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熔化极气体保护焊一、CO2电弧焊的特点和应用CO2电，以CO2气体作保护气体，依靠焊丝与焊件之间的电弧来熔化金属的气体保护焊的方法称CO2焊。
这种焊接法都采用焊丝自动送丝，敷化金属量大，生产效率高，质量稳定。
因此，在国内外获得广泛应用，与其它电弧焊相比有以下特点：1、生产效率高CO2电弧焊穿透力强，熔深大、而且焊丝熔化率高，所以熔敷速度快、生产效率可比手工电弧焊高3倍。
2、焊接成本低CO2焊的成本只有埋弧焊与手工电弧焊成本的40%-50%。
3、消耗能量低CO2电弧焊和药皮焊条相比3mm厚钢板对接焊缝，每米焊缝的用电降低30%，25mm 钢板对接焊缝时用电降低60% 。
4、适用范围宽不论何种位置都可以进行焊接，薄板可焊到1mm，最厚几乎不受限制（采用多层焊）。
而且焊接速度快、变形小。
5、抗锈能力强焊缝含氢量低抗裂性能强。
6、焊后不需清渣，引弧操作便于监视和控制，有利于实现焊接过程机械化和自动化。
我国在CO2焊接设备、焊接材料、焊接工艺方面已取得了很大的成就。
CO2电弧焊接在我国的造船、机车、汽车制造、石油化工、工程机械、农业机械中获得广泛应用。
二、焊机的型号和连接方法1、我公司CO2焊机型号（见文字说明表）2、面板上的旋钮作用与调节方法，（见说明书）3、连接方法水、电、气、焊枪（见说明书）4、焊枪的构造及软管、导电嘴、喷嘴。
5、焊机可能发生的故障及排除方法（见说明书）三、焊接材料1、CO2保护气体CO2有固态、液态、气态三种状态。
瓶装液态CO2是CO2焊接的主要保护气源。
液态CO2是无色液体，其密度随温度变化而变化。
当温度低于-11℃时密度比水大，当温度高于-11℃时则密度比水小。
由于CO2由液态变为气态的沸点很低为-78℃，所以工业焊接用CO2都是液态。
在常温下能自己气化。
CO2气瓶漆成黑色标有“CO2”黄色字样。
2、焊丝CO2气体保护焊对焊丝化学成分的要求：（1）焊丝必须含有足够数量的脱氧元素以减少焊缝金属中的含氧量和防止产生气体。
实验三熔化极气体保护焊设备与工艺实验一、基础知识熔化极气体保护焊采用的是可熔化的焊丝与焊件之间的电弧作为热源来熔化焊丝与母材金属，并向焊接区输送保护气体，使电弧、熔化的焊丝、熔池及附近的母材金属免受周围空气的有害作用。
手工移动焊枪、焊丝由送丝机送进的称为半自动熔化极气体保护焊，焊枪移动是机械化的称为自动熔化极气体保护焊。
以氩气作保护气体的称为氩弧焊（MIG焊），可以焊接碳素钢、低合金钢、耐热钢、低温钢、不锈钢等材料，并常用来焊接铝及其合金。
以CO2气体作保护气体的称为CO2气体保护焊（以活性气体作保护气的称MAG焊）。
CO2气体保护焊按填充焊丝的不同分为实芯CO2气体保护焊和药芯CO2气体保护焊。
实芯CO2气体保护焊可以焊接低碳钢、低合金钢。
药芯CO2气体保护焊（FCAW焊）不仅可以焊接碳素钢、低合金钢、而且可以焊接耐热钢、低温钢、不锈钢等材料。
熔化极气体保护焊与渣保护焊方法（如焊条电弧焊和埋弧焊）相比较，在工艺上、生产率与经济效果等方面有着下列优点：（1）气体保护焊是一种明弧焊。
焊接过程中电弧及熔池的加热熔化情况清晰可见，便于发现问题与及时调整，故焊接过程与焊缝质量易于控制。
（2）气体保护焊在通常情况下不需要采用管状焊丝，所以焊接过程没有熔渣，焊后不需要清渣，省掉了清渣的辅助工时，降低了焊接成本。
（3）适用范围广，生产效率高，易进行全位置焊及实现机械化和自动化。
不足之处：焊接时采用明弧和使用的电流密度大，电弧光辐射较强；其次，是不适于在有风的地方或露天施焊；设备较复杂。
二、实验目的(1)了解熔化极气体保护焊基本原理。
(2)了解CO2气体保护焊的结构，逐步掌握CO2焊机的使用方法。
(3)了解细丝CO2气体保护焊时熔滴短路过渡的特点。
(4)了解影响熔滴短路过渡时电弧稳定性的因素，并掌握规范参数影响电弧稳定的规律。
三、实验原理熔化极气体保护焊采用可熔化的焊丝与被焊工件之间的电弧作为热源来熔化焊丝与母材金属，并向焊接区输送保护气体，使电弧、熔化的焊丝、熔池及附近的母材金属免受周围空气的有害作用。
M I G/M A G焊工艺及设备什么是熔化极气体保护焊？它有哪些类型？使用熔化电极，以外加气体作为电弧介质，并保护金属熔滴、焊接熔池和焊接区高温金属的电弧焊方法，称为熔化极气体保护电弧焊。
根据焊丝材料和保护气体的不同，可将其分为以下几种方法，如图3-1所示。
按焊丝分类可分为实芯焊丝焊接和药芯焊丝焊接。
用实芯焊丝的隋性气体（Ar或He）保护电弧焊法称为熔化极隋性气体保护焊，简称MIG焊（Metal Inert Gas Arc Welding）；用实芯焊丝的富氩混合气体保护电弧焊，简称MAG焊（Metal Active Gas Arc Welding）。
用实芯焊丝的CO2气体保护电弧焊（包括用纯CO2或CO2+O2混合气体）简称CO2焊。
用药芯焊丝时，可以用CO2或CO2+Ar混合气体作为保护气体的电弧焊称为药芯焊丝气体保护焊。
还可以不加保护气体，这种方法称为自保护电弧焊。
如何选用熔化极气体保护焊的保护气体？保护气体的选择主要根据保护气体的作用来决定。
主要考虑它的冶金特点、熔滴过渡和焊缝成形等特点。
可以采用单一气体，还可以采用二元或多元气体。
显然采用单一气体比较简单，如：Ar、He或CO2气。
对于铝、镁和钛及其合金等活泼金属，只能选择惰性气体如Ar或He。
对于黑色金属，常常采用价廉的活性气体CO2气。
但是，上述选择仅仅满足了冶金要求，而考虑到熔滴过渡特点或焊缝成形的要求，往往采用多元气体，如Ar+He二元气体，可以比纯Ar保护提高热输入，能用于焊厚板。
Ar+CO2或Ar+O2二元气体，能改善钢液的流动性，可以改善焊缝成形和熔滴过渡。
为进一步改善焊接工艺性，焊钢时还采用三元或四元气体，如Ar+CO2+O2三元气体，又如采用Ar+He+CO2+O2四元气体可以作为高熔敷率保护气体（即TIME气体）。
根据不同的母材和板厚，保护气体往往有多种选择，请详见表1-11、表1-12和表1-13。
附：表1-12 短路过渡时保护气体的选择附：表1-13 熔化极气体保护焊的保护气体分类表MIG/MAG焊各种金属时，应如何选择保护气体？根据保护气体的氧化性强弱和基体金属的冶金性能，来选择合适的保护气体，如表3-1所示（参考表1-13）。
熔化极气体保护焊：高效高质量焊接方法熔化极气体保护焊是一种高效、高质量的焊接方法，广泛应用于各个领域。
本文将介绍熔化极气体保护焊的定义、特点、工艺参数、操作技巧、应用范围等方面的知识。
一、简介熔化极气体保护焊是一种以可熔化金属焊丝与被焊接工件作为电极，由气体保护焊接熔池的焊接方法。
该方法采用惰性气体（如氩气、氮气等）或混合气体作为保护介质，将焊接区域与空气隔离，防止焊接过程中的氧化和氮化，从而获得高质量的焊接接头。
二、特点熔化极气体保护焊具有以下特点：1.高效率：熔化极气体保护焊采用连续送丝方式，焊接速度快，生产效率高。
2.高质量：由于采用气体保护，可以有效防止氧化和氮化，获得高质量的焊接接头。
3.适用性广：熔化极气体保护焊可以用于各种金属材料的焊接，如碳钢、不锈钢、铝、铜等。
4.操作简单：熔化极气体保护焊操作简单，容易掌握。
5.成本较高：相对于手工电弧焊等其他焊接方法，熔化极气体保护焊设备成本较高，消耗品如焊丝和保护气体等也较贵。
三、工艺参数熔化极气体保护焊的工艺参数主要包括电流、电压、焊接速度、保护气体流量等。
1.电流：电流是熔化极气体保护焊最重要的参数之一，应根据所焊金属材料和厚度进行选择。
电流过大可能导致焊缝烧穿或咬边，而电流过小则可能导致未熔合或未焊透。
2.电压：电压是熔化极气体保护焊的另一个重要参数，它直接影响到电弧的稳定性和熔池的形成。
电压过低可能导致电弧不稳定，而电压过高则可能导致金属飞溅。
3.焊接速度：焊接速度是熔化极气体保护焊的生产效率关键因素。
焊接速度过慢会降低生产效率，而速度过快则可能导致未熔合或未焊透。
4.保护气体流量：保护气体流量是熔化极气体保护焊中保护熔池和防止氧化的重要因素。
流量过小可能无法充分保护熔池，而流量过大则可能导致紊流或金属飞溅。
四、操作技巧熔化极气体保护焊的操作技巧主要包括以下几个方面：1.掌握基本姿势：操作熔化极气体保护焊需要掌握正确的基本姿势，包括身体姿势、握枪姿势、脚踏姿势等。
任务五熔化极气体保护电弧焊方法与设备使用---CO2部分教学目标：了解二氧化碳气体保护焊的基本原理、工艺特点及应用范围；能合理选用焊丝和控制冶金过程；能合理制定焊接工艺；掌握典型焊接接头半自动二氧化碳气体保护电弧焊操作技术；了解二氧化碳气体保护电弧焊的新技术。
教学活动设计：1在实训室中进行讲练结合的现场教学；2．利用多媒体课件、仿真等辅助教学；教学重点：条电弧焊的原理、工艺特点制定焊条电弧焊工艺；掌握焊条电弧焊操作技术教学难点：对工艺制定及操作的掌握学习单元一认知CO2气体保护焊一、CO2焊的实质CO2气体保护电弧焊是利用CO2作为保护气体的熔化极电弧焊方法。
这种方法以CO2气体作为保护介质，使电弧及熔池与周围空气隔离，防止空气中氧、氮、氢对熔滴和熔池金属的有害作用，从而获得优良的机械保护性能。
二、CO2焊的特点1．优点1）焊接生产率高。
由于焊接电流密度较大，电弧热量利用率较高，以及焊后不需清渣，因此提高了生产率。
CO2焊的生产率比普通的焊条电弧焊高2~4倍。
2）焊接成本低。
CO2气体来源广，价格便宜，而且电能消耗少，故使焊接成本降低。
通常CO2焊的成本只有埋弧焊或焊条电弧焊的40％~50％。
3）焊接变形小。
由于电弧加热集中，焊件受热面积小，同时CO2气流有较强的冷却作用，所以焊接变形小，特别适宜于薄板焊接。
4）焊接品质较高。
对铁锈敏感性小，焊缝含氢量少，抗裂性能好。
5）适用范围广。
可实现全位置焊接，并且对于薄板、中厚板甚至厚板都能焊接。
6）操作简便。
焊后不需清渣，且是明弧，便于监控，有利于实现机械化和自动化焊接。
2．缺点1）飞溅率较大，并且焊缝表面成形较差。
金属飞溅是CO2焊中较为突出的问题，这是主要缺点。
2）很难用交流电源进行焊接，焊接设备比较复杂。
3）抗风能力差，给室外作业带来一定困难。
4）不能焊接容易氧化的有色金属。
CO2焊的缺点可以通过提高技术水准和改进焊接材料、焊接设备加以解决，而其优点却是其他焊接方法所不能比的。
因此，可以认为CO2焊是一种高效率、低成本的节能焊接方法。
三、CO2焊的应用CO2焊主要用于焊接低碳钢及低合金钢等黑色金属。
对于不锈钢，由于焊缝金属有增碳现象，影响抗晶间腐蚀性能。
所以只能用于对焊缝性能要求不高的不锈钢焊件。
此外，CO2焊还可用于耐磨零件的堆焊、铸钢件的焊补以及电铆焊等方面。
目前CO2焊已在汽车制造、机车和车辆制造、化工机械、农业机械、矿山机械等部门得到了广泛的应用。
学习单元二CO2焊的冶金特性和焊接材料一、合金元素的氧化与脱氧1．合金元素的氧化CO2及其在高温分解出的氧，都具有很强的氧化性。
随着温度的提高，氧化性增强。
氧化反应的程度取决于合金元素在焊接区的浓度和它们对氧的亲和力。
熔滴和熔池金属中Fe的浓度最大，Fe的氧化比较激烈。
Si、Mn、C的浓度虽然较低，但它们与氧的亲和力比Fe大，所以也很激烈。
2．氧化反应的结果反应生成的CO气体有两种情况：其一是在高温时反应生成的CO气体，由于CO气体体积急剧膨胀，在逸出液态金属过程中，往往会引起熔池或熔滴的爆破，发生金属的溅损与飞溅。
其二是在低温时反应生成的CO气体，由于液态金属呈现较大的粘度和较强的表面张力，产生的CO无法逸出，最终留在焊缝中形成气孔。
合金元素烧损、气孔和飞溅是CO2焊中三个主要的问题。
它们都与CO2电弧的氧化性有关，因此必须在冶金上采取脱氧措施予以解决。
但应指出，气孔、飞溅除和CO2气体的氧化性有关外，还和其它因素有关，这些问题以后还要讨论。
3．CO2焊的脱氧加入到焊丝中的Si和Mn，在焊接过程中一部分直接被氧化和蒸发，一部分耗于FeO 的脱氧，剩余的部分则残剩留在焊缝中，起焊缝金属合金化作用，所以焊丝中加入的Si 和Mn，需要有足够的数量。
但是焊丝中Si、Mn的含量过多也不行。
Si含量过高会降低焊缝的抗热裂纹能力；Mn含量过高会使焊缝金属的冲击值下降。
此外，Si和Mn之间的比例还必须适当，否则不能很好地结合成硅酸盐浮出熔池，而会有一部分SiO2或者MnO夹杂物残留在焊缝中，使焊缝的塑性和冲击值下降。
根据试验，焊接低碳钢和低合金钢用的焊丝，一般w（Si）为1%左右。
经过在电弧中和熔池中烧损和脱氧后，还可在焊缝金属中剩下约0.4%~0.5%。
焊丝中w (Mn)一般为1％~2％左右。
二、CO2焊的气孔及防止CO2焊时，由于熔池表面没有熔渣覆盖，CO2气流又有冷却作用，因而熔池凝固比较快。
如果焊接材料或焊接工艺处理不当，可能会出现CO气孔、氮气孔和氩气孔。
1．CO气孔在焊接熔池开始结晶或结晶过程中，熔池中的C与FeO反应生成的CO气体来不及逸出，而形成CO气孔。
这类气孔通常出现在焊缝的根部或近表面的部位，且多呈针尖状。
2．氮气孔在电弧高温下，熔池金属对N2有很大的溶解度。
但当熔池温度下降时，N2在液态金属中的溶解度便迅速减小，就会析出大量N2，若未能逸出熔池，便生成N2气孔。
N2气孔常出现在焊缝近表面的部位，呈蜂窝状分布，严重时还会以细小气孔的形式广泛分布在焊缝金属之中。
这种细小气孔往往在金相检验中才能被发现，或者在水压试验时被扩大成渗透性缺陷而表露出来。
3．氢气孔氢气孔产生的主要原因是，熔池在高温时溶入了大量氢气，在结晶过程中又不能充分排出，留在焊缝金属中成为气孔。
三、CO2焊的飞溅及防止1．飞溅产生的原因飞溅是CO2焊最主要的缺点，严重时甚至要影响焊接过程的正常进行。
产生飞溅的主要原因如下：1）气体爆炸引起的飞溅。
2）由电弧斑点压力而引起的飞溅。
3）短路过渡时由于液态小桥爆断引起的飞溅。
4）当焊接参数选择不当时，也会引起飞溅。
2．减少金属飞溅的措施（1）正确选择焊接参数1）焊接电流与电弧电压。
2）焊丝伸出长度。
3）焊枪角度。
四、CO2焊的气体及焊丝（一）CO2气体1．CO2气体的性质CO2气体是无色又无味和无毒气体。
在常温下它的密度为1.98kg/m3，约为空气的1．５倍。
在常温时很稳定，但在高温时发生分解，至5000K时几乎能全部分解。
气瓶的压力与环境温度有关，当温度为0~20℃时，瓶中压力为4.5~6.8×106Pa (40~60大气压），当环境温度在30℃以上时，瓶中压力急剧增加，可达7.4×106 Pa（73大气压）以上。
所以气瓶不得放在火炉、暖气等热源附近，也不得放在烈日下爆晒，以防发生爆炸。
2．提高CO2气体纯度的措施（1）洗瓶后应该用热空气吹干因为洗瓶后在钢瓶中往往残留较多的自由状态水。
（2）倒置排水液态的CO2可溶解质量分数约0.05%的水分，另外还有一部分自由态的水分沉积于钢瓶的底部。
焊接使用前首先应去掉自由态水分。
可将CO2钢瓶倒立静置1~2h，以便使瓶中自由状态的水沉积到瓶口部位，然后打开阀门放水2~3次，每次放水间隔30min，放水结束后，把钢瓶恢复放正。
（3）正置放气放水处理后，将气瓶正置2h，打开阀门放气2~3min，放掉一些气瓶上部的气体，因这部分气体通常含有较多的空气和水分，同时带走瓶阀中的空气。
（4）使用干燥器可在焊接供气的气路中串接过滤式干燥器。
用以干燥含水较多的CO2气体。
（5）使用时注意瓶中的压力在（二）焊丝CO2焊焊丝既是填充金属又是电极，所以焊丝既要保证一定的化学成分和力学性能，又要保证具有良好的导电性和工艺性能。
1．对焊丝的要求（1）脱氧剂（2）C、S、P 焊丝的含碳量要低（3）镀铜为防锈及提高导电性，焊丝表面最好镀铜学习单元三CO2焊工艺在CO2焊中，为了获得稳定的焊接过程，熔滴过渡通常有两种形式，即短路过渡和细滴过渡。
短路过渡焊接在我国应用最为广泛。
一、短路过渡CO2焊工艺1．短路过渡焊接的特点短路过渡时，采用细焊丝、低电压和小电流。
熔滴细小而过渡频率高，电弧非常稳定，飞溅小，焊缝成形美观。
主要用于焊接薄板及全位置焊接。
焊接薄板时，生产率高、变形小，焊接操作容易掌握，对焊工技术水准要求不高。
因而短路过渡的CO2焊易于在生产中得到推广应用。
2．焊接工艺参数的选择主要的焊接工艺参数有：焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、保护气体流量、焊丝伸出长度及电感值等。
（1）焊丝直径短路过渡焊接采用细焊丝，常用焊丝直径为0.6~1.6mm，随着焊丝直径的增大，飞溅颗粒相应增大。
（2）焊接电流焊接电流是重要的焊接参数，是决定焊缝厚度的主要因素。
电流大小主要决定于送丝速度，（3）电弧电压短路过渡的电弧电压一般在17~25V之间。
因为短路过渡只有在较低的弧长情况下才能实现，所以电弧电压是一个非常关键的焊接参数，如果电弧电压选得过高（如大于29V)，则无论其它参数如何选择，都不能得到稳定的短路过渡过程。
短路过渡时焊接电流均在200A以下，这时电弧电压均在较窄的范围（2~3V）内变动。
电弧电压与焊接电流的关系可用下式来计算。
U = 0.04I＋(16士2)(4）焊接速度焊接速度对焊缝成形、接头的力学性能及气孔等缺陷的产生都有影响。
在焊接电流和电弧电压一定的情况下，焊接速度加快时，焊缝厚度（S）、宽度（c）和余高(h)均减小，如图3-6所示。
（5）保护气体流量气体保护焊时，保护效果不好将发生气孔，甚至使焊缝成形变坏。
（6）焊丝伸出长度短路过渡焊接时采用的焊丝都比较细，因此焊丝伸出长度对焊丝熔化速度的影响很大。
此外，伸出长度太大，电弧不稳，难以操作，同时飞溅较大，焊缝成形恶化，甚至破坏保护而产生气孔。
相反，焊丝伸出长度过小时，会缩短喷嘴与焊件间的距离，飞溅金属容易堵塞喷嘴。
同时，还妨碍观察电弧，影响焊工操作。
二、细滴过渡CO2焊工艺特点1．特点细滴过渡CO2焊的特点是电弧电压比较高，焊接电流比较大。
此时电弧是持续的，不发生短路熄弧的现象。
焊丝的熔化金属以细滴形式进行过渡，所以电弧穿透力强，母材熔深大。
适合于进行中等厚度及大厚度焊件的焊接。
2．焊接参数选择（1）电弧电压与焊接电流为了实现滴状过渡，电弧电压必须选取在34~45V范围内。
焊接电流则根据焊丝直径来选择。
对应于不同的焊丝直径，实现细滴过渡的焊接电流下限是不同的。
（2）焊接速度细滴过渡CO2焊的焊接速度较高。
与同样直径焊丝的埋弧焊相比，焊接速度高0.5~1.0倍。
常用的焊速为40~60m/h。
（3）保护气体流量应选用较大的气体流量来保证焊接区的保护效果。
保护气流量通常比短路过渡的CO2焊提高1~2倍。
常用的气流量范围为25~50L/min。
.三、CO2焊的焊接技术1．焊前准备CO2焊时，为了获得最好的焊接结果，除选择好焊接设备和焊接工艺参数外，还应做好焊前准备工作。
（1）坡口形状CO2焊时推荐使用的坡口形式见表3-6。
细焊丝短路过渡的CO2焊主要焊接薄板或中厚板。
一般开Ｉ形坡口；粗焊丝细滴过渡的CO2焊主要焊接中厚板及厚板，可以开较小的坡口。
