气体保护焊作业指导书

1、版本：A/0 CO2气体保护焊作业指导书33-8-80. 总则 普及推广CO2气体保护焊，使CO2气体保护焊操作规范化，有效控制CO2气体保护焊的焊接质量。本作业指导书用于指导钢结构制造低碳钢和低合金钢CO2焊接。1. 定义1.1 CO2气体保护焊是以CO2作为保护气体，依靠焊丝与焊件之间产生的电弧来熔化金属的一种熔化极气电焊。1.2 CO2气体保护焊的基本原理（见图1） 焊丝由送丝机构通过软管经导电嘴送出，而CO2气体从喷嘴内以一定的流量喷出，这样当焊丝与焊件接触引燃电弧后，连续给送的焊丝末端和熔池被CO2气体层流所保护，防止空气对熔化金属的有害作用，从而保证获得高质量的焊缝。2.工作程序

2、（图2）施焊准备下道工序专检自检返工施焊人员人员人员人员人员不合格合格2.1 施工前的准备工作2.1.1 人员准备： a. 车间技术负责人在施工前对电焊班组长进行技术交底并填写交底记录卡； b. 各班组长施工前对本组组员进行技术交底； c. 焊工应经过考试并取得合格证后方可从事焊接工作，合格证应注明施焊条件、有效期限。焊工停焊时间超过六个月应重新考核。2.1.2 焊机 CO2焊机主要由焊接电源、自动和半自动焊枪、焊丝给送机构、供气系统以及控制系统等部分组成。常用焊机有NBC-200、NBC1-300、NBC1-1-500、NZC-500、NZC3-500，其主要技术数据见表1。 常用CO2焊机

3、的主要技术数据 表1型号NBC-200NBC1-300NBC1-1-500NZC-500NZC3-500电源电压（伏）380380220380380工作电压（伏）17-3017-3015-42-15-40额定焊接电流（安）200300500500500焊接电流调节范围（安）40-20050-300-50-50050-500焊丝给送速度米/分1.5-92-81.7-171.5-152-8焊丝直径（毫米）0.5-1.20.8-1.40.8-20.8-2.01.0-1.6CO2气流量（升/分）6-12202510-2025焊件厚度（毫米）0.6-41-81-70 注：N明弧焊机 B半自动 Z自动2.

4、1.3 焊材 a. CO2气体 焊接用CO2气体是由钢瓶装的液态CO2汽化而来，容量为40公升的标准瓶可以灌入25公斤的液态CO2，满瓶压力约为5070公斤/厘米2。焊接用CO2气体纯度一般要求不低于99.5。新灌气瓶使用前应倒立静置12小时，然后打开阀门，把沉积在下部的自由状态的水排出。经放水处理后的气瓶，在使用前先放气23分钟。瓶中气压降到10个大气压时，不再使用。 b. 焊丝 为保证焊缝具有较高的机械性能和消除气孔的产生，必须采用含有足够脱氧元素的高硅、高锰型合金焊丝。表2为CO2气体保护焊常用焊丝的化学成分及用途。其中H08MnSiA焊丝一般用于低碳钢的焊接。H08Mn2SiA和HO4

5、Mn2SiTiA焊丝具有较多的脱氧元素和一定含量的合金元素，一般用于低合金和低合金高强度钢的焊接，尤其焊丝H04Mn2SiTiA比H08Mn2SiA性能优越、飞溅少、焊缝机械性能以及抗气孔性能好。 对各种金属材料，应根据焊件的设计强度及工艺要求，选择不同化学成分的焊丝，以满足焊接工艺和焊缝机械性能的要求。 CO2气体保护焊常用焊丝化学成分和用途 表2 焊丝牌号合金元素用途CSiMnCrNiMoS不大于P不大于H10MnSi0.140.60-0.900.80-1.100.200.300.0300.040焊接低碳钢低合金钢H08MnSi0.100.70-1.01.0-1.300.200.300.0

6、300.040焊接低碳钢低合金钢H08MnSiA0.100.60-0.851.40-1.700.020.250.0300.035同上H08Mn2SiA0.100.70-0.951.80-2.100.020.250.0300.035同上H04Mn2SiTiA0.040.70-1.10.1.80-2.20钛0.2-0.400.0250.025焊接低合金高强度钢H04MnSiALTiA0.040.40-0.801.40-1.80钛0.95-0.65铝0.20-0.40.0250.025同上H10MnSiMO0.140.70-1.100.90-1.200.020.300.15-0.250.0300.0

7、40同上H08Cr3Mn2MOA0.100.30-0.502.00-2.502.5-3.00.35-0.500.0300.030焊接贝氏体钢H18CrMnSiA0.15-0.220.90-1.100.80-1.100.80-1.100.300.0250.030焊接高强度钢H1Cr18Ni90.140.50-1.01.0-2.018-208.0-10.00.0200.030焊接1Cr18Ni19Ti浮板H1Cr18Ni9Ti0.100.30-0.701.0-2.018-208.0-10.00.50-0.800.0200.030同上2.1.3 焊接规范 焊接规范采用较小时（较低的电弧电压，较小的焊

8、接电流），熔滴呈短路过渡。采用较大焊接规范时（较高的电弧电压，较大的焊接电流），熔滴呈小颗粒自由飞落过渡，即颗粒过渡上述针对一定直径的焊丝。 CO2气体保护焊的焊接工艺参数主要包括焊接电流、电弧电压、焊丝直径焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量、电源极性等。 a. 焊接电流： CO2气体保护焊时，焊接电流是最重要的工艺参数，焊接电流的大小，决定了焊接过程的熔滴过渡形式，从而对飞溅程度、焊接过程稳定性有很大影响，同时焊接电流对于熔深及焊接生产率有决定性影响。 焊接电流根据焊件厚度、焊丝直径、焊缝空间位置和所要求的熔滴过渡形式来选择。通常用直径0.8-1.6mm的焊丝、短路过渡时，焊接电流在50230

9、安范围内选择；颗粒过渡焊接时，焊接电流可在250500安范围内选择。 b. 电弧电压：电弧电压也是重要的焊接工艺参数，选择时必须与焊接电流配合恰当。电弧电压的大小对焊缝成型、熔深、飞溅、气孔及焊接过程稳定性等都有很大影响。 短路过渡焊接时，焊接电流越大，所选用的电弧电压也相应增高。通常电弧电压在1624伏范围内。 当颗粒过渡焊接时，电弧电压也应随焊接电流的增加而加大。对于直径为1.2-3.0mm焊丝，电弧电压通常在2544伏范围内。 电弧电压与焊缝成型有直接的关系，电弧电压增大，使熔宽增大，而熔深和余高有所减少。 c. 焊丝直径：焊丝直径根据焊件厚度、焊缝空间位置及生产率的要求等条件来选择。当

10、焊接薄板或中厚板的立、横、仰焊时，多采用直径1.6mm以下的焊丝。当在平焊位置焊接中厚板时，可以采用直径大于1.6mm的焊丝。 各种直径的适用范围见表3 表3焊丝直径（mm）焊丝厚度（mm）施焊位置熔滴过渡形式0.5-0.81-2.52.5-4各种位置平焊短路过渡颗粒过渡1.0-1.42-82-12各种位置平焊短路过渡颗粒过渡1.63-1276立、横、仰焊平焊短路过渡颗粒过渡 d. 焊接速度：焊速会影响焊缝成型、气体保护效果、焊接质量及生产率。在一定的焊丝直径、焊接电流和电弧电压的工艺条件下，焊速增快，焊缝的熔宽及熔深都有所减少；反之，生产率低，焊接变形大。通常CO2半自动焊的焊速在1530m

11、/n范围内，自动焊时，可以采用更快的焊接速度，一般不超过40m/n。 e. 焊丝干伸长:一般焊丝伸出长度约等于焊丝直径的十倍为宜。 f. CO2气体流量：细丝小规范焊接时气体流量范围通常为515升/分。中等规范焊接时约为20升/分。粗丝大规范（颗粒过度）自动焊时则为2550升/分。 g. 电源极性：CO2气体保护焊一般都采用直流反极性。因为反极性时飞溅小，电弧稳定，成型好。而且反极性时焊缝金属含氢量低，并且焊缝熔深大。焊接质量的好坏是上述焊接参数的综合反应，焊接规范的选择必须根据焊接材料、焊件形状、焊接设备以及焊工的操作方法和技术熟练程度来决定。现将CO2气体保护焊平焊焊接技术条件及角焊缝焊接

12、条件列入表4、表5。 CO2气体保护焊平焊焊接规范 表4板厚（mm） 接头型式装配间隙（mm）焊丝直径（mm）千伸长（mm）焊接电流（A）电弧电压（V）焊接速度（cm/min）气体流量(L/min)备注0.5-0.81.010-12110-12022-23458垫板厚度2mm1.50-0.51.010-1260-7020-21508单面焊/0.88-1065-7019.5-20.5507双面成形0-0.30.88-1045-5018.5-19.552755-6019-200.5-11.212-14120-14021-235080-0.81.212-14130-15022-24458垫板厚度2m

13、m1.212-1485-9521-22508单面焊/双20-0.51.010-1285-9520-21458面成形(反0.88-1075-8520-21427面放铜垫)1.010-1250-6019-205080-0.560-700.88-1055-6019-2050765-700-0.81.212-1495-10521-225083110-1300-0.81.010-1295-10521-22428100-11040-0.81.212-14110-13022-24508140-15060-11.2151) 1901925152) 2102090-1.51.61534033.545203603

14、40-1.51.62036036502012490391.21531032502033033 CO2气体保护焊角焊缝焊接规范 表5板厚（）焊脚（）焊接位置焊丝直径(mm)干伸长(mm)焊丝方向电流(A)电压(V)焊速(cm/min)气体流量(L/min)0.8-1.01.2-1.5平焊0.7-0.88-10倾70-11017-9.550-8361.2-2.01.5-2.0立焊0.8-1.28-12斜110-14018.5-20.550-836-72.0-3.02.0-3.0仰焊1.0-1.48-15焊150-21019.5-2342-756-84.0-6.02.5-4.0平焊立焊1.0-1.4

15、10-15丝170-35021-3238-757-105-6平1.618-20260-28027-2933-4316-185.09-11(2层)2.020-24300-35030-3242-4717-1913-16(4-5层)2.020-24300-35030-3242-4718-2027-30(12层)焊2.020-24300-35030-3240-4318-202.1.4 焊接方法 a. 半自动焊操作技术: 定位焊: 定位焊时，一般采用强的焊接规范，即选用大电流、短时间以及快速送丝。 平 焊：CO2半自动焊时，按焊枪运动的方向有右焊法和左焊法两种见图二。 右焊法时，熔池可见度及气体保护性比

16、较好，焊缝成型美观，所以使用较普遍；缺点是看不清焊缝间隙容易焊偏。焊枪与焊件之间的夹角一般为6075。 左焊法：可以清楚地看到焊缝间隙，不易焊偏，但是观察熔池较困难，气体保护及成型不好，薄件易烧穿，所以一般很少采用。焊枪与焊件之间的夹角一般为8090。平角焊时，焊枪位置见图三，焊枪与竖板的夹角为2530。 焊接薄板时，焊枪以直线运走为好，在厚板焊接时，焊枪可以适当的摆动或螺旋形的运走。 立焊：CO2半自动焊时，按焊枪运动的方向有上焊法和下焊法两种，详见图四。 上焊法由于铁水的重力作用，所以熔深大，焊缝高且窄，成型不好，同时效率低，因此很少采用。 下焊法焊缝成型好，生产率高，使用最普遍。焊接时，

17、焊枪一般不作摆动。 在进行上焊法和下焊法时，焊枪与竖板之间的夹角为4550。并且应偏离竖板1毫米，焊枪与焊缝的夹角为7090。 横焊：CO2半自动横焊时，选用的焊接规范与立焊基本相同，焊枪应适当前后直线往复摆动，焊枪与焊缝水平线夹角为515，并且与焊缝的夹角为7585。焊枪位置见图五。 仰焊：CO2 半自动仰焊时，应适当减小电流，焊枪可作小幅度过前后直线往复摆动，防止熔池温度过高，熔滴下落，仰角焊时，焊枪与竖板间的夹角为 4550，并且向焊接方向倾斜510。焊枪位置见图6 b. CO2自动焊操作技术 平焊：薄板长焊缝焊接时，为提高生产率和保证焊透均匀，可以采用无垫板单面焊双面成型工艺，但为防止

18、焊件焊穿，常采用下列工艺措施。见图7 环焊缝：环形焊缝的焊接是解决圆管环形构件的一种焊接方法，分为焊枪固定式和焊件固定式两种。2.1.5 焊件和焊丝表面油污及铁锈要清理干净。2.1.6 严格控制焊件的装配间隙和位错。2.1.7 焊工在上述条件合格后方可施焊。2.2 施焊2.2.1 引弧：半自动采用直接短路引弧法，引弧前将焊丝球形端头剪去，防止产生飞溅，造成引弧处焊缝缺陷。 为消除引弧端头产生气孔、飞溅焊穿以及未焊透等缺陷，在平焊缝对接时，要求采用引弧板。 对在焊缝端头引弧的焊件，应在离端头24mm处先引弧，然后缓慢的移向端头，待金属熔合后，再以正常的焊接速度前进，见图八2.2.2 根据母材选用正确的焊接方法及焊接规范进行焊接。2.2.3 收弧：收弧时，必须保证大量的熔滴金属填满弧坑，并在熔池未凝固前保持良好的气保护作用，以避免和消除弧坑、气孔以及裂纹等缺陷的产生。在平对接时，要求采用熄弧板。2.3 自检2.3.1 施焊完毕，及时清理焊道两侧的飞溅物。2.3.2 检查焊缝是否有裂纹、焊偏缺肉等缺陷并及时修