CO2保护电弧焊的冶金特点

出处：按学科分类—工业技术 河南科学技术出版社《焊接技术手册》第223页（716字）

CO₂高温分解成CO和O₂，氧分子继续分解成氧原子，原子氧有强烈的氧化作用，氧化熔滴和熔池中的Fe、Si、Mn、C等元素，形成相应的氧化物FeO、SiO₂、MnO、CO等。产生的SiO₂、MnO以熔渣的形式浮出熔池，CO逸出到气相中。FeO则按分配率，一部分浮出溶于渣中，另一部分溶于液态金属熔池和熔滴中。溶入液态金属中的FeO与金属中的C反应生成CO和Fe，CO在高温下急剧膨胀是产生熔滴爆炸、引起飞溅的重要原因，而熔池中的CO来不及逸出时便形成CO气孔。由此看来，CO₂气体高温时强烈的氧化性，使CO₂焊产生三方面的严重问题：合金元素烧损、CO气孔、飞溅。尤其是FeO存在液态金属中造成CO气孔和飞溅，残留在焊缝金属中将造成机械性能下降。

改善CO₂电弧焊焊缝性能的重要方法是对FeO进行脱氧。具体措施就是在焊丝或药芯焊丝的药粉中加入足够的脱氧剂。可作为脱氧剂的常用元素有Si、Mn、Al、Ti等。这些脱氧剂单独使用效果不佳，所以要相互配合，如H08Mn2SiA焊丝，它的Mn含量为1%～2%，Si含量为1%左右，这样便于生成复合硅酸盐MnO·SiQ₂浮出熔池。

为了减少气孔、飞溅，还应尽量减少焊丝中的C含量。C含量降低将使焊缝金属强度降低，为了弥补C减少带来的强度下降，需要增加其他的合金元素。对于一般的低碳钢、低合金钢，由于焊丝中Mn、Si含量高，使焊缝金属中Mn、Si增加足以弥补C的降低。对于高合金钢，如30CrMnSiA等需要在焊丝中增加强化元素，如Cr、Mo、V等。