一、焊接原理

在电极（焊丝）和母材间产生电弧，用保护气体密封周围，熔化母材和焊丝的焊接方法就是气体保护焊。

CO2焊中短路过渡应用最广泛，主要用于薄板及全位置焊接，规范参数为焊接电流、电弧电压、焊接速度、气体流量及焊丝干伸长等。

电弧电压和焊接电流，对于一定的焊丝直径及焊接电流（即送丝速度），必须匹配合适的电弧电压，才能获得稳定的短路过渡过程，此时的飞溅最少。

二、焊接参数

CO2气体保护焊的工艺参数有焊接电流、电弧电压、焊丝直径、焊丝伸出长度、气体流量等。

1、焊接电流

短路过渡焊接时，一定的焊丝直径具有一定的电流调节范围。应根据母材厚度，接头形式以及焊丝直径等，正确选择焊接电流。短路过渡时，在保证焊透的前提下，尽量选择小电流，因为当电流太大时，易造成熔池翻滚，不仅飞溅大，成形也非常差。

2、焊接电压

焊接电压必须与焊接电流形成良好的配合。焊接电压过高或过低都会造成飞溅，焊接电压应伴随焊接电流增大而提高，伴随焊接电流减小而降低，最佳的焊接电压一般在18～24V之间，所以焊接电压应细心调试。

3、焊丝伸出长度 

焊丝伸出长度是指导电嘴端面至工件的距离。

焊丝伸出长度与电流有关，电流越大，焊丝伸出长度太长时，焊丝的电阻热越大，焊丝熔化速度加快，易造成成段焊丝熔断、飞溅严重、焊接过程不稳定。焊丝伸出长度太短时，容易使飞溅物堵住喷嘴，有时飞溅物熔化到熔池中，造成焊缝成形差。一般经验公式是，伸出长度为焊丝直径的十倍，既Φ1.2mm焊丝选择伸出长度为12 mm左右。

4、焊接速度

焊接速度对焊缝内部与外观的质量都有重要影响。

当焊接速度过快时，会使气体保护的作用受到破坏，易使焊缝产生气孔。同时焊缝的冷却速度也会相应提高，因而降低了焊缝金属的塑性和韧性，并会使焊缝熔宽、熔深和加厚高度都相应降低，造成成形不良。

当焊接速度过慢时，熔池变大，焊缝变宽，易因过热造成焊缝金属组织粗大或烧穿。因此焊接速度应根据焊缝内部与外观的质量选择。

5、气体流量

气体流量直接影响焊接质量，气体流量太大或太小时，都会造成成形差，飞溅大，产生气孔。小电流时，气体流量通常为10～15L／min；大电流时，气体流量通常为20～25L／min。

并不是流量越大保护效果越好。气体流量过大时，由于保护气流的紊流度增大，反而会把外界空气卷入焊接区。

6、电源极性

CO2气体保护焊一般都采用直流反接焊接，因为直流反接时熔深大，飞溅小，电弧稳定，焊缝成形好，电弧稳定，且焊缝金属含氢量最低。

焊接规范参考参数

CO2气体保护焊设备主要由焊接电源、供气系统、送丝系统和焊等组成。

1、焊接电源

焊接电源通过控制线路对供电、供气与稳弧等各个阶段的动作进行控制。

2、供气系统

供气系统由CO2气瓶、电磁气阀、气体流量调节器、干燥预热器及送气管组成。

1）电磁气阀是开闭气路的装置，由延时继电器控制，可起到提前供气和滞后停气的作用。

2）气体流量调节器是起调节CO2气流量的作用。

3）送气管输送焊接时所需的保护气体。

4）CO2焊供气系统中一个特殊的措施是在供气系统中加装干燥器和预热器。干燥器的作用是吸收CO2气体中的水分和杂质；预热器的作用是为了防止CO2气体中水分在钢瓶出口及减压阀中结冰而堵塞气路而对CO2气体进行加热。

3、送丝系统

送丝系统的作用是采用机电控制的方式将焊丝盘中的焊丝通过焊的导电嘴送入焊接熔池内。CO2焊的送丝机构由电机、送丝轮、矫直机构等组成。送丝方式有推进式、拉丝式、推拉式和加长推丝式四种，目前应用最多的是推进式送丝系统。

4、焊

焊的作用是输出焊丝、传导焊接电流、输出保护气流和启动或停止焊机。焊按冷却方式可分为气冷式和水冷式，当所用焊接电流小于250A时，可选择气冷式焊；焊接电流大于250A时，必须采用水冷式焊。

四、焊接操作技术

1、焊接前的准备工作

1）熟悉图纸和工艺文件，弄清焊缝尺寸和技术要求。

2）焊前清理。CO2焊虽然没有钨极氩弧焊那样严格，但也应清理坡口及其两侧表面的油污、漆层、氧化皮以及铁金属等杂物。

3）检查设备。检查电源线是否破损；地线接地是否可靠；导电嘴是否良好；送丝机构是否正常；极性是否选择正确。焊机电源的运行是否正常。

4）气路检查。使用前检查各部连接处是否漏气，CO2气体是否畅通和均匀喷出。气瓶压力降至1Mpa应更换气瓶。

5）焊前对CO2气体进行去水处理。

①气瓶倒置1～2小时，开阀放水，每隔3分钟放一次，连续2～3次。

②经放水的气瓶正立2小时，放出杂气即可使用。

6）检查工件的焊接部位及间隙是否符合要求，不符合者予以返修或报废。

7）准备好焊接用的工具，穿戴好防护用品。

2、焊接工艺

1）焊缝位置不同要用不同的操作方法。

①平焊时，无论是自动焊还是半自动焊，倾向角度越大飞溅越大，电弧不稳。其主要原因是运弧时产生空气阻力，使保护气流后偏吹。为了避免这种情况的出现，可将喷嘴后倾10～15°（即喷嘴与工件的夹角为75～80°），既可保证焊缝成形良好，又可保持焊接过程稳定，同时还可以较好地观察焊接熔池。

②立焊时可上焊或下焊，焊与竖板的夹角为45～50°。

③横焊时焊应作适当的直线往返运动，焊与水平的夹角为5～15°。

④仰焊应用较小的电流和电压，焊可作小幅度的直线往返运动。

2）焊法

一般采用左向焊法焊接，焊缝成形好，飞溅小，便于观察熔池，焊接过程稳定。当采用用右向焊法焊接时，飞溅大，焊缝成形差，焊接过程不稳定。

3）基本操作

①引弧：CO2气体保护焊采用碰撞引弧，引弧时不必抬起焊，只要保证焊与工作距离。

a、引弧前先按遥控盒上的点动开关或焊上的控制开关将焊丝送出嘴，保持伸出长度10～15 mm。

b、将焊按要求放在引弧处，此时焊丝端部与工件未接触，嘴高度由焊接电流决定。

c、按下焊上控制开关，焊机自动提前送气，延时接通电源，保持高电压、慢送丝，当焊丝碰撞工件短路后自然引燃电弧。短路时，焊有自动顶起的倾向，故引弧时要稍用力下压焊，防止因焊抬起太高，电弧太长而熄灭。

②焊接

引燃电弧后，焊接过程中要保持焊适当的倾斜角度和喷嘴高度，使焊接尽可能地匀速移动。当坡口较宽时为保证二侧熔合好，焊作横向摆动。焊接时，必须根据焊接实际效果判断焊接工艺参数是否合适。看清熔池情况、电弧稳定性、飞溅大小及焊缝成形的好坏来修正焊接工艺参数，直至满意为止。

③收弧

焊接结束前必须对收弧处采取措施。若收弧不当容易产生弧坑并出现裂纹、气孔等缺陷。

a、焊机有收弧坑控制电路。焊在收弧处停止前进，同时接通此电路，焊接电流电弧电压自动减小，待熔池填满。

b、若焊机没有弧坑控制电路或因电流小没有使用弧坑控制电路。在收弧处焊停止前进，并在熔池未凝固时反复断弧、引弧几次，直至填满弧坑为止。操作要快，若熔池已凝固才引弧，则可能产生未熔合和气孔等缺陷。

五、最佳焊接规范的调整

1、短路过渡时最佳规范的主要特征

1）焊缝成形好。

2）焊接过程稳定，飞溅小。

3）焊接时听到沙、沙的声音。

4）焊接时看到焊机的电流表、电压表的指针稳定，摆动小。

2、最佳焊接规范的调整步骤

1）根据工件厚度、焊缝位置，选择焊丝直径、气体流量、焊接电流。

2）在试板上试焊，根据选择的焊接电流，细心调整焊接电压。

3）根据试板上焊缝成形情况，适当调整焊接电流、焊接电压、气体流量，达到最佳焊接效果。

4）在工件上正式焊接过程中，应注意焊接回路的电压降低，及时调整焊接电压，确保焊接过程稳定。

六、焊接质量

焊缝表面颜色与气体保护效果见下表。