CO2气体保护焊的技术及应用

作者：罗勇

摘要：近几年焊接技术不断发展，尤其是熔化极气体保护焊发展十分迅速，本文主要叙述了CO2气体保护焊的技术及应用。

引言：

CO2气体保护焊俗称：二氧焊、二保焊、气保焊，是利用CO2气体作为电弧介质并保护焊接区电弧焊，属于熔化极气体保护焊，英文缩写（MAG或GMAW）19xx年前苏联研发。因工作效率高，生产成本低本，熔透性好、焊接变形小等优点故被广泛应用于工业制造。 CO2气体保护焊的优点：

1、工作效率高是手工焊的1-3倍最高可达到4倍。

2、生产成本低是手工焊的50%。

3、熔透性好开II破口时一次熔深可达到10mm，探伤合格率可达到95%

4、焊缝抗裂性好，因CO2气体是氧化性气体，由于氧化的作用，大

大降低了焊缝中氢的含量（氢是造成焊缝裂纹的主要原因之一）

5、焊接变形小，由于保护气体的压缩降低了焊接热输入（线能量）

降低了焊接变形。

CO2气体保护焊缺点：

1、设备比较复杂，价格较昂贵。

2、焊接飞溅较多，假如焊接电流、电弧电压、操作手法不正确时飞

溅十分严重，且清渣困难。

3、室外作业性差，当现场风速每秒超过2m是应作防护措施或停止

施焊。

4、氧化性大，只适合于碳素钢，低合金钢的焊接。

二氧化碳(CO2)气体保护焊的焊接技术：

一、 焊接设备：

交流弧焊机、整流弧焊机、直流逆变弧焊机等

二、焊接材料：

镀铜实芯焊丝、药芯焊丝两种

三、焊前准备：

1、焊接电流电、弧电压的调节：

根据焊接位置，焊接接结构母材厚度选择焊接电流。根据焊接电流选择电弧电压。

计算公式：（实芯焊丝）

焊接电流﹥300A时×0.04+20±2=电弧电压

焊接电流﹤300A时×0.05+16±2=电弧电压

药芯焊丝：

焊接电流﹥300A时×0.06+20±2=电弧电压

焊接电流﹤300A时×0.07+16±2=电弧电压

2、CO2保护气体流量调节：

电流﹥200A时气体流量15-20L，电流﹤200Ａ时气体流量12-15L。 注：药芯焊丝焊接时，气体流量在15L即可，焊接电流，电弧电压配

合参数要求不十分高。实芯焊丝焊接时焊接电流，电弧电压参数配合必须十分准确，假如焊接电流大，电弧电压小时，焊丝无法融化，将会发出啪啦啪啦的响声，焊丝会整节整节的断裂，使焊缝无法成型。假如焊接电流小，电弧电压大时，焊接速度慢，焊接飞溅成大颗粒（清渣是十分困难），产生咬边等缺陷。

四、焊接操作：

1、运条：

（1）直线运条法：焊枪和焊件呈45-75°，焊枪不做摆动沿直线向前或向后移动。

适用范围：平角焊、立向下焊。

（2）、划半圆运条法：焊枪和焊件呈45-75°，焊枪作伴圆形运动并向前移动。

适用范围：平焊、平角焊、

（3）划圆运条法：焊枪和焊件呈45-75°，焊枪划圆形运动并向前移动。

适用范围：同划半圆运条相同。

（4）锯齿运条法：焊前和焊件呈60-85°，焊枪划锯齿形状运动并向前移动。

适用范围：开破口的平焊、立焊、仰焊。

注：运条方法分向前运条发、向后运条发两大类。

向前运条法适用于大电流、慢焊速的焊接。向后运条发适用于小电流、高焊速的焊接。

2、焊接过渡方法：

（1）短路过渡：焊丝和焊件以短路的形式连接在一起实现过渡。

短路过度焊接时焊接飞溅呈细小颗粒，清渣容易。

（2）潜弧射流过渡：熔敷金属以喷射的形式过渡到熔池中去。

潜伏射流过度，焊接时焊接飞溅同短路过度相似。

（3）熔滴过渡：熔敷金属以熔滴的形式过渡到熔池中去。

熔滴过度焊接时，焊接飞溅较少但颗粒较大，清渣困难。

五、焊接环境对焊缝成型的影响及防护办法：

1、工作现场风速每秒﹤2m时可不做防护措施，但是焊接方向要与风向相同（顶风焊接，如顺风焊接风“氧气”很容易进入熔池，将熔敷金属氧化。工作现场风速每秒﹥2m时要做防护措施或停止施焊。

2、工作现场空气相对湿度90%是要停止施焊。

3、工作现场温度低于-10℃时要对母材进行预热（有预热要求的焊件除外）工作温度低于-20℃是要停止施焊。

总结：

近几年二氧化碳气体保护焊由单一的CO2气体实芯焊丝，发展到混合气体药芯丝。被广泛应用于航天、航空、造船、机械制造等行业。 总之，每一道完美的焊缝，与焊接电流、电弧电压、焊接结构母材、焊接手法等都有着至关重要的关系。

参考文献：

1、刘云龙 焊工技师手册

2、陈裕川 焊接工艺手册

第二篇：焊工高级技师论文

焊工高级技师论文

一、安全操作规程

1.金属焊接作业人员，必须经专业安全技术培训，取得劳动安全监察管理部门颁发的“特种作业操作证”，方可上岗独立操作。

2.焊接曾存储过易燃易爆物品时，应根据介质多次置换和清洗，并打开孔口并检查，经检验确认安全后方可施焊。在密封容器内施焊时，应该采取通风措施，容器内照明电压不得超过12V，焊工身体上用绝缘材料，与焊件隔离，在露天作业时，电焊周围十米范围内不得堆放易燃易爆物品。雨雪六级风力以上的天气，不得露天作业。

3.操作前应先检查焊机和工具、焊钳和焊件的绝缘、焊机的保护接地和焊机的各接线点等，确认安全合格方可作业。操作时必须穿戴好劳动防护用品。如果改变焊机的接头、搬动焊机、焊机发生故障进行检修时、工作完毕或临时离开现场时，必须切断电源。高处作业时，必须使用标准的防火安全带，下方五米设置护栏，必须带盔式面罩，必须站在稳固的操作平台上。焊机必须放置牢固，设置良好的接地保护装置。焊接电缆通过道路时，必须架高或采取其他保护措施。清除焊渣时应佩戴护目镜或护目面罩。焊条应集中堆放。

二、基本知识

1.焊接就是通过加热和加压的方法，使两个分离的物品之间借助于内部原子之间的扩散与结合作用，使其连接成一个整体的工艺过程。

（1）熔化焊：是将焊件接头加热到融化状态，一般都需加入填充金属，经冷却结晶后，形成牢固的接头，使焊件成为一个牢固的整体。根据热源的形式不同，熔化焊接方法可分为电弧焊，电阻焊，电渣焊。

（2）压力焊：是将两块金属接头加压，不论进行加热或不加热，在压力作用下使之焊接起来。

（3）钎焊：是利用比金属焊件熔点低的钎料与焊件一同加热，使钎料熔化后填满焊件连接处的间隙，待钎料凝固后，将两块焊件彼此连接起来。

2.焊条的选择：根据国家的标准规定，焊条分为九类：低碳钢和低合金高强度钢焊条，钼和铬钼耐热钢焊条，不锈钢焊条，堆焊焊条，低温钢焊条，铸铁焊条，镍及镍合金焊条，铜及铜合金焊条，铝及铝合金焊条等。

（1）焊条是由焊条芯和药皮两部分组成，焊条芯起导电和填充焊缝金属的作用。为保证焊缝质量，对焊芯金属的各合金元素的含量分别有一定的限制。保证焊缝性能不低于焊件金属。焊条药皮主要作用是提高焊接电弧的稳定性，防止空气对熔化金属的有害作用，保证焊缝金属的脱氧和加入合金元素，以提高焊缝金属的机械性能。

（2）根据焊条药皮熔化后的熔渣特性，分为酸性焊条和碱性焊条两种。适用于一般低碳钢和强度较低的普通低合金钢的焊接。碱性焊条又称低氢焊条，主要适用于重要的结构如压力容器，合金结构刚等的焊接。

3.焊接电流与电弧，由直流电源产生的电弧叫直流电弧，焊接电弧包括阴极区，弧柱和阳极区三部分，把阳极在焊件上，阴极在焊条上，是电弧中的热量大

部分集中在焊件上的连接形式叫做正接法，他可以加快焊件的熔化速度，多用于厚的焊件。

三、常用机具及防护用品.

1.电焊机是利用焊接电弧产生的热量熔化焊条和焊件，使之原子之间结合达到永久性连接起来的设备。可分为直流焊机和交流焊机。直流焊机适用焊接薄钢板，铸铁，铝合金，铜合金，合金钢以及其他焊件。交流焊机具有结构简单，效率高，成本低，维护保养容易等特点，但电弧焊稳定性较差。

2.防护用品有：面罩，电焊手套和脚盖，清理焊件工具。

四、操作工艺

1.焊接接头形式

焊接接头包括熔合区（也称焊缝）和热影响区。接头形式有：对接接头、T型接头、角接接头、搭接接头和其他接头形式（十字街头、端接接头、卷边接头、套管接头、斜对接头、锁低对接接头等），当焊件厚度小于6mm时，采用对接接头时能保证完全焊透的焊件不需开坡口，只需接头处留1-2mm的间隙。当焊件较厚时需开坡口。

2.焊缝的空间位置有平焊，立焊、横焊、仰焊‘

（1）平焊的焊缝倾角在0°-5°，焊缝转角在0°-10°的位置施焊，焊接熔池表面略往下凹，当铁水和熔渣混合不清时，及时调整焊接角度，使铁水与熔渣分离。

（2）立焊焊缝倾角在80°-90°，焊缝转角在0°-180°的立焊位置施焊，立焊使铁水与熔渣易于分离，要防止熔池温度过高而使铁水下坠形成焊瘤。

（3）横焊焊缝倾角在0°-5°，焊缝转角在70°-90°的立焊位置施焊，以防止铁水受自重作用下坠到下坡口上。

（4）仰焊焊缝倾角在0°-15°，焊缝转角在165°-180°的立焊位置施焊，仰焊时铁水易坠落，溶池形成和大小不易控制，宜采用小电流短弧焊接。

3.基本操作方法

（1）引弧，手工电弧焊的引弧有碰击法和擦划法两种。碰击法是焊条与焊件表面垂直撞击，当焊件与焊条短路时，立即将焊条向上提起，保持与焊条直径相等的距离。擦划法引弧像划火柴一样，使焊条末端在焊件上迅速划擦，出现弧光立即提起，保持与焊条直径相等的电弧长度。擦划法比碰击法易掌握，但擦划法容易损伤工件表面和沾染飞溅。

（2）运条，常用运条法有;直线型运条法、锯齿形运条法、月牙形运条法、斜三角形运条法、正三角形运条法、正圆圈型运条法、斜圆圈型运条法、八字型运条法等。直线向前运动焊条可以控制焊缝横截面积大小。

（3）收弧，收弧时应该将熔池填满，使焊缝终端具有与正常焊缝相同的尺寸，如果有弧坑存在，在一定条件下易形成弧坑裂纹。

4.在焊接生产过程中，往往会在焊缝和热影响区产生各种缺陷。对于压力容器和工件的制造质量和安全运行带来隐患，按焊接缺陷在焊缝中的位置不同，可

将其分为外部缺陷和内部缺陷两大类，焊件的外部焊接缺陷有：焊缝外观形状和尺寸不符合要求，表面裂纹、表面气孔、咬边、焊瘤、弧坑、凹陷、满溢、烧穿、过烧等。常见的内部缺陷有焊接裂纹、气孔、夹渣、未焊透、未熔合、夹钨、夹珠等。在所有的缺陷中，裂纹是最危险的，在外载作用下，裂纹前沿附近会产生少量的塑性变形，同时尖端有一定得张开位移，使裂纹缓慢发展，当外载增加某一临界值时，裂纹即高速度扩展，此时裂纹位于高值拉应力区，往往引起整个结构的脆性断裂。

5.工件在焊接过程中，工件局部受热，温度分布不均匀，温度较高部分的金属由于受到周围较低温度金属的压制，不能自由膨胀产生焊接应力变形，焊件尺寸和形状发生变形量超过允许值时需要矫正，若变形过大无法矫正，则需报废。

6.减小和消除焊接应力，焊前预热可以减少焊件各部分温差，和减慢冷却速度，使收缩更均匀。加热减应区法：在焊接或补焊刚性很大的焊件时，选择构件的适当部位，进行加热使之伸长，然后再进行焊接，残余应力可大大减小。在多层焊时，除第一层和最后一层焊缝外，每层都要锤击以减小应力。第一层不锤击是为了避免根部裂纹，最后一层防止锤击而引起的冷作硬化。锤击的温度应维持在100℃-150℃之间或400℃以上。避免在200℃~300℃之间进行，因为此时金属处于兰脆阶段，锤击焊缝容易断裂。在可能的情况下将焊件整体或局部高温回火。整体高温时将整个焊接结构加热到一定温度，保持一段时间再冷却可将80%~90%应力消除，缺点是当焊件结构体积较大时，需容积较大的回火炉，就增加了设备投资费用。局部高温回火常用于比较简单的拘束度较小的焊接结构。

7.焊后产生的变形与防护措施

（1）焊后的变形主要是弯曲变形，当焊接方向不正确时，也会产生扭曲变形。

（2）减小变形的方法。

①减小焊缝尺寸：焊缝的尺寸直接关系到焊接工做量和焊接变形的大小。在保证工件的承载力的前提下，采用较小的焊缝尺寸。例如梁的筋板和服板之间的角焊缝，并不承受很大压力，因此没有必要采取大尺寸的焊缝。

②正确的焊接方向：焊接方向的正确对焊接变形有很大的影响，不同的焊接方向会引起不同的焊接变形。例如：桥或起重机主梁上盖板与大小隔板的焊接。采用轮流改变每条焊缝的焊接方向，旁弯变形就能得以克服。

③正确的焊接顺序：在拼接大面积的平板时，由于焊接顺序不当往往会引起波浪变形。在容器，船体制造中是经常遇到的。一般采用先焊横向焊缝，再焊纵向焊缝的焊接顺序来减小变形。

（3）预防变形的措施：

①刚性固定法：刚性大的结构，焊后变形比较小，在焊接前采用一定方法加强焊件的刚性，焊后的变形就可减少。因此把焊件固定在刚性平台上或在焊接胎具夹紧下进行焊接，T字梁焊后易发生角变形，所以焊前就把平板牢牢固定在平台上，在焊接时利用平台的刚性来限制弯曲变形和角变形。

②反变形法：根据生产中的焊接变形的规律，焊接前将工件放在与焊接变形方向相反的位置上，以消除焊后发生的变形。

③机械矫正：焊接后利用机械力量矫正焊接变形，此方法常用压力机，矫直机等设备。或采用锤机的方式进行矫正，该方法多用于厚度不大的焊件。

④火焰矫正法：是利用火焰对焊接结构进行局部加热的一种矫正变形的方法，该方法使焊件在冷却收缩时产生的变形，以矫正焊接所产生的变形。如焊后已经上拱的T字梁，可用火焰对腹板位置加热，加热呈三角区，加热至600℃-800℃，然后冷却使腹板收缩引起的反向变形，将焊件矫正。

以上的论述是二十几年来，我作为一名焊工技师总结的一些工作技术和实践技术。在今后的工作中，我会把所学的理论在实践中结合创新，更好的完成公司领导下达的各项任务。克服缺点，为公司的辉煌继续奋斗。

第三篇：电焊工技师论文

电焊工技师论文

（国家职业资格二级）

姓名 尚立军

单位 日照海事学院

20##年10月5日

碳素钢的焊接

姓名：***

单位：日照海事学院

摘要：碳素钢是碳素结构钢与碳素工具钢的总称。碳钢与合金结构钢相比较具有冶炼简单、成本低廉，能满足一般工业使用要求的特点，在建筑、交通及机械工业中被广泛使用。然而，碳素结构钢随着含碳量的增加其焊接性变差。

在实际焊接生产中，经常要遇到各类钢种的焊接问题。由于不同钢种的化学成分、机械性能、使用场合及环境的不同，相应的焊接特点也不同。在焊接前，如果没有完整地了解这些钢种的焊接特点，便无法合理的选择相应的焊接材料及工艺，实现优质焊接的目的。本人参考有关文献结合自己多年经验，现对碳钢的焊接分析如下：

一、碳钢的种类

碳钢品种较多，为便于生产、保管和选用，可将其分类和编号，碳钢的分类方法很多，但常用的有以下几种。

1、按钢中碳的质量分数分类：

1）低碳钢W(C)﹤0.25%

2）中碳钢W(C)﹦0.25%～0.60%

3）高碳钢W(C)﹤0.60%

2、按钢的质量分类：

1)普通碳素钢

钢中的硫和磷含量较多

W(S)≤0.050% W(P)≤0.045%

2）优质碳素钢

钢中的硫和磷含量较低

W(S)≤0.030% W(P)≤0.040%

3）高级优质碳素钢

钢中的硫和磷含量控制较严格

W(S)≤0.030% W(P)≤0.035%

3、按用途分类

1）碳素机构钢

主要用于制造各种工程构件及机械零件

这类钢中碳的质量分数一般＜0.7%

2）碳素工具钢

主要用于制造各种刃具、模具、量具，

这类钢中碳的质量分数一般＞0.7%

实际应用中，对钢的命名往往是几种分类方法结合在一起使用。如优质碳素结构钢，高级优质碳素工具钢。

二、钢的用途

08～25 钢属低碳钢

这类钢强度、硬度不高，但塑性、韧性及焊接性良好。主要用于制作冲压件，焊接结构极强度要求不高的机械零件和渗碳件。如深冲器件，压力容器，小抽。销子。

35～55 钢属中碳

这类钢经调制处理后具有良好的综合力学性能，可应用于机械制造业中受力较大的零件，如齿轮，轴，连杆等。这类钢是机械制造中广泛应用的材料。

60 以上属于高碳钢

这类钢经热处理后具有高的强度以、硬度和一、弹性，但焊接性不好。主要用于制造各类弹性元件及耐磨零件。如螺旋形弹簧、弹簧环和弹簧垫圈、钢丝绳等。

三、碳钢和焊接性

焊接性是指在一定的工艺、材料、结构的情况下，金属材料对于焊接的适应性。并保证合乎质量要求的焊缝，以及能否在使用条件下安全使用的能力。

金属材料的焊接性好、坏主要取决于金属材料的化学成分、结构的复杂程度、刚性大小、焊接方法、焊接材料、焊接规范和所采用的焊接工艺方法。

钢材的焊接性可用碳当量法，即

Cep﹦C+Mn/6+Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15%

当碳当量Cep=0.40%时，钢材的焊接性良好。不需要预热即可焊接；碳当量Cep=0.40~0.60%时，焊接性稍差，需要适当的预热，才能焊接；碳当量Cep>0.60%时，钢材的焊接性不好，需要较高的预热温度和严格控制焊接工艺规程，且焊后还应进行缓慢冷却，否则可能产生裂纹。

由此可见，碳钢的焊接性与钢中含碳量的多少有极大的关系。含碳量越高，钢的焊接性越差。

1、低碳钢的焊接性

低碳钢由于含碳量及合金元素较低，（C<0.25%,Mn<1.0%）强度不高，塑性好，具有优良的焊接性。低碳钢几乎能用各种工艺方法进行焊接，不需要采取特殊的工艺措施即可获取优质的焊接接头。

低碳钢焊缝产生裂纹，气孔的倾向小，只有当母材、焊接材料成分不合格，如C、S、P含量偏高时，焊缝中才可能产生热裂纹。

低碳钢的焊接通常不需要焊前预热，只有在环境温度较低或结构刚性过大时，才考虑预热条件。

低碳钢焊接不需要特殊复杂的设备，对焊接电源没有特殊的要求，交直流均可。

2、中碳钢的焊接性

中碳钢与低碳钢相比较，焊接性能较差。随着含碳量的增加，焊接热影响区开始出现脆英马氏体。含碳量越高，马氏体的硬度和脆性越大，在接头中便容易出现热裂纹。当接头中含有较多的扩散氢时，以及焊件刚度较大和焊条选用不当时，很容易产生冷裂纹。

四、碳钢的焊接材料与焊接工艺

几乎所有的焊接方法都可以焊接碳钢结构，且以手工焊、埋弧焊和CO2汽保焊使用最广，电渣焊主要用来焊接厚大件，钨及氩弧焊仅在薄板或打低焊时才使用。

1、低碳钢的焊接材料及工艺

焊接材料可参考下表：

其中，一般碳钢结构可采用酸性焊条，承受动载或复杂的

厚壁结构及低温使用是采用碱性焊条。

2、中高碳钢的焊接材料与工艺

1）在选择焊接材料时，应从防止焊接裂纹的角度出发，焊接中高碳钢时，应选用杂质含量和扩散氢含量较低的碱性焊条，且根据具体的焊接要求和机械性能来选择相应的焊条牌号。在仅要求实现完整连接而不要求焊缝与母材等强度的场合，可采用含碳和强度均较低塑性较高的J426，J427等焊条，以减少接头刚性，防止焊接裂纹。在要求焊缝与母材等强度的情况下，则采用J507焊条。采用奥氏体不锈钢焊条（如A302，307）来焊接中高碳钢，目的在于利用奥氏体焊缝金属的塑性好，溶氢量大的特点，降低预热温度，甚至不预热也不产生焊接裂纹。

2）焊接中高碳钢时，应采用严格的预热、后热措施，用降低焊接接头冷却速度的方法降低影响区最高强度和焊接应力，使焊缝扩散氢能充分逸出，防止焊接裂纹的出现。焊接预热的高低，取决于母材的碳当量、焊件厚度及采用的焊接材料，母材碳当量越高，预热温度也越高。如下表：

预热时，最好采取整体预热方法。若无法实现，则可采用局部预热方法但预热区宽度应在工件厚度的5倍以上，否则，在预热不当时，会在焊件内产生过大的焊接应力，使接头开裂。多层焊时，焊道层间温度一般不低于焊件的预热温度。

焊接完毕，应立即回火处理，回火温度在600~650℃之间，保温时间按s/25（h）计算，其中S为母材板厚（mm）。如焊后不能马上进行回火处理，应在预热温度以上对焊件进行中间热处理，以降低焊接应力和焊缝扩散氢含量，防止出现焊接裂纹。

焊接中、碳钢时，应采用U型或V型坡口，以减少母材融化量，焊接操作上应做到小电流、低速焊，尤其在焊第一道焊缝时更应如此。焊接工艺上，可采用长焊缝分段跳焊，焊后锤焊缝等措施，以降低焊接应力。

因此，我认为只要掌握住以上几点内容，那么，对碳素钢的焊接问题也就迎刃而解了。