38
70
20~25
400~430
36~38
70

8
1.2
2
120~130
26~27
30~50
20
250~260
28~30
40~50
10
1.2
2
130~140
26~27
30~50
20
280~300
30~33
25~30

16
1.2
3
120~140
25~27
40~45
20
300~340
33~35
30~40
300~340
35~37
20~30

19
1.2
4
120~140
25~27
40~50
25
300~340
33~35
30~40
300~340
33~35
30~40
300~340
35~37
20~25

10
1.2
2
300~320
37~39
60~70
20
300~320
37~39
60~70

16
1.2
4
140~160
24~26
20~30
20
260~280
31~33
35~40
270~290
34~36
50~60
270~290
34~36
40~50
19
1.2
4
140~160
24~26
26~30
20
260~280
31~33
35~45
300~320
35~37
40~50
300~320
35~37
35~40

16
1.6
4
400~430
36~38
50~60
25
400~430
36~38
50~60
19
1.6
4
400~430
36~38
35~45
25
400~430
36~38
35~40

角焊时推荐焊接条件
坡品形状
板厚(mm)
根部间隙(mm)
焊道直径(mm)
电流
(A)
电压
(V)
速度(cm/min)
CO2流量(L/min)

2.3
3.5~4
0.9
130~150
19~20
35~40
15
3.2
4~4.5
1.2
150~200
21~24
35~45
4.5
5~5.5
1.2
200~250
24~26
40~50

6
5~5.5
1.2
200~250
24~26
40~50
20
8
7~8
1.2
260~300
28~34
25~35
12
7~8
1.2
260~300
28~35
25~35

2.3
3.5~4
0.9
100~150
19~20
35~40
15
3.2
4~5
1.2
150~200
21~25
35~45
4.5
5~5.5
1.2
150~200
21~25
35~40
6
6~7
1.2
300~350
30~36
40~45
20
8
6~7
1.2
300~350
30~35
40~45
12
8~9
1.6
430~450
38~40
40~45

2.3
—
0.9
100~130
20~21
45~50
15
3.2
—
1.2
150~180
20~22
35~40
4.5
—
1.2
200~250
24~26
40~50
立向位置对接焊参数
坡品形状
板厚(mm)
根部间隙(mm)
焊道直径(mm)
电流
(A)
电压
(V)
速度(cm/min)

4.0
2.0
1.2
140~160
19~20
35~40

22
2.4
1.2
（1层）120
18
14
（2层）140
19.5
11
（3层）140
19.5
8.2
（4层）140
19.5
5.5
（5层）130
19.0
4.0

横向位置对接焊参数
坡品形状
板厚(mm)
根部间隙(mm)
焊道直径(mm)
焊道（数）
电流
(A)
电压
(V)
速度(cm/min)

6
2
1.0
1
130~140
19~20
18~22
2~
150~160
20~21
15~25
12
2
1.0
1
130~140
19~20
18~22
2~
150~160
20~21
15~25

15
6
1.2
1~4
240~260
25~29
30~40
5~
200~240
24~26
40~50

焊接缺点产生原因及预防方法
CO2气体保护焊施工焊缝缺点及过程不稳定产生原因均和保护气体和细焊丝使用特点相关。
产生原因及预防方法

缺点种类
可能原因
预防方法
凹坑
气体
1．没供给CO2
检验送气阀门是否打开，气瓶是否有气，气管是否堵塞或破断
2．风大，保护效果不充足
挡风
3．焊嘴内有大量粘附飞溅物，气流混乱
除去粘在焊嘴内飞溅
4．使用气体纯度太差
使用焊接专用气体
5．焊接区污垢（油、锈、漆）严重
将焊接专用气体
6．电弧太长或保护罩和工件距离太大或严重堵塞
降低电弧电压，降低保护罩或清理、更换保护罩
7．焊丝生锈
使用正常焊丝
咬边
1．电弧长度太长
减小正常焊丝
2．焊接速度太快
降低焊接速度
3．指向位置不妥（角焊缝）
改变指向位置
焊瘤
1．对焊接电流来说电弧电压太低
提升电弧电压
2．焊接速度太慢
提升焊接速度
3．指向位置不妥（角焊缝）
改变指向位置
裂缝
1．焊接条件不妥
⑴电流大电压低
⑵焊接速度太快
调整至合适条件
⑴提升电压
⑵降低焊接速度
2．坡口角度过烛
加大坡口角度
3．母材含碳量及其它合金元素含量高
进行预热
4．使用气体纯度差（水分多）
用焊接专用气体
5．在焊坑处电流被快速切断
进行补弧坑操作
焊道弯曲
1．焊丝矫正不充足
调整矫正轮
2．焊丝伸出长度过长
进行补弧坑操作
3．导电嘴磨损太大
使伸出长度合适（25mm以下）
4．操作不熟练
更换导电嘴
飞溅过多
焊接条件不合适（尤其是电压过高或电流太小）
调整到合适焊接条件
电弧不稳
1．导嘴孔太大或已严重磨损
改换合适孔径导电嘴
2．焊丝不能平稳送给
⑴清理导管和送丝管中磨屑、杂物
⑵降低导管弯曲
3．送丝轮过紧或过松
合适扭紧
4．焊线卷回转不圆滑
调整至能圆滑动作
5．焊接电源输入电压变动过大
增大设备容量
6．焊线生锈或接地线接触不良
使用无锈焊丝，使用良好、可靠接地夹具
焊丝和导电嘴粘连
1．导电嘴和母材间距过短
调整到合适间距
2．焊丝送给忽然停止
平滑送给焊丝

CO2气体保护焊焊接工艺
钢结构二氧化碳气体保护焊工艺规程
1 适用范围
本标准适适用于本企业生产多种钢结构，标准要求了碳素结构钢二氧化碳气体保护焊基础要求。
注：产品有工艺标准按工艺标准实施。
1.1 编制参考标准《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口基础形成和尺寸》GB.985-88
1.2 术语
2.1 母材：被焊材料
2.2 焊缝金属：熔化填充金属和母材凝固后形成部分金属。
2.3 层间温度：多层焊时，停后续焊接之前，相邻焊道应保持最低温度。
2.4 船形焊：T形、十字形和角接接头处于水平位置进行焊接.
3 焊接准备
3.1按图纸要求进行工艺评定。
3.2材料准备
3.2.1产品钢材和焊接材料应符合设计图样要求。
3.2.2焊丝应储存在干燥、通风良好地方，专员保管。
3.2.3焊丝使用前应无油锈。
3.3坡口选择标准
焊接过程中尽可能减小变形，节省焊材，提升劳动生产率，降低成本。
3.4 作业条件
3.4.1 当风速超出2m/s时，应停止焊接，或采取防风方法。
3.4.2 作业区相对湿度应小于90％，雨雪天气严禁露天焊接。
4 施工工艺
4.1 工艺步骤
清理焊接部位
检验构件、组装、加工及 定位
按工艺文件要求调整焊接工艺参数
按合理焊接次序进行焊接
自检、交检、焊缝返修
焊缝修磨
合格
交检验员检验
关电源 现场清理
4 操作工艺
4.1 焊接电流和焊接电压选择
不一样直径焊丝,焊接电流和电弧电压选择见下表
焊丝直径 短途经渡 细颗粒过渡
电流（A）电压（V） 电流（A）   电压（V）
0.8 50--100   18--21      
1.0   70--120   18--22      
1.2   90--150   19--23   160--400   25--38
1.6   140--200   20--24   200--500   26--40
 4.2 焊速：半自动焊不超出0.5m/min.
 4.3 打底焊层高度不超出4㎜，填充焊时，焊枪横向摆动，使焊道表面下凹，且高度低于母材表面1.5㎜――2㎜：盖面焊时，焊接熔池边缘应超出坡口棱边0.5――1.5㎜预防咬边。
  4.4 不应在焊缝以外母材上打火、引弧。
  4.5 定位焊所用焊接材料应和正式施焊相当，定位焊焊缝应和最终焊缝有相同质量要求。钢衬垫定位焊宜在接头坡口内焊接，定位焊厚度不宜超出设计焊缝厚度2/3，定位焊长度不宜大于40㎜，填满弧坑，且预热高于正式施焊预热温度。定位焊焊缝上有气孔和裂纹时，必需清除重焊。
4.9焊接工艺参数见表一和表二
表一:   Φ1.2焊丝CO2焊对接工艺参数
接头
形式
板厚
层数
焊接电流
（A）
电弧电压
(V)
焊丝外伸
（mm）
焊机速度
m/min
气体流量
L*min
装配间隙
（mm）

  6   1   270   27   12-14   0.55   10-15   1.0-1.5
  6   2   190210   1930   15   0.25   15   0-1
  8   2   -140   26-2728-30   15   0.55   20   1-1.5
  10   2   -300   20-3030-33   15   0.55   20   1-1.5
  10   2   -320   37-3937-39   15   0.55   20   1-1.5
  12       310-330   32-33   15   0.5   20   1-1.5
  16   3   -340300-340   25-2733-3535-37   15   0.4-0.50.3-0.40.2-03   20   1-1.5
  16   4   -28-290   24-2631-3334-3634-36   15   0.2-0.30.33-0.40.5-0.60.4-0.5   20   1-1.5
  20   4   -34-340   25-2733-3533-3533-37   15   0.4-0.50.3-0.40.3-0.40.12-0.15   25   1-1.5
  20   4   -28-320   24-2631-3335-3735-37   15   0.25-0.3 0.45-0.50.4-0.50.4-0.45   20   1-1.5
表二: Φ1.2焊丝CO2气体保护焊T形接头
接头形式   板厚(㎜)   焊丝直径(㎜)   焊接电流(A)   电弧电压(v)   焊接速度(m/min)   气体流量(L/min)   焊角尺寸(㎜)
  2.3   Φ1.2   120   20   0.5   10-15   3.0
  3.2   Φ1.2   140   20.5   0.5   10-15   3.0
  4.5   Φ1.2   160   21   0.45   10-15   4.0
  6   Φ1.2   230   23   0.55   10-15   6.0
  12   Φ1.2   290   28   0.5   10-15   7.0
4.9.1控制焊接变形,可采取反变形方法.
4.9.2在约束焊道上施焊,应连续进行,因故中止,再施焊时, 应对已焊焊缝局部做预热处理.
4.9.3采取多层焊时,应将前一道焊缝表面清理洁净后,再继续施焊.
4.9.4变形焊接件,可用机械(冷矫)或在严格控制温度下加热(热矫)方法,进行矫正.
5   交检
6   焊接缺点和预防方法
缺点形成原因   预防方法
焊缝金属裂纹
1.焊缝深宽比太大2.焊道太窄3.焊缝末端冷却快   1.增大焊接电弧电压,减小焊接电流2.减慢焊接速度3.合适填充弧坑
夹杂
1.采取多道焊短路电弧2.高行走速度   1.仔细清理渣壳2.减小行走速度,提升电弧电压
气孔
1.保护气体覆盖不足2.焊丝污染3.工件污染4.电弧电压太高5.喷嘴和工件距离太远   1.增加气体流量,清除喷嘴内飞溅,减小工件到喷嘴距离2.清除焊丝上润滑剂3.清除工件上油锈等杂物.4.减小电压5.减小焊丝伸出长度
咬边
1.焊接速度太高2.电弧电压太高3.电流过大4.停留时间不足5.焊枪角度不正确   1.减慢焊速2.降低电压3.降低焊速4.增加在熔池边缘停留时间5.改变焊枪角度,使电弧力推进金属流动
未融合
1.焊缝区有氧化皮和锈2.热输入不足3.焊接熔池太大4.焊接技术不高5.接头设计不合理   1.仔细清理氧化皮和锈2.提升送丝速度和电弧电压,减慢焊接速度3.采取摆动技术时应在靠近坡口面边缘停留,焊丝应指向熔池前沿4.坡口角度应足够大,方便减小焊丝伸出长度,使电弧直接加热熔池底部
未焊透
1.坡口加工不适宜2.焊接技术不高3.热输入不适宜   1.加大坡口角度,减小钝边尺寸,增大间隙2.调整行走角度3.提升送丝速度以取得较大焊接电流 ,保持喷嘴和工件距离适宜
飞溅
1.电压过低或过高2.焊丝和工件清理不良3.焊丝不均匀4.导电嘴磨损5.焊机动特征不适宜   1.依据电流调电压2.清理焊丝和坡口3.检验送丝轮和送丝软管4.更新导电嘴5.调整直流电感
蛇行焊道
1.焊丝伸出过长2.焊丝矫正机构调整不良3.导电嘴磨损   1.调焊丝伸出长度2.调整矫正机构3.更新导电嘴 [/font]
CO2半自动气体保护焊接工艺
本工艺适适用于低碳钢和低合金高强度钢多种大型钢结构工程焊接，其焊接生产率高，抗裂性能好，焊接变形小，适应变形范围大，可进行薄板件及中厚板件焊接.
一. 焊接准备
1.焊接前接头清洁要求在坡口两侧30mm范围内影响焊缝质量毛刺、油污、水锈脏物、氧化皮必需清洁洁净。
2.当施工环境温度低于零度或钢材碳当量大于0.41%，及结构刚性过大，物件较厚时应采取焊前预热方法，预热温度为80℃~100℃，预热范围为板厚5倍，但大于100mm。
3.工件厚度大于6mm时，为确保焊透强度，在板材对接边缘应采取开切V形或X形坡口，坡口角度为60°钝边p为0~1mm，装配间隙b为0~1mm；当板厚差≥4mm时，应对较厚板材对接边缘进行削斜处理，图：
4.焊前应对CO2焊机送丝顺畅情况和气体流量作认真检验。

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5.若使用瓶装气体应作排水提纯处理，且应检验气体压力，若低于9.8×10.5PQ(10kgf/mm2)应停止使用。
6.依据不一样焊接工件和焊接位置调整好规范，通常焊接规范能够用以下公式： V=0.04I+16 (许可误差±1.5V)
二. 焊接材料
1. CO2气体纯度要求99.5%；含水量不超出0.1%；含碳量不超出0.1%。
2.焊丝牌号低碳钢及高强度低合金钢关键结构焊接选择H08Mn2SiA；H08Mn2SiA低碳钢通常结构焊接选择H08MnSi。
焊丝表面镀铜不许可有锈点存在。
三. 焊接规范
板厚 焊丝直径 焊接规范 气体流量 备注
mm mm 焊接电流(A) 焊接电压(V) l/min
1 0.8 60~80 16~17 10~12

适适用于
平对接焊
3 1.0 120~150 18~20 10~12
6 1.0 140~160 21~22 10~12
10 1.2 180~200 23~24 14~18
>20 1.2 210~240 25~28 18~20
10~20 1.2 100~120 20~22 14~18 适用立、横、仰焊；适用立向下角焊及立向上角焊
3~20 1.2 140~170 21~24 14~18
如使用药芯焊丝，焊接时可参考此规范。
四. 操作关键点
1.垂直或倾斜位置开坡口接头必需从下向上焊接，对不开坡口薄板对接和立角焊可采取向下焊接；平、横、仰对接接头可采取左向焊接法。
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2.室外作业在风速大于1m/s时，应采取防风方法。
3.必需依据被焊工件结构，选择合理焊接次序。
4.对接两端应设置尺寸适宜引弧和熄弧板。
5.应常常清理软管内污物及喷咀飞溅。
6.有坡口板缝，尤其是厚板多道焊缝，焊丝摆动时在坡口两侧应稍作停留，锯齿形运条每层厚度小于4mm，以使焊缝熔合良好。
7.依据焊丝直径正确选择焊丝导电咀，焊丝伸出长度通常应控制在10倍焊丝直径范围以内。
8.送丝软管焊接时必需拉顺，不能盘曲，送丝软管半径大于150mm。施焊前应将送气软管内残余不纯气体排出。
9.导电咀磨损后孔径增大，引发焊接不能稳定，需重新更换导电咀。
五.焊接程序
1.焊接板缝，有纵横交叉焊缝应先焊端焊缝后焊边焊缝。
2.接缝长度超出1米以上，应采取分中对称焊法或逐步退焊法。
3.物架上对接和角接焊缝同时存在时，应先焊板对接缝，后焊物架对接焊缝，最终焊物架和板角接焊缝。
4.凡对称物件应从中央向首尾方向开始焊接并左、右、方向对称进行。
5.物件上、平、立、角焊同时存在时，应先焊立角焊，后焊平角焊；先焊短焊缝，后焊长焊缝。
6.一切吊运“马”，其焊脚应为“吊马”板厚四面焊缝包角，焊后认真检验焊缝质量。
7.部件焊缝质量不好，应在部件时就进行反修改合格，不得留在整体安装焊接时进行。
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五. 焊缝质量要求
1.关键结构对接焊缝按多种设计要求技术要求进行一定数量X光或超声波缝内部检验，并按设计要求等级评定。
2.外表焊缝检验，所以结构焊缝全部进行检验，其焊缝外表质量要求：
①焊缝直线度，任何部位在≤100mm内直线度≤2mm。
②焊缝应过渡光顺，不能突变＜90°过渡角度。
③焊缝高低差在长度25mm，其高低差应≤1.5mm。
④角焊缝K值公差为物件板厚≤4mm时0.9K0≤K≤K0+1；物件板厚＞4mm时0.9K0≤K≤K0+2。(K0为设计焊脚尺寸)
⑤焊缝咬边：当板厚≤6mm d≤0.3mm局部，d＜0.5mm;
当板厚＞6mm d≤0.5mm (d为咬边深度)
⑥焊缝不许可低于工件表面及裂缝和还未熔合缺点存在。
⑦多道焊缝表面堆叠相交处下凹深度应≤1mm。
⑧全部焊接缺点许可进行修补，修补后应打磨光顺。
⑨部件物材为铸钢件时，焊后必需经550℃退火处理，以消除应力。
3.焊接结构许可进行火工校正。
一、二氧化碳气体保护焊发展动态
二氧化碳气体保护焊是50年代发展起来一个新焊接技术。半个世纪来，它已发展成为一个关键熔焊方法。广泛应用于汽车工业，工程机械制造业，造船业，机车制造业，电梯制造业，锅炉压力容器制造业，多种金属结构和金属加工机械生产。
MIG气体保护焊焊接质量好，成本低，操作简便，替换大部分手工电弧焊和埋弧焊，已成定局。二氧化碳气体保护焊装在机器手或机器人上很轻易实现数控焊接，将成为二十一世纪初关键焊接方法。
现在二氧化碳气体保护焊，使用保护气体，分CO2和CO2+Ar两种。使用焊丝关键是锰硅合金焊丝，超低碳合金焊丝及药芯焊丝。焊丝关键规格有：0.5  0.8  0.9  1.0  1.2  1.6  2.0  2.5  3.0  4.0等。
二、二氧化碳气体保护焊特点
1．焊接成本低——其成本只有埋弧焊和手工电弧焊40~50%。
2．生产效率高——其生产率是手工电弧焊1~4倍。
3．操作简便——明弧，对工件厚度不限，可进行全位置焊接而且能够向下焊接。
4．焊缝抗裂性能高——焊缝低氢且含氮量也较少。
5．焊后变形较小——角变形为千分之五，不平度只有千分之三。
6．焊接飞溅小——当采取超低碳合金焊丝或药芯焊丝，或在CO2中加入Ar，全部能够降低焊接飞溅。
三、二氧化碳气体保护焊焊接材料
（一）CO2气体
1．CO2气体性质
纯CO2气体是无色，略带有酸味气体。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液态CO2可产生509LCO2气体。
2．瓶装CO2气体
采取40L标准钢瓶，可灌入25kg液态CO2，约占钢瓶80%，基余20%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，所以，CO2气瓶要预防烈日暴晒或靠近热源，以免发生爆炸。
3．CO2气体纯度对焊接质量影响
CO2气体纯度对焊缝金属致密性和塑性有很大影响。CO2气体中关键杂质是H2O和N2，其中H2O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）。
4．混合气体
通常混合气体是在Ar气（无色、无味、密度为1.78kg/m3）中加入20%左右CO2气体制成，关键用来焊接关键低合金钢强度钢。
（二）焊丝
1．实心焊丝
为了预防气孔，降低飞溅和确保焊缝含有一定力学性能，要求焊丝中含有足够合金元素，通常采取限制含碳量（0.1%以下），硅锰联合脱氧。焊丝直径常见有：φ0.8mm  φ0.9mm  φ1.0mm  φ1.2mm  φ1.6mm，焊丝直径许可偏差+0.01，-0.04。以下介绍多个常见焊丝。
①    用于焊接低碳钢低合金钢焊丝有：H08MnSiA，H08MnSi，H10MnSi。
②    用于焊接低合金钢强度钢焊丝有：H08Mn2SiA，H10MnSiMo，H10Mn2SiMoA。
③    用于焊接贝氏体钢焊丝有：H08Cr3Mn2MoA。
④    用于焊接抗微气孔焊缝低飞溅焊丝有：H0Cr18Ni9，H1Cr18Ni9，H1Cr18Ni9Ti。
⑤    用于焊接不锈钢薄板焊丝有：H0Cr18Ni9，H1Cr18Ni9，H1Cr18Ni9Ti，H1Cr18Ni9Nb。
2．药芯焊丝
药芯焊丝用薄钢带卷成圆形管，其中填入一家成份药粉，以拉制而成焊丝。采取药芯焊丝焊接，形成气渣联合保护，焊缝成形好，焊接飞溅小。常见药芯焊丝有：YJ502，YJ507，YJ507CuCr，YJ607，YJ707。
四、二氧化碳气体保护焊保护效果
（一）二氧化碳气体保护焊保护效果
CO2气体保焊是利用CO2气体作为保护气体一个电弧焊。CO2气体本身是一个活性气体，它保护作用关键是使焊接区和空气隔离，预防空气中氮气对熔池金属有害作用，因为一旦焊缝金属被氮化和氧化，设法脱氧是很轻易实现，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。同时因为分解吸热作用，使电弧因受到冷却作用而产生收缩，弧柱面积缩小，所以保护效果很好。
（二）二氧化碳气体保护焊冶金特点
CO2气保焊时，合金元素烧损，焊缝中气孔和焊接时飞溅，这三方面是CO2气保焊关键问题，而这些问题全部和电弧气氛氧化性相关。因为只有当电弧温度在5000K以上时，CO2气体才能完全分解，但在通常CO2气保焊电弧气氛中，往往只有40~60%左右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氧化作用。
1．合金元素氧化问题
（1）    合金元素氧化
CO2气体和O对金属氧化作用，关键有以下多个形式：
Fe+ CO2=FeO+CO
Si+2CO2=SiO2+2CO
Mn+ CO2=MnO+CO
Fe+O=FeO
Si+2O=SiO2
Mn+O=MnO
这些氧化反应既发生在熔滴中，也发生于深池中。氧化反应程度取决于合金元素浓度和对氧亲和力大小，因为铁浓度最大，固铁氧化最强烈，Si、Mn、C浓度即使较低但和氧亲和力比铁大，所以大部分数量被氧化。
以上氧化反应产物SiO2T MnO结合成为熔点较低硅酸盐熔渣，浮于熔池上面，使熔池金属受到良好保护。反应生成CO气体，从熔池中逸到气相中，不会引发焊缝气孔，只是使焊缝中Si、Mn元素烧损。在CO2气保焊中，和氧亲和力较弱元素Ni、Cr、Mo其过渡系数最高，烧损最少。和氧亲和力较大元素Si和Mn，其过渡系数较低，因为它们当中有相当数量用于脱氧。而和氧亲和力最大元素Al、Ti、Nb过渡系数更低，烧损比Si、Mn还要多。
反应生成FeO将继续和C作用产生CO气体，假如此时气体不能析出熔池，则在焊缝中生成CO气孔。反应生成CO气体在电弧高温下急剧膨胀，使熔滴爆破而引发金属飞溅，所以必需采取方法，尽可能降低铁氧化。
（2）脱氧方法
由上述合金元素氧化情况可知，Si、Mn元素氧化结果能生成硅酸盐熔渣，所以在CO2气保焊中脱氧方法关键是在焊丝或药芯药中加Si、Mn作为脱氧剂。有时加入部分Al、Ti，不过Al加入太多会降低金属抗热裂纹能力，而Ti极易氧化，不能单独作为脱氧剂。利用Si、Mn联合脱氧时，对Si、Mn含量有一家百分比要求。Si过高也会降低抗热裂纹能力，Mn过高会使焊缝金属抗冲击值下降，通常控制焊丝含Si量为1%左右，含Mn量为1~2%左右。
2．气孔问题
（1）CO气孔
CO2气保焊时，因为熔池受到CO2气流冷却，使熔池金属凝固较快，若冶金反应生成CO气体是发生在熔池快凝固时候，则很轻易生成CO气孔，不过只要焊丝选择合理，产生CO气孔可能性很小。
（2）N2气孔
当气体保护效果不好时，如气体流量太小；保护气不纯；喷嘴被堵塞；或室外焊接时遇风；使气体保护受到破坏，大量空气侵入熔池，将引发N2气孔。
（3）H2气孔
在CO2气保焊时产生H2气孔机率不大，因为CO2气体本身含有一家氧化性，能够阻止氢有害作用，所以CO2气保焊时对铁锈和水分没有埋弧焊和氩弧焊那样敏感，不过假如焊件表面油污和水分太多，则在电弧高温作用下，将会分解出H2，当其量超不定时CO2气保焊时氧化性对氢抑制作用时，将仍然产生H2气孔。
为了预防H2气孔产生，焊丝和焊件表面必需去除油污、水分、铁锈，CO2气体要经过干燥，以降低氢起源。
3．CO2气保焊飞溅问题
（1）飞溅产生原因
因为焊丝和工件中全部含有碳，CO2气保焊电弧气氛氧化性强，熔滴中发生FeO+ C=Fe+CO↑，熔滴爆炸，产生飞溅。
另一个原因是CO2气保焊细丝（Φ1.6mm以下）焊时，通常采取短途经渡焊接，当电弧短路期间，电弧空间逐步冷却，当电弧再次引燃时，电流较大，电弧热量忽然增大，较冷气体瞬间产生体积膨胀而引发较大冲动功，由此引发较大飞溅。
另外当焊机动特征不太好时，短路电流增加速度太慢，使熔滴过渡频率降低，短路时间增加，焊丝伸出部分在电阻热作用下，会发红软化，形成大颗粒成段断落，爆断，使电弧熄灭，造成焊接过程不稳。短路电流增加太快时，一发生短路，熔滴立即爆炸，产生大量飞溅，
（2）降低飞溅方法
①    采取活化处理过焊丝能够细化金属熔滴降低飞溅，改善焊缝成形。所谓活化处理就是在焊丝表面涂一层薄碱土金属或稀土金属化合物来提升焊丝发射电子能力，最常见活化剂是铯（Cs）盐类如CsCO3，如稍加部分K2CO3，