CO2屬于熔化極氣體保護焊的一種,，工作原理如上圖所示，CO2以一定的壓力和流量送入,，保護熔池和電弧不受氣體的侵入,。憑借系列優(yōu)勢成為較為普遍的一種焊接工藝，具有焊接成本低,、焊接質(zhì)量好,、焊接變形和焊接應力小、造作性能好,、使用范圍廣,，特別適合薄板焊接。同時也有不足之處：大電流焊接時飛濺多焊縫質(zhì)量差,、不能焊接易氧化材料,、很難使用交流電以及在有風的地方焊接、弧光強要重視保護等,。

二氧化碳氣體保護焊的冶金特性

在電弧高溫下,，CO2氣體被分解而呈很強的氧化性，能使合金元素氧化并降低焊接強度,，還成為產(chǎn)生氣孔和飛濺的根源,。

1、關(guān)于氧化的防范措施

CO2氧化成為CO和O2,，造成鐵,、錳、硅等大量焊縫有益金屬被氧化燒損,，降低力學性能,，同時作用產(chǎn)生的CO使得熔滴和熔池發(fā)生爆破產(chǎn)生飛濺；另一方面結(jié)晶時不易逸出造成氣孔,。

所以CO2焊接時要補充更多氧化性強于母材的元素,，常使用的焊絲中包含大量的錳、硅,、鋁,、鈦，能夠先于母材搶占O2行程氧化物，并且最后生成的氧化物行程熔渣薄膜覆蓋在焊縫表面,。

2,、氣孔

產(chǎn)生氣孔的根本的原因是熔池中的氣體在冷卻結(jié)晶過程中來不及逸出造成的。在焊接時,，熔池表面沒有熔渣覆蓋,，CO2氣流又具有冷卻作用，因此結(jié)晶較快容易產(chǎn)生氣孔,。產(chǎn)生氣孔的氣體有CO,、H2、N2,。

CO的產(chǎn)生是由于焊接過程中的脫氧元素不足,，造成氧化鐵不能被還原溶于金屬中，在結(jié)晶時C和氧化鐵發(fā)生還原反應,，生CO,，因此保證焊絲中足夠的脫氧元素、并嚴格限制焊絲中的C含量,，該現(xiàn)象就會得到抑制,，換言之，選對焊絲很重要,。

H2的產(chǎn)生主要是焊件及焊絲表面的鐵銹水分和油污,，所以焊前要對焊件及焊絲表面進行清理，有必要的話需要對CO2進行干燥和提純,。

N2是由于CO2保護不到位產(chǎn)生的,，或者純度不夠高，都會增加N2含量,。

二氧化碳保護焊中,，N2氣孔最為常見，所以要控制好CO2的氣流量,、焊接速度,。

3,、熔滴過度

對于CO2氣體保護焊而言,，主要存在三種熔滴過渡形式，即短路過渡,、滴狀過渡,、射滴過渡。以下簡過這三種過渡形式的特點,、與工藝參數(shù)（主要是電流,、電壓）的關(guān)系以及其應用范圍。

短路過渡。短路過度是在細焊絲,、低電壓和小電流情況下發(fā)生的,。焊絲熔化后由于斑點壓力對熔滴有排斥作用，使熔滴懸掛于焊絲端頭并積聚長大,，甚至與母材的深池相連并過渡到熔池中,，這就是短路過渡形式。

1）過渡主要特征是短路時間和短路頻率,。影響短路過渡穩(wěn)定性的因素主要是電壓,，電壓約為18~21V時，短路時間較長,，過程較穩(wěn)定,。

焊接電流和焊絲直徑也即焊絲的電流密度對短路過渡過程的影響也很大。在最佳電流范圍內(nèi)短路頻率較高,，短路過渡過程穩(wěn)定,，飛濺大，必須采取增加電路電感的方法以降低短路電流的增長速度,，避免產(chǎn)生熔滴的瞬時爆炸和飛濺,。另外一個措施是采用Ar-CO2混合氣體（各約50%），因富Ar氣體下斑點壓力較小,，電弧對熔滴的排斥力較小,，過程比較穩(wěn)定和平靜。細焊絲工作范圍較寬,，焊接過程易于控制,，粗焊絲則工作范圍很窄，過程難以控制,。因此只有焊絲直徑在ф1.2mm以下時,，才可能采用短路過渡形式。短路過渡形式一般適用于薄鋼板的焊接,。

2）滴狀過渡,。滴狀過渡是在電弧稍長，電壓較高時產(chǎn)生的,，此時熔滴受到較大的斑點壓力,、熔滴在CO2氣氛中一般不能沿焊絲軸向過渡到熔池中，而是偏離焊絲軸向,，甚至于上翹,，如下圖所示。由于產(chǎn)生較大的飛濺,，因此滴狀過渡形式在生產(chǎn)中很難采用,。只有在富氬混合氣焊接時,，熔滴才能形成向過渡和得到穩(wěn)定的電弧過程。但因富氬氣體的成本是純CO2氣體的幾倍,，在建筑鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)和施工安裝中應用較少,。

3）射滴過渡。CO2氣體保護焊的射滴過渡是一種自由過渡的形式,，但其中也伴有瞬時短路,。它是在φ1.6~3.0的焊絲，大電流條件下產(chǎn)生的,，是一種穩(wěn)定的電弧過程,。

4、焊接飛濺

焊接飛濺是CO2氣體保護焊最主要的缺點,，目前為減少CO2氣體保護焊的飛濺主要采取以下措施：

1）. 正確選擇焊接參數(shù):

(1) 焊接電流和電弧電壓在CO2氣體保護焊中,，對于每種直徑的焊絲，其飛濺率與焊接電流之間都存在一定規(guī)律,。在小電流的短路過渡區(qū) ,，焊接飛濺率較小，進入大電流的細顆粒過渡區(qū)后,，焊接飛濺率也較小,，而在中間區(qū)焊接飛濺率最大。以直徑1. 2mm 的焊絲為例,，當焊接電流小于150A 或大于300A 時,，焊接飛濺都較小，介于兩者之間,，則焊接飛濺較大,。在選擇焊接電流時，應盡可能避開焊接飛濺率高的焊接電流區(qū)域,，焊接電流確定后再匹配適當?shù)碾娀‰妷骸?/p>

(2) 焊絲伸出長度: 焊絲伸出長度(即干伸長) 對焊接飛濺也有影響,，焊絲伸出長度越長，焊接飛濺越大,。例如,，直徑為1. 2mm的焊絲，焊接電流280A時,，當焊絲伸出長度從20mm 增加至30mm 時,，焊接飛濺量增加約5％ 。因而因而要求焊絲伸出長度應盡可能地縮短,。

2）. 改進焊接電源：

引起CO2氣體保護焊產(chǎn)生飛濺的原因,，主要是在短路過渡的最后階段，由于短路電流急劇增大,，使得液橋金屬迅速加熱，造成熱量聚集，最后使液橋爆裂而產(chǎn)生飛濺,。從改進焊接電源方面考慮,，主要采用了在焊接回路中串接電抗器和電阻、電流切換,，電流波形控制等方法,，以減小液橋爆裂電流，從而減小焊接飛濺,。目前,，晶閘管式波控CO2 氣體保護焊機及逆變式晶體管式波控CO2氣體保護焊機已經(jīng)得到使用，在減小CO2氣體保護焊的飛濺已取得了成功

3）. 在CO2氣體中加入氬氣(Ar）：

在CO2氣體中加入一定量的氬氣后,，改變了CO2氣體的物理性質(zhì)和化學性質(zhì),，隨著氬氣比例的增加，焊接飛濺逐漸減小,，對飛濺損失變化最顯著的是顆粒直徑大于0. 8mm 的飛濺,，但對于顆粒直徑小于0. 8mm 的飛濺影響不大。

另外采用了在CO2氣體中加入氬氣的混合氣體保護焊,，也可改善焊縫成形,，氬氣加入到CO2氣體中對焊縫熔深、熔寬,、余高的影響,，隨著CO2氣體中氬氣含量的增加，而使熔深減小,，熔寬增大,，焊縫余高減小。

4）. 采用低飛濺焊絲：

對于實芯焊絲,，在保證接頭力學性能的前提下,，盡量降低其含碳量，并適當增加鈦,、鋁等合金元素,，都可有效地降低焊接飛濺。

另外,，采用藥芯悍絲CO2氣體保護焊可以大大降低焊接飛濺,，藥芯焊絲產(chǎn)生的焊接飛濺約為實芯焊絲的1/3。

5）. 焊槍角度的控制：

當焊槍垂直于焊件焊接時,，所產(chǎn)生的焊接飛濺量最少,，傾斜角度越大，飛濺越多,。焊接時,，焊槍的傾斜角度最好不要超過20

焊絲直徑φ1.2~3.0時,，如電流較大，電弧電壓較高,，能產(chǎn)生如前所述的滴狀過渡,，但如電弧電壓降低，電弧的強烈吹力將會排除部分熔池金屬,，而使電弧部分潛入熔池的凹坑中,，隨著電流增在則焊絲端頭幾乎全部潛入熔池，同時熔滴尺寸減小,，過渡頻率增加,，飛濺明顯降低，形成典型的射滴過渡,，如下所示,。但電流增大有一定限度，電流過大時,，電弧力過大,，會強烈擾動熔池，破壞焊接過程,。

由于射滴過渡對電源動特性要求不高,，而且電流大，熔敷速度高,，適合于中厚板的焊接,，不易出現(xiàn)未熔合缺陷，但由于熔深大,，熔寬也大,，射滴過渡用于空間位置焊接時，焊縫成形不易控制,。