焊接知识讲义

焊接知识培训讲义

第一章焊接的定义和发展以及在现代工业中的应用

第一节、焊接的定义

1、通过加热或加压或两者并用，用或不用填充材料，使工件达到原子间的结合的一种连接

方法。

2、通过适当的物理、化学过程使两个分离的固态物体产生原子（分子）间的结合力而连接

成一体的连接方法。

被连接的物体可以是同类的；也可以是不同类的；也可以是金属；也可以是非金属的（石墨、陶瓷、玻璃、塑料、金刚石、橡胶等）。由于金属的焊接比较普遍而且应用比较广泛，所以，在日常中，我们所指的焊接指的是金属焊接，也就是狭义上的焊接。

第二节、焊接技术的发展

从人类的发展角度来看，所以的知识都是劳动人民智慧的结晶。焊接技术作为知识长河中的一朵浪花，同样也是与千千万万的劳动人民的辛勤劳作息息相关的。

1、早期的焊接，是把两块熟铁（钢）加热到红热状态以后用锻打的方法连接在一起的锻接；

用火烙铁加热低熔点铅锡合金的软钎焊，已经有几百年甚至更长的应用历史了；但是，在目前工业生产中广泛使用的焊接方法几乎都是19世纪末、20世纪初的现代科学技术，特别是电子工业技术迅速发展以后所带来的现代工业的产物，这些焊接方法与金属切削加工、压力加工、铸造、热处理等其他金属加工方法一起构成的金属加工技术是现代一切机器制造工艺，其中包括汽车、船舰、飞机、航天、原子能、石油化工、电子等工业部门的基本生产工艺。可以毫不夸张地说，没有焊接方法的发展，就不会有现代工业和科学的今天，1885年俄国人别那尔道斯发明了碳极电弧可以看作是电弧作为工业热源应用的创造。而电弧焊真正应用于工业则是在1892年发现金属极电弧后，特别是1930年前后出现了薄皮和厚皮焊条以后才逐渐开始的。

电阻焊是1886年由美国人发明的，它的大规模工业应用也几乎跟电弧焊同时代。

1930年以前，焊接在机器制造工业中的作用还是微不足道的，当时造船、锅炉、飞机等制造工业基本上还是铆焊方法。这种铆焊方法不仅生产效率低，而且连接质量也不能满足船体、飞机等产品的发展要求，因此自从1930年以后，电弧焊和电阻焊就逐渐取代铆焊，成为机器制造工业中的一种基本加工工艺。到目前为止，已经发展为20多种基本焊接方法，派生方法就更多了。由此可见，从电弧焊和电阻焊的大量应用算起，至现代焊接方法只有半个多世纪的历史。

2、50年来正是现代工业和科学技术发展的年代，特别是航天、原子能、电子、石油化工、

海洋开发等部门迅猛发展的时代。一方面：这些工业和科学技术的发展不断啊提出了各种使用要求（动载、强韧性、高压、高温、低温、耐腐蚀、耐磨损等），各种结构形式（壁厚式截面直径从几微米到几千毫米）及各种黑色和有色金属材料的焊接问题。例如：造船和海洋开发工业的发展；要求解决各种耐高、低温及耐腐蚀介质的压力容器的焊接。

另一方面：现代工业和科学的大量成就又成为焊接方法的发展提供了宽广的技术基础，焊接方法就是在现代工业和科学技术推动下相辅相成地蓬勃发展起来的，80年代还进行了太空焊接试验，在现代还进行了水下焊接实验，可以预料，随着工业和科学技术的不断发展、焊接也必定有新的跃进！

3、随着现代技术的发展，焊接技术的发展也有了新的趋向：

a)宏观上：大容量、高参数、高寿命、高质量；

b)材料上：活性材料、符合材料、非金属材料（有机、无机）、功能材料：

c)设备上：自动化、机械化、智能化

d)微观上：高性能、高生产率

第二章、焊接本质和分类

金属等固体所以能保持固定的形状是因为内部原子之间间距（晶格）十分小，原子之间形成了牢固的结合力，除非施加足够的外力破坏这些原子间结合力，否则，一块固体金属是不会变形或分离成两块的。要实现两个分离的金属构件连接在一起，从物理本质上来看就是要使这两个分离的构件的连接表面上的原子彼此接近到金属的晶格距离（0.3~0.5 ）在一般情况下，当我们把两个金属构件放在一起时；由于①表面的粗糙度，即使是精密磨削加工的金属表面粗糙度仍然有几到几十微米（1μm=10-8mm>>1A=10-10mm）;②表面存在的氧化膜和其他污染物阻碍着实际金属表面原子之间接近到晶格距离并形成结合力。目前找到的基本途径，就形成了焊接的基本分类。

1、熔化焊接

使被连续的构件表面局部加热熔化成液体，然后冷却结晶成一体的方法称为熔化焊接。为了实现熔化焊接，关键是要有一个能量集中、温度足够高的加热热源。按照热源形成不同，熔化焊接基本方法分为：气焊（以氧乙炔或其他可燃气体燃烧火焰为热源）；铝热焊（以铝热剂放热反应热为热源）；电弧焊（以气体导电时产生的热为热源）；电阻点、缝焊（以焊件本身通电时的电阻热为热源）；电渣焊（以熔渣导电时的电阻热为热源）；电子束焊（以高速运动的电子束流为热源）；激光焊（以单色光子束流为热源）等若干。

其次，为了防止局部熔化的高温焊缝金属因跟空气接触而造成成分、性能的不良、熔化焊接过程一般都必须采取有效的隔离空气的保护措施，基本形式是：真空、气体保护和渣相保护三种。例如：熔化焊接方法中最重要的电弧焊就可以按照保护方法不同分为埋弧焊、气保护焊等很多种。此外，电弧焊还可以按照电极特征分为熔化电极和非熔化电极两大类。2、压力焊接

利用摩擦、扩散和加压等物理作用克服两个连接表面的不平度，除去（挤走）氧化膜及其他污染物，使两个连接表面上的原子互相接近到晶格距离，从而在固态条件下实现的连接称为固相焊接。固相焊接时通常必须加压，因此，通常这类加压的焊接方法称为压力焊接，为了使固相焊接容易实现，固相焊接大都在加压同时伴随加热措施，但这类加热温度通常都是低于焊点的熔点，因此，固相焊接一般都无须保护措施（扩散焊接除外）

按照加热方法不同，压力焊接的基本方法有：冷压焊（不采取加热措施的压焊）、摩擦焊、超声波焊、爆炸焊、锻焊、扩散焊、电阻对焊、闪光对焊等若干种。

应该注意的是，通常所指的电阻焊都可以称为压力焊（焊接过程中都需要加压），即属于固相焊接。但有些电阻焊（点、缝焊）接头形成过程伴随着熔化结晶过程，但是在加压条件中进行的，仍属于压力焊。

3、钎焊

利用某些熔点低于被连接构件材料熔点的熔化金属（钎料）作连接的媒介物在连接界面上的流散作用，然后冷却结晶形成结合面的方法称为钎焊。显然钎焊过程也必须采取加热（以使钎料熔化，但母材不熔化）和保护措施（以使熔化的钎料不跟空气接触），按照热源和保护条件不同，钎焊方法分为：火焰钎焊（以氧乙炔燃烧火焰为热源）；真空或充气感应钎焊（以高频感应电流的电阻热为热源）；电阻炉钎焊（以电阻炉辐射为热源）；盐浴钎焊（以高温盐浴为热源）等若干种。

螺柱焊

焊条电弧焊

熔化极埋弧焊

CO2电弧焊

电弧焊

铝热焊钨极氩弧焊

电渣焊非熔化极原子能焊

熔化焊接电子束焊等离子弧焊

激光焊氧气

气焊氧乙炔

空气乙炔

基本焊接方法

电阻点、缝焊

电阻对焊

冷压焊

压力焊接超声波焊

爆炸焊

锻焊

扩散焊

摩擦焊

火焰钎焊

感应钎焊

钎焊炉钎焊

盐浴钎焊

电子束钎焊

第三章、焊装车间的几种焊接方法

第一节、点焊和凸焊

一、点焊

点焊（spot welding）：焊件装配成搭接接头，并压紧在两电极之间，利用电阻热熔化母材金属，形成焊点的电阻焊方法。

点焊的原理图如下：

R 总

e w

w

c

w

w e

R 总——焊接区总电阻

Rew ——电极与焊件之间接触电阻 Rw ——焊件内部电阻 Rc ——焊件之间接触电阻

根据焦耳定律焊接区的总析热量：

Q=I 2Rt

1、点焊的特点、分类和应用

例：板厚1+1MM 的低碳钢板，采用表中的任一组规范进行点焊均可以得到质量良好的接头：

焊接电流 （I/A ）

焊接时间 (t/s)

(1s=50cyc) 电极压力 （Fw/N ） 电极头端面直径（D/mm ） 熔核

（d/mm ） 拉伸剪切载荷

（F τ/N ） 最佳规范 8800 0.16 2250 6.4 5.8 6100 中等规范 7200 0.34 1500 6.4 5.4 5400 普通规范

5600 0.60

750

6.4

5.3

5300

分析此例，可知，点焊有如下基本特点：

a 、焊件间靠尺寸不大的熔核（mugget ）进行连接，熔核应该均匀，对称的分布在两焊件的贴合面上；

b 、点焊具有大电流、短时间、压力状态下进行焊接的工艺特点：

c 、点焊是热——机械（力）联合作用的焊接过程。

对焊件供电的方向可分为：单面点焊，双面点焊和间接点焊； 对一次形成的焊点数可分为：单点点焊，双点点焊，多点点焊；

按所用的焊接电流波形可分为工频点焊，电容贮能点焊，直流冲击点焊，三相低频点焊和次级整流点焊。

2、对点焊接头的质量的一般要求 点焊的质量要求，首先体现在点焊接头要具有一定的强度而强度主要取决于熔核尺寸（直径和焊透率），熔核本身及其周围热影响区的金属显微组织及缺陷情况。前者是“量”的变化，后者是“质”的因素。一般来说，由于点焊的工艺特点使其与熔化焊相比，“质”的因素产生的问题较少。

由于点焊的工艺特点，点焊是有自己的基本应用范围的，如下表所示。

类型 规范

点焊的基本应用范围

点焊材料

板厚(mm)

接头形式

焊点的空间位置

焊接工作条件和特点

备注

低碳钢 ≤12 搭接

任意

要求焊接强度达到要求

1、最小厚度≥0.1mm

2、厚度比一般不超过3

合金结构钢 ≤10 不锈钢 ≤6 耐热合金 ≤3 铝合金 ≤3 钛合金 ≤3

点焊接头尺寸的大致确定

序 号 经验公式

简图 备注

1 D=2δ+3 δ

板材1

板材2

d —熔核直径（mm ） A —焊透率（%） c’ —压痕深度（mm ）

e —点距（mm ） s —边距（mm ）

δ—薄件厚度（mm ）

2 A=30~70

3 C’≤0.2δ

4 e>8δ 5

s>6δ

注：焊透率A=h/δ*100%

3、点焊的过程分析 点焊焊接循环：

三个阶段：a —预压阶段；b 、c —通电加热阶段；d —冷却结晶。

四个程序：1—加压程序；2—焊接程序；3—维持程序；4—休止程序。 点焊接头的形成：

、

I

F w

点焊的三个阶段

加压程序焊接程序

维持程序休止程序

点焊四个焊接程序

预压阶段：Fw＞0，I=0，预压的作用：在电极的压力的作用下清除一部分接触表面的油污和氧化膜，形成物理接触点。为以后焊接电流的顺利通过及表面原子的键合作好准备通电加热阶段：Fw＞0，I＞0，其作用是在热和机械（力）的作用下形成塑性环，熔核，并随着通电加热的进行而长大，直到获得需要的熔核尺寸

熔核的冷却结晶过程：冷却结晶阶段的机——电特点是Fw＞0，I=0。其作用是使液态熔核在压力作用下冷却结晶。

4、点焊规范参数及其相互关系

点焊焊接参数：焊接电流、焊接时间、电极压力、电极端面尺寸。

规范参数间相互关系选择。

点焊时，各规范参数的影响是相互制约的。首先需要根据实际情况确定电极材料、端面形状和尺寸选定以后，焊接规范的选择主要是焊接电流、焊接时间、焊接压力这三各参数。其相互配合有两种方式

a、焊接电流和焊接时间的相互配合

这种配合是以反映焊接区加热快慢为主要特征。

硬规范：大焊接电流、短焊接时间。

软规范：小焊接电流、长焊接时间。

软规范特点：加热平稳，焊接质量对规范参数波动的敏感性比较低，焊点强度稳定，温度场分布平缓，塑性区宽，在压力作用下容易变形，可以减少熔核内喷溅、缩孔和裂纹倾向，对有淬硬倾向的材料，软规范可减少接头冷裂纹倾向，所用的设备装机容量小，控制精度不高，因而比较便宜，但是，软规范容易造成焊点压痕过深、接头变形大，表面质量差，电极磨损快，生产效率低，能量损耗较大。

硬规范的特点与软规范基本相左。

硬规范适用于铝合金、奥氏体不锈钢、低碳钢及不等厚板材的焊接等。

软规范比较适用于低合金钢、可淬火钢、耐磨钢及钛合金等。

据统计，采用硬规范点焊工艺其耗能仅为软规范的2/3。

b、焊接电流和电极压力的适当配合（临界飞溅法）

F w×9.8N

2000

无飞溅区

1000

有飞溅区

I/K A

1020

喷溅临界曲线

曲线左半区为无飞溅区，Fw大而I小，但焊接压力选择过大会造成固相焊接（塑性环）范围过大，导致焊接质量不稳定。

曲线右半区为飞溅区，因为电极压力不足，加热速度过快而引起飞溅，使焊接接头质量严重下降而且不能安全生产。

当将规范选在飞溅临界曲线的附近（无飞溅区）时，可以获得最大熔核和最高拉伸载荷，同时由于降低了焊机机械功率，也提高了经济效果，当然，在实际应用这一原则时，应该将电网电压，加压系统等的波动带来的影响考虑在内。

5、点焊时的分流

分流（shunting current）：电阻焊时从焊接区以外流过的电流。

⑴、点焊分流的影响因素

Ⅰ、焊点点距的影响

连续点焊时，点距愈小，板材愈厚，分流愈小，如果所焊材料时导电性能良好的铝合金，分流将更严重，为此必须加大点距

Ⅱ焊接顺序的影响

已焊点分布在两侧时，由于向两侧分流比仅在一侧分流大（如图）

分流率:c>b>a

Ⅲ焊件表面状态的影响

表面清理不良时，油污和氧化膜等使接触电阻Rc+2Rw 增大，因而导致焊接区总电阻增加，分流电阻相对件小，结果使分流增大，实践表明，表面经仔细清理的钢筋网比表面有锈皮、氧化物、油污等的钢筋网点焊时的分流要小得多。

Ⅳ电极（或二次回路）与工件的非焊接区相接触（如图）。这种相碰而引起的分流不仅很大，而且由于容易烧坏工件其后果往往很严重 Ⅴ焊件装配不良或装配过紧

由于非焊接部位的过分紧密接触引起较大的分流

板件过松

板件过紧形成二次回路

板件变形

⑵、分流的不良影响 Ⅰ、使焊点强度降低

点距过小引起的分流使焊接区的电流密度减小，因而加热不足，熔核直径和焊透率随之下降，焊点承载能力下降，严重时产生未焊透。同时，由于形成分流的偶然因素很多，分流数值很不稳定，因而又造成焊点质量波动很大。 Ⅱ、单面点焊产生局部接触表面过热和喷溅 ⑶、消除和减少分流的措施 Ⅰ、选择合理的焊点点距，在点焊接头设计时，应该在保证强度的前提下尽量加大焊点间距， Ⅱ、严格清理被焊工件表面

Ⅲ、注意结构工件的合理性，分流过大的结构必须改变设计 Ⅳ、对开敞性差的焊件应该采用专用电极和电极握杆。

在此情况下，也可以在电极或工件容易相碰的部位临时敷以绝缘材料或套管

Ⅴ、连续点焊时，可以适当提高焊接电流。对于不锈钢和耐热合金增大5~10%，对于铝合金增大10~20%

6、点焊时的熔核偏移

通常条件下，不同厚度和不同材料点焊时，熔核不以贴合面为对称，而向厚板或导电、导热性差的焊件偏移，其结果使其在贴合面上的尺寸小于该熔核直径。同时，也使其在薄板或导电、导热好的焊件中焊透率小于规定数值，这均使焊点承载能力降低。 ⑴熔核偏移产生的原因

熔核偏依的根本原因是焊接区在加热过程中两焊件析热和散热均不相等所致。偏移的方向自然向着析热多，散热慢的一方移动。

不同厚度点焊时，厚件电阻大析热多，而其析热中心由于远离电极而散热缓慢。薄件情况正好相反。这就造成焊接温度场如图所示向厚板偏移

不同材料点焊时，导电性差的工件电阻大析热多，但由于该材料导热性差散热缓慢，导电性好的材料情况正好相反，这同样要造成焊接温度场如图向导电性差的工件偏移。温度场的偏移则带来熔核的相应偏移。

厚板

薄板导电、热差

导电、热好

⑵克服熔核偏移的措施 Ⅰ采用硬规范

Ⅱ采用不同直径的电极

①、薄件（或导电、导热性好的焊件）那面采用小直径电极，以增大电流密度、减小热损失；而厚件（或导电、导热性差的焊件）那面则选用大直径电极。上、下电极直径的不同使温度场分布趋于合理、减小了熔核的偏移。

但在厚度比比较大的不锈钢或耐热合金零件的点焊与上述原则相反，只有小直径电极装置在厚件那面方能有效，工厂中称之为“反焊”。 ②、采用不同材料的电极

由于上、下电极材料不同散热程度不相同。导热性好的材料放于厚件（或导电、导热性差的焊件）那面使其热损失加大，也可以调节温度场分布减小熔核偏移。 ③ 用特殊电极

在 电极头部加不锈钢环、黄铜套或采用尖锥状电极头均可以使焊接电流向中间集中，从而使薄件（或导电、导热性好的焊件）析热强度增加，使温度场分布趋于合理。 Ⅲ、在薄件（或导电、导热性好的焊件）上附加工艺垫片，工艺垫片由导热性差的材料制作，有降低薄件（或导电、导热性好的焊件）散热。增加电流密度的作用。 在使用工艺垫片时应注意规范不要过大，以免垫片与零件表面产生粘结，焊后应很容易将其揭掉。

Ⅳ焊前在薄件或厚板上预先加工出凸台或凸缘，进行凸焊或环焊，是克服熔核偏移现象的一条很有效的措施。

二、凸焊

1、凸焊的定义

在一焊件的贴合面上预先加工出一个或多个突起点，使其与另一焊件表面相接触并通电加热，然后使这些接触点形成焊点的电阻焊方法。

2、规范参数选择

凸点形状、尺寸确定后，焊接电流I、焊接时间T及电极压力FW等参数对接头质量均有影响，其影响规律与点焊相似。应该注意的是，电极压力FW对接头拉剪载荷的影响比点焊是要严重的多。若电极压力过小，使通电前凸点预变形量太小，凸点贴合面电流密度显著增大造成严重喷溅，甚至烧穿，而电极压力过大将使通电前凸点预变形量太大，失去凸焊意义。此外，焊接电力波形，压力变化曲线及焊机加压系统的随动性也都对凸焊质量有重要影响。

第二节、CO2气体保护焊

1、概述

Ⅰ、原理

CO2气体保护焊（简称CO2焊）是采用CO2气体作为保护介质，焊接时，CO2气体通过焊枪的喷嘴，沿焊丝周围喷射出来，在电弧周围形成气体保护层，机械地将焊接电弧及熔池与空气隔开，从而避免了有害气体的侵入，保证焊接过程的稳定，以获得优质的焊缝，其工作原理如图所示。

Ⅱ、CO2气体保护焊与其他焊接方法相比具有以下特点

优点：

⑴、采用明弧，施焊部位可见度好、便于对中、操作方便、生产效率高

⑵、CO2气体价格低、成本低

⑶、能耗低

⑷、适用范围广

⑸、焊后不需要清渣

缺点：

⑴、焊接时飞溅比较大、焊缝表面成形较差、焊接设备复杂

⑵、防风能力差、不能在有风的场所使用

Ⅲ、分类

按焊丝直径来分

⑴、细丝CO2气体保护焊：焊丝直径在0.5~1.6MM

⑵、粗丝CO2气体保护焊：焊丝直径在1.6MM以上

2、CO2气体保护焊焊接设备

组成部分：焊接电源、送丝系统、焊枪、供气系统和控制系统等组成

⑴、焊接电源

直流、具有平硬外特性

⑵、送丝系统

推拉式、拉丝式、推丝式

推丝式送丝系统：目前应用教广、但是对送丝软管的要求较高、并且不宜过长，焊枪活动范围比较小

拉丝式送丝系统：焊枪结构复杂、比较笨重，但是焊枪活动范围比较大，适用于细丝焊接

推拉式送丝系统：焊枪复杂，送丝稳定、送丝软管可达20~30MM，焊枪活动范围比较大

送丝系统的组成部分：送丝电机、送丝滚轮、压紧机构、送丝软管和减速器等组成⑶焊枪

焊枪的主要作用是向熔池和电弧区输送保护气流和稳定可靠地向焊丝导电。焊枪应该结构紧凑，操作方便，连接件、易损件便于更换。焊枪的主要易损件有导电嘴和喷嘴。

⑷供气系统

供气系统的作用主要是将保存在钢瓶中的液态的CO2气体在需要用的时候变成具有一定流量的气态CO2气体

供气系统包括：CO2气瓶、预热器、干燥器、减压器和流量计以及电磁气阀。

CO2气瓶：储存液态CO2气体

预热器：CO2液态挥发时吸热，使气温下降，为防止气体中的水分在气瓶出口处结冰，在减压前要将CO2气体加热，即在供气系统中加入预热器。预热器的功率为75~150W。

干燥器：用于吸收CO2气体中的水分

减压器和流量计：将高压CO2气体变成低压的气体并保持气体的压力在供气过程中的稳定。电磁气阀：是用来控制保护气体的装置

(5)控制系统

对送丝系统、供气系统和焊接电源的控制，以及对焊件运转或焊接机头行走的控制。

3、CO2气体保护焊的焊接参数

主要参数有：焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、直流回路电感值、CO2气体流量和电源特性。

焊丝直径

焊丝直径以焊件的厚度、焊接位置以及质量要求为依据进行选择。一般焊接薄板时采用细焊丝、随着板厚的增加，焊丝直径也增加。焊丝直径大于1。6MM时称为粗丝，用粗丝焊接时生产效率比较高，但是存在飞溅和成形的问题，并在热输入比较大时,烟尘比较大，弧光强。焊丝直径选择可以参考下表：

CO2气体保护焊焊丝直径的选择

焊接电流

焊接电流根据焊件的厚度、坡口形状、焊丝直径以及所需的熔滴过渡形式来选择。对于一定的焊丝直径，所使用的焊接电流有一定的范围：

不同直径焊丝CO2气体保护焊焊接电流的范围

焊接电流对焊缝的成形影响比较大，增大焊接电流，熔深相应增加，熔宽稍有增加。增大焊接电流，焊丝的熔化速度也会增加，生产效率也会提高。但是焊接电流太大时，会使飞溅增加，并且容易产生烧穿以及气孔等缺陷。反之，若焊接电流太小，电弧不能稳定，容易产生未焊透、焊缝成形差。

电弧电压

电弧电压是影响熔滴过渡、飞溅过小，短路频率和焊缝成形的重要因素。在一般情况下，当电弧电压增加时，焊缝宽度相应增加，而焊缝的余高和溶深则减少。在焊接电流减小时，电弧电压过高，则飞溅增加；电弧电压太低，则焊丝容易伸入熔池，使电弧不稳。在焊接电流比较大时，电弧电压过高，则飞溅增加，容易产生气孔，电弧电压太低则焊缝成形不良。要获得稳定的焊接过程和良好的焊缝成形，要求电弧电压与焊接电流有良好的配合，通常洗丝焊接时电弧电压为16~24V，粗丝焊接时电弧电压为25~36V。

短路过渡时电弧电压与焊接电流的配合

焊接速度

焊接速度对焊缝形状有一定影响，随着焊接速度的增加，焊缝宽度、余高和熔深相应减少。若焊接速度太快时，会使气体保护作用受到破坏，同时使焊缝冷却速度过快，降低了焊接接头的力学性能，并使焊缝成形变差。若焊接速度太慢时，焊缝宽度增加，熔池变大，热量集中，造成烧穿或焊缝金属的金相组织粗大等缺陷。因此焊接速度应该根据焊件材质的性质，厚度和冷却条件来选择。一般焊接速度在15~40M/H范围内。

焊丝伸出长度

焊丝伸出长度是指焊丝伸出导电嘴的长度。当焊丝伸出长度增加时，焊丝的电阻值增加，因而焊丝熔化速度加快，提高了生产率。但是焊丝伸出长度过长时，焊丝容易产生过热而成段熔断，从而使焊接过程不稳定，飞溅严重，焊缝成形不良以及气体保护作用减弱；反之，则焊接电流比较大，短路频率比较高，并缩短了喷嘴与焊件之间的距离，使飞溅金属容易粘在喷嘴上，严重使会堵塞喷嘴，影响气体流通。一般情况下，焊丝伸出长度为焊丝直径的10倍左右。

气体流量

CO2气体流量主要影响保护性能。保护气体从喷嘴喷出时要有一定的挺度，才能避免空气

对电弧区的影响。

当焊接电流越大，焊接速度越大，焊丝伸出长度越大时，气体流量应该大一些，一般情况下，细丝焊接时为6~15L/MIN，粗丝焊接时为20~30L/MIN。

若气体流量太大时，气体冲击熔池，同时冷却作用增加，并且使保护气流紊乱，产生气孔等缺陷，若气体流量太小时，气体挺度不够，降低了气体对熔池的保护作用，也会产生气孔等缺陷。

电源极性

CO2气体保护焊使，由于熔滴具有非轴向过渡的特点，为减少飞溅，保持电弧稳定，一般采用直流反接，即焊件接电流电源的负极，焊枪接电源的正极。

当采用直流正接时，焊丝熔化速度比较快，焊缝熔深比较小，焊缝堆高比较大，所以一般只在堆焊或铸铜件补焊时才采用。

回路电感值

当CO2焊丝以短路过渡时，回路中的电感值是影响焊接过程稳定性以及焊缝的主要因素。

CO2气体保护焊的焊接参数（角焊缝）

4、CO2焊接操作流程

A、在工作前对设备进行点检

B、装配、检查工件

清除坡口以及周围的油、污、水、锈等，直至露出金属光泽

C、调节参数

试焊过程中，根据板厚的厚度和材料，参考相关的资料以及经验公式来确定参数。

D、焊接

1、引弧

CO2气体保护焊一般采用短路接触法引弧，由于采用平特性的弧焊电弧，其空载电压比较低，造成引弧困难。

引弧时焊丝和焊件不要接触太紧，如果接触太紧或接触不良，会引起焊丝成段烧断。因此引弧前应该调节好焊丝的伸出长度，使焊丝端头与焊件保持在2~3MM。

如果焊丝头部有粗大的球形头，应该用钳子剪掉，因为球状端头等于加粗了焊丝的直径，并在该球状端头表面上覆盖了一层氧化膜，影响引弧的质量。

引弧前要选好适当的位置，起弧后要灵活掌握焊接速度，以避免起弧处出现未焊透，气孔等缺陷。

1、熄弧

在焊接结束时，如果突然切断电弧，就会留下弧坑并在弧坑处产生裂纹和气孔等缺陷。所以应该在弧坑处稍作停留，然后慢慢地抬气焊枪这样可以使弧坑处填满，并使熔池金属未凝固前仍受到良好的保护。

2、左焊法和右焊法

采用右焊法时，熔池能得到良好的保护，且加热集中，热量可以充分利用，并由于电弧的吹力作用将熔池金属推向后方，可以得到外形比较饱满的焊缝。但是焊接时不便观察，不易准确掌握焊接方向，容易焊偏。

采用左焊法时，电弧对焊件有预热作用；能得到较大的熔深，焊缝成形得到改善，左焊法虽然观察熔池有些困难，但能清楚地看到待焊接头，容易掌握焊接方向，不容易焊偏。

3、运丝方式

运丝方式有直线移动法和横向摆动法。直线移动法即焊丝只做直线运动不做摆动，焊出的焊道稍窄，横向摆动运丝是在焊接过程中以焊缝中心线为基准做两侧的横向交叉摆动，常用的方式有锯齿形，月牙形，正三角形，斜圆圈形等。

4、焊后清理以及检验

焊接结束后，清理焊缝表面的飞溅和焊渣，并目视检查焊缝表面是否有气孔，裂纹，咬边等缺陷，并测量焊缝是否满足工艺要求

5、CO2气体保护焊的缺陷的产生原因

A、焊缝成形不良

焊缝成形不良主要表现为焊缝弯曲不直、成形等方面，主要原因为：

电弧电压选择不当

焊接电流与焊接电压不匹配

焊接回路电感值选择不合适

送丝不均匀，送丝轮压紧力太小，焊丝有卷曲现象

导电嘴磨损严重

操作不熟练

B、飞溅

飞溅是CO2气体保护焊的一种常见现象，但是由于各种原因会造成飞溅比较多。产生飞溅的主要原因如下：

电弧电压选择不当，电弧电压太高会使飞溅增多；

焊丝含碳量太高也会产生飞溅；

导电嘴磨损严重和焊丝表面不干净也会使飞溅增多

C、气孔

CO2气体保护焊产生气孔的原因为：

气体纯度不够，水分太多；

气体流量不当。包括气阀、流量计、减压阀调节不当或损坏；气路有泄露或堵塞，喷嘴形状或直径选择不当；喷嘴被飞溅物堵塞；焊丝伸出长度太长

焊接操作不熟练，焊接参数选择不当

周围空气对流太大

焊丝质量差焊件表面清理不干净

D、裂纹

CO2气体保护焊产生裂纹的主要原因如下：

焊件或焊丝中P、S含量高，MN含量低、在焊接过程中产生热裂纹；

焊件表面清理不干净；

焊接参数选择不当

焊件结构刚度过大，也会产生裂纹

咬边

咬边主要是焊件边缘或焊件与焊缝的交界处，在焊接过程中由于焊接熔池热量集中，温度过高而产生的凹陷。

CO2气体保护焊产生咬边的主要原因如下：

焊接参数选择不当，如电弧电压过大，焊接电流过大、焊接速度太慢时会造成咬边。

操作不熟练

烧穿

焊接参数选择不当，如焊接电流太大或焊接速度太慢等；

操作不当

根部间隙太大

未焊透

焊接参数选择不当如：电弧电压太低、焊接电流太小、送丝深度不均匀，焊接速度太快等均

会造成未焊透

操作不当

焊件坡口角度太小，钝边太大，根部间隙太小。