河北电焊学校怎么学电焊的技术
作者：洛阳吉力电焊学校 来源：洛阳吉力电焊学校 发布时间：2022-05-30 08:50
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CO2气体保护电弧焊的冶金特点
1 合金元素氧化问题
CO2焊时，CO2在高温时要分解，具有强烈的氧化作用，会使合金元素烧损。同时，氧化性也是CO2焊产生气孔和飞溅的一个重要原因。
CO2气体在电弧的高温作用下进行如下分解；CO2⇔CO+1/2O2
在高温的焊接电弧区域里，因CO2的分解，上述的三种气体（CO2、CO和O2)往往同时存在。随着温度的增高，CO2气体的分解也越激烈。
在这三种气体当中，CO气体在焊接条件下不溶解于金属，也不与金属发生作用。但是，CO2和O2都能与铁和其他合金元素发生化学反应而使金属烧损。
焊接时，尽管作用的时间很短，但液体金属与气体之间能发生强烈的化学反应。这是因为焊接区域处于高温，且气体与金属有较大的比接触表面积（单位体积的金属与气体接触的表面积）,尤其是在熔滴反应区比接触表面积更大，增加了合金元素的氧化烧损。
焊接区域中的温度是极不均匀的，所以在其中不同位置，将发生不同的治金反应。
在电弧的高温区域中（在电弧空间和接近电弧的焊接熔池中）将发生如下反应：Fe+CO2⇔FeO+CO
Fe+O2⇔FeO
Si+20⇔SiO2
Mn+0⇔MnO
C+O⇔CO
在远离电弧的较低温度的熔池区域，合金元素将进一步被氧化，其反应方程式如下：2FeO+Si⇔2Fe+SiO2
FeO+Mn⇔Fe+MnO
FeO+C⇔Fe+CO
可见，CO,及其在高温下分解出的O2都具有很强的氧化性。随着温度提高，氧化性增强。当温度为3000K时，CO2气氛中将含有近20%的O2,这时的氧化性已超过了空气。
由于氧化作用而生成的Fe0能大量溶于熔池金属中，易使焊缝金属产生气孔及夹渣等缺陷。其次，锰、硅等元素氧化生成的SiO2与Mn0虽然可成为熔渣浮到熔池表面，但却减少了焊缝中这些合金元素的含量，使焊缝金属的力学性能降低。
碳与氧化合生成的CO,以及碳与氧化铁反应生成的CO气体会增大金属飞，且可能在焊缝金属中生成气孔。另外，碳的大量烧损，也要降低焊缝金属的力学性能。
因而在CO2焊时，为了防止大量生成Fe0和合金元素的烧损，避免焊缝金属产生气孔和降低力学性能，通常要在焊丝中加入足够数量的脱氧元素。由于脱氧元素与氧的亲合力比Fe强，故在焊接过程中可阻止Fe被大量氧化，从而可以消除或减弱上述有害影响。
2脱氧与合金化问题
脱氧的核心问题是抑制焊缝中合金元素和铁的氧化以及使氧化铁还原，尤其是要关注在熔池尾部的较低温度区域内所发生的脱氧反应。当某种元素的含量较大或它与氧的亲合力较大时，则这种元素越容易与氧化合。脱氧作用就是利用与氧的亲合力比铁大的元素优先氧化，以及还原氧化铁，使形成的Fe0量减少。
目前，CO2焊焊丝中常用Si和Mn作脱氧元素。有些牌号的焊丝还添加A1和Ti等较活泼元素，在高温时先期脱氧，以减少Si、Mn和Fe等的氧化。作为焊丝中的脱氧元素Si、Mn的过渡系数都不高，而A1、Ti的过渡系数则更低。然而，正是由于这些脱氧元素有相当大的一部分被氧化，才能起到阻止Fe被大量氧化的作用。
Si、Mn的脱氧产物SiO2和MnO能结合成复合化合物MnO.SiO2(硅酸盐）,其熔点只有1543K,密度也较小（3.6g/cm3),且能凝聚成大块，易浮出熔池，凝固后成为渣壳覆盖在焊缝表面。焊丝中的Si和Mn,在焊接过程中一部分被直接氧化掉和蒸发掉，一部分用于对Fe0的脱氧，其余部分则过渡到降缝金属中作为合金元素，所以焊丝中加入的和Mn需要有足够的数量。但是，焊缝中Si含量过高会降低焊缝的抗热裂缝能力；Mn含量过高会使焊接金属的冲击韧度下降。此外，Si与Mn含量之间的比例还必须适当，否则脱氧产物不能很好地结合成硅酸盐浮出熔池，而会有一部分SiO2或者Mn0夹杂物残留在焊缝中，使焊缝的塑性和冲击韧度下降。焊接低碳钢和低合金钢用的焊丝，一般含wsi1%、wmn1%~2%。
为防止生成CO,除减少Fe0的数量外，还应减少熔池中C的含量，也就是应该降低焊丝中的含碳量。实际上焊丝中碳的质量分数都应该小于0.1%。
当保护气体、焊丝和焊件的成分一定时，焊接过程中合金元素的烧损还受到下列因素的影响：
1)温度越高，合金元素烧损越多
2)金属与气体的比接触表面积增大，合金元素的烧损也增加
3)金属与气体的接触时间增长，合金元素的烧损也增大。
显然，上述因素与选用的焊接参数有很大关系。例如电弧电压增大，即弧长变长，不仅增加熔滴在焊丝端部停留的时间，且增长熔滴过渡的路程，这样均增加熔滴与气体相接触的时间，使合金元素烧损增多；焊接电流增大，会使弧柱温度升高，且使熔滴尺寸变细而增大比接触表面积，这将加剧合金元素的氧化烧损。但是，电流增大，也会引起熔滴的过渡速度加快，缩短熔滴与气体相接触的时间，这样，又有减小合金元素氧化的作用。所以增大焊接电流对合金元素烧损的影响，不如增大电弧电压的影响显著，选择焊接参数时应注意这些问题。