利用CO2做保護氣體的熔化極氣體保護電弧焊稱為CO2氣體保護焊,簡稱CO2焊。
CO2焊的特點:
1) CO2 電弧的穿透力強,焊接電流密度大(通常為 100-300A/mm2),故焊絲熔化率高,焊後一般不需要清渣。所以它的生産率比焊條電弧焊高約1-3倍
2) CO2 焊的熔滴過渡形式:一般工藝範圍内不能達到射流過度,實際上常用短路過渡和滴狀過渡。加入混合氣體後才有可能獲得射流過渡
3) CO2 氣體價格便宜,焊前對焊件清理可從簡
4) 電弧氣氛有很強的氧化性,不能焊接易氧化的金屬材料,抗風能力弱,室外作業需要防風措施
冶金特點:
CO2 是一種氧化性氣體,在高溫時進行分解,具有強烈的氧化作用,把合金元素氧化燒損或造成氣孔和飛濺。
CO2氣體高溫分解:
CO2=CO O2
直接氧化:
Fe CO2=FeO Co
Si CO2=SiO CO
Mn CO2=MnO CO
與高溫分解的氧原子作用:
Fe O=FeO
Si 2O=SiO2
Mn O=MnO
FeO可熔于液體金屬内成為雜質,SiO2和MnO 成為熔渣能浮出,生成的CO從液體金屬中逸出。其結果是液體金屬中Si 和Mn被燒損而減少。一般CO2焊接時,焊絲中約有w(Mn)=50% 和 w(Si)=60%,被氧化燒損,生成的CO在電弧高溫下急劇膨脹,使熔滴爆破而引起金屬飛濺。
解決CO2 焊氧化性的措施是脫氧,具體做法是在焊絲中(或在藥芯焊絲的芯料中)加入一定量的脫氧劑,他們是與氧的親和力比Fe大的合金元素,如Al, Ti, Si, Mn等。實踐表明,采用 Si-Mn 聯合脫氧效果最好,可以焊出高質量的焊縫,所以國内外廣泛采用H08Mn2Si 焊絲。加入到焊絲中的Si 和Mn, 在焊接過程中一部分被直接氧化和蒸發掉,一部分用于FeO的脫氧,其餘部分留在焊縫金屬中起着提高焊縫力學性能的作用。
焊接氣孔的問題:
可能産生的氣孔主要有三種,CO氣孔,H2氣孔和N2氣孔
1) 産生CO氣孔的主要原因是焊絲中脫氧元素不足,使熔池中熔入較多的FeO, 它和C 發生強烈的碳還原鐵的反應,便産生CO氣體,隻有焊絲中有足夠的脫氧元素Si 和Mn,以及限制焊絲中C含量,就能有效防止CO氣孔。
2) 産生N2氣孔的主要原因是CO2保護不良或CO2純度不高,隻要加強CO2的保護和控制CO2的純度,即可防止。
3) 産生H2氣孔是由于在高溫時熔入了大量H2,結晶過程中不能充分排出,而留在焊縫金屬中。電弧區的H2主要來自焊絲,工件表面的油污和鐵鏽以及CO2氣體中所含的水分。因CO2氣體具有氧化性,H2和CO2會化合,故出現H2氣孔的可能性相對較小,這就是被認為CO2焊是低氫型焊接的方法。
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