熔化极气体保护焊
熔化极气体保护焊
一、熔化极气体保护焊的分类、特点和应用
（一）熔化极气体保护焊的分类、特点
熔化极电弧焊以焊丝与焊件之间的电弧作为热源，在惰性气体、活性气体（CO2）、混合气体或药芯产生的气渣的保护下，电弧熔化焊丝和母材形成熔池和焊缝。熔化极电弧焊有许多种类，手工移动焊枪焊丝送进是机械化的，习惯称"半自动"熔化极电弧焊;焊枪的移动是机械化的俗称"自动"熔化极电弧焊（焊接自动化是指焊接过程控制、焊缝跟踪控制等都是自动化的，比机械化高一个层次）。根据所用保护气体分为氩弧焊、氦弧焊、CO2气体保护电弧焊、混合气体保护电弧焊。根据所用焊丝分为实心焊丝气体保护焊和药芯焊丝电弧焊。而以CO2气体保护电弧焊、熔化极惰性气体保护焊和药芯焊丝气体保护电弧焊应用最为普遍，本节主要介绍CO2，气体保护电弧焊。
CO2气体保护电弧焊的特点是∶电流密度大、电弧热量集中，焊丝的熔化效率高，焊缝熔深大，焊接速度快，生产效率高。CO2气体有较强的冷却作用，焊接变形小，对油、锈的敏感性较低，焊缝中含氢量少，有利于防止冷裂纹，焊接质量较好。短路过渡焊可用于包括向下立焊在内的全位置焊接，明弧焊接，操作方便，机械化程度比焊条电弧焊高。节省电能，焊接成本较低。但焊接设备比焊条电弧焊复杂。
CO2气体保护电弧焊特别是混合气体保护电弧焊和药芯焊丝CO2气体保护电弧焊已越来越多地用于承压设备的制造和安装中，有逐渐取代焊条电弧焊的趋势。
（二）CO2气体保护电弧焊的应用
CO2气体保护焊多用于低碳钢和低合金钢的焊接。焊接厚度与熔滴过渡形式有关，细丝短路过渡以焊接薄板为主，粗丝射流过渡焊接中厚板。
二、CO2气体保护电弧焊设备的组成
CO2半自动焊设备可分为半自动焊机和自动焊机两类，在实际生产中，CO2焊设备以半自动焊为主。下面以半自动CO2焊机为主介绍CO2焊设备。
半自动CO2焊设备组成由焊接电源、送丝机构和焊枪、供气系统、冷却水循环装置及控制系统等部分组成，半自动熔化极气体保护焊设备构成如图3-66所示，自动CO2焊设备除上述几部分外还有焊车行走机构如图3-67所示。
1.焊接电源
CO2气体保护电弧焊电源有旋转式和整流式两种，但由于旋转式焊机能耗、噪声大且适用性差，所以目前已很少采用。整流式电源主要包括抽头式硅电源、自饱和电抗器式电源、晶闸管式电源、晶体管式电源和逆变电源。CO2焊一般采用直流焊机反极性接法。细丝短路过渡和射流过渡电弧静特性是上升的采用等速送丝，配用平特性直流电源如ZP系列。粗丝细滴过渡电弧静特性是水平的采用变速送丝，配合下降外特性直流电源如ZX系列。目前国内比较普及的是抽头式CO2焊机，半自动焊机型号有NBC—250等。为了有效减小飞溅和获得良好的焊缝成形，短路过渡时可选用电流波形控制的逆变焊机或采用全数字CO2逆变焊机。如YD-350/500GR3或YM—350/500GR3。
2.供气系统
供气系统主要由气源（或气瓶）、减压阀、预热器、干燥器、流量计及电磁气阀等组成。目前设备生产厂已将减压阀、预热器和流量计合装在一起称为减压流量调节器，使用十分方便。
3.送丝系统
根据使用焊丝直径的不同，送丝系统可分为等速送丝和变速送丝。焊丝直径大于2.4mm采用与埋弧焊设备相同的弧压反馈送丝法。焊丝直径小于和等于2.4mm 采用等速送丝，它要求送进焊丝稳定、均匀，调速方便，结构牢固轻巧。
半自动焊的送丝方式有推丝式、拉丝式、推拉丝式三种
（1）推丝式 主要用于直径为0.8~2.0mm 的焊丝，应用最广。推丝式焊丝被送丝机构推出后经过一段较长的导丝管进入焊枪，如图3-68a所示。其特点是焊枪结构简单轻便，操作和维修比较方便，导丝管增加了送丝阻力，随着导丝管加长，送丝稳定性将变差。所以导丝管不能太长，一般钢焊丝的导丝管在2～5m，铝焊丝的导丝管在3m以内。
（2）拉丝式 主要用于焊丝直径小于和等于0.8mm 的焊丝。因焊丝太细刚性小，难以推丝，又分为两种形式;一种是将焊丝盘和焊枪手把分开，两者间用导丝管连接，如图3-68b所示。另一种是焊丝盘与焊枪构成一体，如图3-68c所示，这种结构去掉了导丝管，减小了送丝阻力，提高了送丝的稳定性。但是这种一体结构质量较大，加重了焊接操作工的劳动强度。
（3）推拉丝式 此方式把上述两种方式结合起来，克服推丝式操作范围小的缺点。导丝管可以加长到15m左右，如图3-68d所示。这种方式虽有一些优点，但结构复杂，调整麻烦，同时焊枪较重，实际应用不多。
送丝机构通常由送丝电动机、减速装置、送丝轮、压紧机构、送丝软管、焊丝盘等组成。送丝电动机一般选用伺服直流电动机，配合减速装置和送丝滚轮，通过调速电路使送丝速度在 2~16m/min 范围内均匀调节。为保证均匀、可靠地送丝，要求送丝滚轮制成V形或U形沟槽，表面轧花，送丝前调整好压紧力。
送丝软管应内壁光滑，规格及内径大小合适通过，摩擦阻力小，具有较好的刚性和弹性。
4.控制系统
半自动、自动CO2焊设备的控制系统包括引弧、送丝系统、焊接程序控制、焊接参数调节、保护气体系统、坡口自动跟踪系统和熄弧。自动焊机功能完善，控制环节复杂，半自动焊机控制系统较简单，主要是对焊接电源的调节，可分为一元化调节和多元化调节两种。
空载时，可手工调节焊接电流、电弧电压、焊接速度（自动焊设备）、保护气体流量以及焊丝送进与回抽等。焊接时，能提前送气、滞后停气，自动送进焊丝进行引弧与焊接，焊接结束时，先停丝后断电再断气。
5.焊枪
熔化极气体保护焊焊枪按其应用方式分这半自动焊枪和自动焊枪。
（1）半自动焊枪 半自动推丝式焊枪按结构有鹅颈式和手枪式两种，如图3-69所示，由导电、导气、导丝等部分组成。鹅颈式焊枪应用广泛，一般用于平焊位置较方便，手枪式焊枪适合全方位焊接。焊枪的冷却方式一般采用自冷式，水冷式不常用。
（2）自动焊焊枪 自动焊焊枪一般都安装在焊车或操作机上，不需要手工操作，多用于大电流状态，焊枪尺寸比较大，多采用水冷装置，枪头部分与半自动焊枪相似。
（3）焊枪导电嘴和喷嘴 喷嘴是焊枪上的重要零件，其作用是向焊接区输送保护气体，以防止焊丝端头、电弧和熔池与空气接触。喷嘴形状多为圆柱形，也有圆锥形的，喷嘴内孔直径与焊接电流大小有关，通常为12~24mm。焊接电流大时，喷嘴直径也大。
导电嘴的材料要求导电性好、耐磨性好和熔点高，一般选用纯铜或陶瓷材料制作，为增加耐磨性也可选铬锆铜。导电嘴孔径的大小对送丝速度和焊丝伸出长度有很大影响。过大或过小会造成焊接参数不稳定而影响焊接质量。
导电嘴和喷嘴都是易损件需经常更换，故要求便于装拆、结构简单。
三、CO2 焊熔滴过渡形式和焊接参数的选择
（一）CO2焊熔滴过渡形式
CO2焊中，熔滴过渡形式有短路过渡、喷射过渡（也称细滴过渡）和粗滴过渡三种，如图3-70所示。而为了获得稳定的焊接过程，生产中常选用短路过渡和喷射过渡两种。
1.短路过渡
短路过渡通常是采用细焊丝（φ1.2mm以下），在较小的焊接电流和较低的电弧电压条件下发生的熔滴过渡形式。
短路过渡时，焊丝末端熔滴长大时与熔池表面短路接触，此时，电弧熄灭，电流剧增，达到短路电流。由于强烈过热和产生磁收缩效应使熔化金属过桥爆断，熔滴进入熔池，电弧重新引燃，开始下一个循环。熔滴过渡的频率按所选择的电流在20～200次/s的范围内。
短路过渡一般适用于φ1.2mm以下的细焊丝，最稳定的电弧电压范围比较窄，通常为20V±2V的范围。
当电弧电压小于该范围下限时，短路小桥不易断开易导致固体短路。大于该范围上限时，易产生大滴爆断，导致电弧不稳，焊接时电弧高度需控制在一定范围内，手工操作相对较难。故《特种设备焊接操作人员考核细则》中规定∶手工气体保护焊短路过渡有别于其他过渡形式，它们之间的变更需重新操作技能考试。
短路过渡具有如下特点∶①焊接过程中伴随有少量飞溅。②焊道熔深较浅。③焊接变形较小。④适合于用细丝（φ≤1.2mm）进行薄板和封底焊道的焊接。
2.粗滴过渡
粗滴过渡的特征如图3-70b所示。当焊接电流和电弧电压略高于短路过渡的临界参数时，就会产生粗滴过渡。即焊丝末端的熔化金属会形成直径大于焊丝直径的熔滴，熔滴是靠自身的重力克服熔化金属的表面张力后缓慢地落到熔池上。在富Ar保护气体下，由于电弧温度较高，熔滴表面张力减小，熔滴大部分为轴向过渡，当电弧电压较低时，偶尔会产生短路过渡，出现飞溅。在CO2气体保护下，熔滴产生非轴向过渡，电弧随着熔滴漂移，显得不很稳定且飞溅较大，焊缝成形不良，表面粗糙。在实际生产中应避免在粗滴过渡的参数范围内进行焊接。
3.喷射过渡
当焊接电流超过某一临界值时，熔滴呈细小的颗粒，并以喷射状态快速通过电弧空间向熔池过渡的形式。其形态如图3-70c 所示。
喷射过渡时，熔滴的过渡频率较高，约每秒几十次到几百次，主要取决于所用的焊接电流和保护气体的成分。当焊丝钢号、直径和保护气体成分给定时，焊接电流超过某一临界值，熔滴过渡频率会产生突变。即由粗滴过渡向喷射过渡转变。喷射过渡时，电弧相当稳定，且飞溅很少，熔深较大，焊缝表面平整光滑。
（二）CO2焊的焊接参数的选择
主要的焊接参数有∶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CO2焊一般采用细丝，以提高过渡频率，稳定焊接电弧，通常采用的焊丝直径有0.8mm、1.2mm 及1.6mm。
细滴过渡CO2焊采用的焊丝直径一般大于1.2mm，通常采用的焊丝直径有1.6mm、2.0mm、3.0mm 和4.0mm等。
通常根据工件的板厚和焊接位置来选择直径，见表3-28。
φ1.0mm以下的焊丝的熔滴过渡形式以短路过渡为主，φ1.2mm～φ1.6mm焊丝的熔滴过渡形式可为短路过渡和喷射过渡，φ2.0mm以上的粗丝通常是粗滴过渡。
从焊接位置上看，细丝可用于平焊和全位置焊接，粗丝则只适于水平位置焊接。
从板厚来看，细丝用于薄板，可采用短路过渡;粗丝适用于厚板，可采用粗滴过渡。采用粗丝焊接既可提高效率，又可加大熔深。另一方面，在焊接电流和焊接速度一定时，焊丝直径越细，焊缝的熔深便越大。
2.焊接电流和极性
焊接电流是影响焊接质量的重要焊接参数。它的大小主要取决于焊丝直径和送丝速度，随着送丝速度的增加，焊接电流也增加。另外，焊接电流的大小还与焊丝伸出长度、焊丝直径、气体成分等有关。当喷嘴与母材间距离增加时，焊丝伸出长度增加，焊接电流减少。
焊接电流对焊缝的熔深和焊缝成形均有较大的影响。无论是平板堆焊还是开坡口的焊缝，都是随着焊接电流的增加，熔深也增加。当焊接电流在250A 以下时，焊缝熔深较小，一般在1～2mm左右。当电流超过300A后，熔深明显增大。
CO2焊主要是采用直流反接，这时焊接过程电弧稳定，飞溅小，熔深大。在堆焊及补焊铸件时，应采用直流正接，这时焊丝熔化快，生产率高。
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），则无论其他参数如何选择，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=0.047+(16 ±2)
短路过渡的最佳焊接参数见表3-29。
细滴过渡 细滴过渡CO。焊也采用直流反接。首先应根据被焊材料及板厚选择焊接电流，然后根据焊接电流、焊丝直径选择电弧电压，焊接电流越大，焊丝直径越小，选择的电弧电压也应越大。但电弧电压也不得太高，否则飞溅将显著增大。细滴过渡的电流下限及电压范围见表3-30。
4.焊接速度
焊接速度要与焊接电流适当配合才能得到良好的焊缝成形。在热输入不变的条件下，焊接速度过大，熔宽、熔深减小，甚至产生咬边、未熔合、未焊透等缺陷。如果焊接速度过慢，不但直接影响了生产率，而且还可能导致烧穿、焊接变形过大等缺陷。
半自动短路过渡CO2保护焊的焊接速度一般为5～60m/h。
5.焊接回路电感
短路过渡时，回路电感主要是控制短路电流上升速度及短路电流峰值。短路过渡CO2焊要求具有合适的短路电流上升速度，从而将缩径小桥控制在焊丝与熔滴之间，以保证爆破力将大部分熔滴金属过渡到熔池中。同时还要求具有合适的短路电流峰值，以使爆破能量适中，不至于产生很大的细颗粒飞溅。不同的焊丝直径要求不同的短路电流上升速度，焊丝越细，熔化速度越大，短路过渡频率越大，要求的短路电流上升速度就较大。不同直径的焊丝要求的短路过渡所要求的电感值见表3-31。
6.焊丝伸出长度和喷嘴至工件的距离
焊丝伸出长是指从导电嘴到焊丝端头的这段焊丝的长度。焊丝伸出长度对焊接电流、焊缝熔深、焊接飞溅等均有影响，因此保持这个长度稳定不变，是获得稳定的焊接过程的重要因素之一。
在焊接电流相同时，焊丝伸出长度增加将引起熔化速度的增加。这样，当送丝速度不变时，焊丝伸出长度增加，焊接电流则减少，易导致未焊透和熔合不良。同时，焊丝伸出长度过大，电弧不稳，飞溅大，焊缝成形恶化，甚至产生气孔。或者难以正常焊接。反之，焊丝伸出长度减小时，焊接电流增加，熔深变大。伸出长度过小时会烧坏导电嘴。
短路过渡CO2焊所用的焊丝较细，焊丝伸出长度对熔滴过渡、电弧的稳定性及焊缝成形均具有很大的影响。短路过渡CO2焊时，喷嘴至工件的距离应尽量取得适当小一些，以保证良好的保护效果及稳定的过渡，但也不能过小。这是因为该距离过小时，飞溅颗粒易堵塞喷嘴，阻挡焊工的视线。喷嘴至工件的距离一般应取焊丝直径的10倍左右。
细滴过渡CO2焊所用的焊丝较粗，焊丝伸出长度对熔滴过渡、电弧的稳定性及焊缝成形的影响不如短路过渡那样大。但由于飞溅较大，喷嘴易于堵塞，因此，喷嘴至工件的距离应比短路过渡时选得大一些，一般应控制在10～20mm内。
7.气体流量
保护气体的流量一般根据电流的大小、焊接速度、焊丝伸出长度等来选择。这些参数越大，气体流量也适当加大，但也不能太大，以免产生紊流，使空气卷入焊接区，降低保护效果。
短路过渡CO2焊的保护气体流量一般为5～15L/min。
细滴过渡CO2焊所用焊接电流比短路过渡大，焊接速度也大，因此采用的保护气体流量也应适当增大，一般为10~20L/min。
气体流量的掌握也要根据具体情况来定。比如在无坡口的平板对接焊时，气体流量可稍大些;在深坡口内焊接时，气体流量可稍小些。
另外，施焊现场有风，喷嘴距工件过高，以及喷嘴上粘附大量飞溅物等，都会影响保护效果。为增强保护效果，就要在有风的场地采取防风措施，见表3-32。
8.焊丝位置及焊接方向焊接方向
CO2焊有左焊法和右焊法两种，如图3-71所示。右焊法加热集中，熔深深，焊缝饱满。左焊法熔深浅，焊缝宽，导向性好，不易焊偏，一般都采用左焊法。左焊法时焊枪的后倾角度应保持为10°~20°，倾角过大时，焊缝宽度增大而熔深变浅，而且还易产生大量的飞溅。右焊法时焊枪前倾角度应为10°~20°，过大时余高增大，易产生咬边。
左焊法时，焊接可见性好，焊枪指向准确，能得到稳定的熔透焊道，焊道低而宽，角焊缝根部熔深浅（可能产生未焊透）凹形，角焊缝右焊法熔深大，焊缝余高高，飞溅小，焊接可见性差，焊缝容易焊偏。
四、CO2焊的焊接操作技术
（一） CO2的基本操作技术
1.引弧
半自动CO2焊时，喷嘴与焊件间的距离不好控制。当焊丝以一定速度冲向工件表面时，往往把焊枪顶起，结果使焊枪远离焊件，从而破坏了正常保护。所以，焊工应该注意保持焊枪到焊件的距离。
半自动CO2，焊时习惯的引弧方式是焊丝端头与焊接处划擦的过程中按焊枪按钮，通常称为“划擦引弧”。这种方式引弧成功率较高。引弧后必须迅速调整焊枪位置、焊枪角度及导电嘴与焊件间的距离。引弧处由于焊件的温度较低，熔深都比较晚，特别是在短路过渡时容易引起未焊透。为防止产生这种缺陷，可采用引弧板，如图3-72a所示，也可以采取倒退引弧法，如图3-72b所示，在焊缝始端向前20mm左右处引弧后立即快速返回起始点，再沿焊接方向移动，在焊道重合部分进行摆动，使焊道充分熔合，达到完全消除弧坑。
2.收弧
收弧时仍要保持焊枪喷嘴到工件表面的距离不变，松开焊枪开关，即可停止送丝、停电、停送气。然后将焊枪移开工件。
焊道收尾处往往出现弧坑。CO2焊比一般焊条电弧焊用的焊接电流大，所以弧坑也大。弧坑处易产生弧坑裂纹及缩孔等缺陷。为此，应设法减小弧坑尺寸。目前主要应用的方法如下：
1）采用带有电流衰减装置时，填充弧坑电流较小，一般只为焊接电流的50%-70%，易填满弧坑。最好以短路过渡的方式处理弧坑。这时，电弧沿弧坑的外沿移动并逐渐缩小回转半径，直到中间停止，如图3-73a所示。
2）没有电流衰减装置时，在弧坑未完全凝固的情况下，应在哎其上进行几次断续焊接，如图3-73b所示。这时只是交替按压与释放焊枪按钮，而焊枪在弧坑填满之前始终停留在弧坑上，电弧燃烧时间应逐渐缩短。但要注意的是，断续引弧也靠焊枪开关的释放与按下来实现，切不可像焊条电弧焊那样将焊把时起时落。
3）使用工艺板，如图3-73c所示，也就是把弧坑引到引出板上，焊完之后去掉它。
收弧时仍要保持焊枪喷嘴到工件表面的距离不变，松开焊枪开关，即可停止送丝、停电、停送气。然后将焊枪移开工件。
3.接头
直线无摆动焊接时，接头方法是在弧坑稍前（10-20mm）处引弧，然后将电弧快速移到原焊道的弧坑中心，当熔化金属与原焊缝相连后，再按原焊接方向移动，如图3-74a所示。
在摆动焊接情况下，按图3-74b所示的①-②-③顺序进行时，从②点返回，先做较小的摆动，不应超出焊缝宽度，随后一点一点地加宽摆幅，达到焊缝宽度。
（二）CO2焊各种位置的操作技术
1.平焊的焊接技术
（1）单面焊双面成形技术 单面焊双面成形焊接时对焊工的技术水平要求较高，对坡口精度、装配质量和焊接参数也提出了严格要求。
坡口间隙对单面焊双面成形的影响很大。坡口间隙小时，焊丝应对准熔池的前部，增大穿透能力，使接缝焊透。坡口间隙大时，为防止烧穿、焊丝应指向熔池中心，并进行适当摆动。坡口间隙为0.2-1.4mm时，一般采用直线形焊接或小幅摆动。当坡口间隙为1.2-2.0mm时，采用月牙形的小幅摆动，在焊缝中心稍快些移动，而在两侧作片刻停留。当坡口间隙更大时，摆动方式应在横向摆动的基础上增加前后摆动，这样可避免电弧直接对准间隙，防止烧穿。
无垫板熔透焊时，熔池呈椭圆形，其前端较母材表面有少许下沉，这是正常现象。在焊接过程中，如出现椭圆形熔池被拉长，即为烧穿的前兆。这时可以加大焊枪摆幅或采取前后摆动来调整熔池的温度，防止烧穿。
无垫板对接焊缝的根部焊道或打底焊道的运条方法如图3-75所示。一般焊丝进行月牙形摆动，通过间隙时快些，到达两侧时稍作停留（约0.5-1.0s），使两侧之间形成金属过桥。不同坡口间隙时，在间隙较小时，采用直线形焊接即可：当间隙稍大时可采用月牙形的小幅摆动，如图3-75a所示；间隙更大时，可采用横向兼前后的摆动方式，如图3-75b所示。无论哪种摆动方式，都是在焊缝中心处稍快，而在两侧稍作停留，停留时间一般约为0.5-1s。
单面焊双面成形焊接法，一般是采用细丝短路过程，而且根据板厚的不同，采取不同的根部间隙。随时组装定位焊的焊缝应尽量小，防止熔透不良。当定位焊焊缝过大时，接头处应磨成陡坡状。
（2）有垫板熔透焊 有垫板时自然比悬空焊容易掌握，通常不必担心烧穿的问题。可根据间隙的大小选择焊接电流，而且焊接参数的要求也不必十分严格。
（3）中厚板对接焊CO2焊的熔滴过渡形式与板厚有关，短路过渡适用于薄板，板厚增加时，为保证熔深采用喷射过渡。厚板则要根据情况选择相应的坡口形式，或者进行双面焊。例如12mm 的板厚，可用I形坡口，进行双面单层焊;亦可选用V形、半V形、U形和X形等坡口形式，相应的进行单面焊或双面焊。
CO2焊在小角度坡口及小间隙的根部焊道施焊时，易出现铁液导前现象而造成未焊透，故应采用右焊法，并直线移动焊枪（不摆动），如图3-76a所示。反之，当坡口角度大及间隙大时，宜采用左焊法，并小幅摆动焊枪来进行根部焊道的焊接，如图3-76b。
坡口填充焊时，应采用多层多道焊。焊层、焊道数视坡口角度和深度而定。主要是要注意焊道排列方式和每焊完一道后的焊缝表面形状，避免出现如图3-77a、b那样的情况。其中图3-77a 是因为第二层只焊一道，且焊道中央向上凸起，使之与两坡口面间形成尖角。图3-77b是因为第二层中箭头侧的焊道施焊时，由于焊枪指向不对，造成向中间凸起的焊道，也与坡口面间形成尖角。上述两种情况，易使后续焊道形成未熔合缺陷。为防止上述情况的发生，一是要注意坡口两侧的熔合良好，即通过采用两侧稍停中间略快的摆动手法;二是要注意焊道排列顺序，并掌握好焊丝指向。总之每一层焊完后，焊缝表面应平滑中间部分稍呈下凹状最好。
坡口盖面焊时，前一层的焊缝表面应低于工件表面1.5~2.5mm，如图3-77c所示。这样可以得到成形美观、焊趾端平滑的盖面焊缝。
（4）水平角焊 T形接头角焊缝平焊时应注意焊丝的角度和位置，并采用左焊法时，焊脚尺寸在5mm以下用短路过渡单道焊，如图3-78a所示;焊脚尺寸在5mm以上用射流过渡单道焊，如图3-78b所示;若焊脚尺寸很大，应采用多层多道焊，如图3-78c所示，先用右焊法，后用左焊法。
焊接水平角焊缝时，焊板的位置应特别注意，且一般焊枪与水平板夹角为40°～50°。焊脚尺寸在5mm以下时，可按照图3-79中A的方式，将焊丝指向尖角处。焊脚尺寸在5mm以上时，可将焊丝水平移开尖角处1～2mm，这样可以得到等焊脚的焊缝，图3-79中B的方式，否则将造成垂直板咬肉和水平板满溢。如果需要较大的焊脚，可以进行多层多道焊，并应注意每次熔敷不要太多，以防止熔化金属堆积，形成假焊现象。
焊接薄板时，焊枪一般进行直线移动。特别是厚度1mm薄板对接焊时，为了避免烧穿，不进行摆动，但要获得外形美观和平直的焊缝，要求操作熟练。在板材厚度1.5mm以上的钢板上施焊长直焊缝或多层焊时，可进行横向或前后往复摆动。
（5）水平旋转管的焊接 一般是管子处在水平位置绕自身轴回转进行焊接，如图3-80a所示。薄壁管焊丝处于水平2的位置，相当于进行向下立焊。厚壁管应处于平焊位置进行焊接，焊枪应该在管子的上部，与管子旋转方向相反，处于与中心线位移为l的位置，焊丝逆转动方向偏离最高点l要适当。l太小时，焊道堆高过大，太大时焊道满溢，焊缝两侧熔合不良，以熔池冷却时在水平位置最佳。
2.立焊
立焊位置的焊接分为向下立焊和向上立焊，向下立焊主要用于薄板，向上立焊用于厚度大于6mm的工件。
（1）向下立焊 向下立焊时焊缝外观好，但容易产生未焊透，应尽量避免摆动。如果焊接电流过大、电弧电压过高或焊接速度过慢，可能产生如图3-81a所示的缺陷。向下立焊应选用合适的焊接参数，焊丝位置如图3-81b所示。
（2）向上立焊 厚板结构焊接多采用向上立焊，熔深大，虽然单道焊时成形不好，焊缝窄而高，但采用横向摆动时，可以获得良好的焊缝成形。向上立焊的焊丝摆动方式如图3-82a所示，单道焊的焊脚尺寸最大为12mm。图中圆点"。"表示焊丝摆动到此位置时应稍作停留（约0.5～1.0s）。若停留点在弧坑内，焊道将形成圆形凸起，正常的焊丝停留应在弧坑与母材交界处。
开坡口无垫板的向上立焊对接焊缝，根部焊道的摆动如图3-83所示，焊枪角度如图3-84所示，摆动速度要比平焊位置时的摆动快2~2.5倍。焊枪倾角应保持在工件表面垂直线上下约10*°的范围内。
另外，摆动焊时，要注意摆幅与摆动波纹间距的匹配，并注意摆动波纹的取向，如图3-84所示。可根据具体条件采用图3-85a或3-85b的摆动方式。图3-85a所示为小摆幅，热量集中，要注意防止焊道过分凸起。图3-85b所示的摆幅较大，焊道平滑，为防止下淌，摆动时中间稍快，为防止咬边，在两侧趾端要稍作停留。图3-85c所示的摆动方式不宜采用，因为这种向下弯曲的月牙形摆动方式易造成铁液下淌，焊道中心凸起，并易在两侧产生咬边。
3.横焊
CO2气体保护焊时只能以短路过渡进行立焊和横焊，焊丝直径一般在1.6mm以下，焊接电流在200A以下。
横焊时多采用直线移动焊枪，通过多层多道焊来完成，也可采用特殊摆动方式的焊接方法（类似手工电弧焊的摆动）。横焊一般比立焊容易保持熔池形状，允许采用较大的焊接电流施焊。
厚板对接焊缝多层横焊，通常上板开单边V形坡口。宽坡口时焊丝进行斜向前后摆动，窄坡口进行前后摆动。板厚3mm 以下的薄板横焊一般采用不摆动直线焊。
（1）单道横焊 单道横焊用于薄板。可采用直线式或小幅度摆动，为便于观察工件焊缝，通常采用左焊法。如图3-86所示，焊枪仰角0°~5°，前倾角10°~20°。如需采用摆动法焊出较宽的焊道，要注意摆幅一定要小，过大的摆幅会造成铁液下淌。有时作较大宽度范围内的表面堆焊时，亦可采用右焊法。横焊时的焊枪摆动图形如图3-87所示。
（2）多层横焊 焊枪姿势和焊道的排列方式如图3-88所示。第一层焊一道，焊枪倾角0°～10°，指向根部尖角处，如图3-88a 所示，可采用左焊法，以直线式或小幅摆动法操作。这一道要注意防止焊道下垂，熔敷成等脚长的焊道。焊接第二层的第一道焊道时，如图3-88b所示，焊枪指向第一层焊道的下趾端部，采用直线式焊接法。第二层的第二道，如图3-88c所示，以同样的焊枪仰角指向第一层焊道的上趾端部。这一段的焊接可采用小幅摆动法，要注意防止咬边，熔敷出尽量平滑的焊道。如果焊成了凸形焊道，则会给后面焊道的焊接带来困难，应避免图3-88d 的情况。第三层及以后各层的焊接与第二层相类似，均是自下而上熔敷，焊道排列方式如图3-88f所示。
多层横焊要注意层道数越多，由于热量的积累便越易造成铁液下淌，故要采取逐渐减少熔敷金属量和相应地增加道数的办法。另外就是要注意每一层焊缝的表面都应尽量平滑。中间各层采用稍大的电流，盖面时电流可略小些。例如图3-88f所示的焊缝，可采用φ1.2mm焊丝，盖面层焊接电流为150～200A，电弧电压为22~24V;其余各层焊接电流为200~280A，电弧电压为23～25V。
4.仰焊
仰焊时，由于操作不方便和熔滴受重力作用，铁液下垂，焊道易呈凸形，甚至产生熔池铁液下滴等现象。所以焊接难度较大，更需要掌握正确的操作方法和严格控制工艺参数。
（1）单道仰焊 单道焊适于薄板的焊接，而且常为单面焊。通常可留1.5mm左右的间隙。使用细焊丝、小电流、低电压进行焊接。例如可用φ1.2mm焊丝，焊接电流120～130A，电弧电压19~20V。
焊枪姿势及角度如图3-89所示。可采用直线形或小幅摆动法。熔池的保持要靠电弧吹力和铁液表面张力的作用，所以焊枪角度和焊接速度的调整很重要。可采用右焊法，但不能将焊枪后倾过大，否则会造成凸形焊道及咬边。焊速也不宜过慢，否则会导致焊道表面凹凸不平。在焊接时要根据熔池的具体状态，及时调整焊接速度和摆动方式。摆动要领与立焊时相类似，即中间稍快，而在趾端处稍停，这样可有效地防止咬边、熔合不良、焊道下垂等缺陷的产生。
仰焊时还可采取一种特殊的焊接方式。如果焊接位置允许，可以采用前后方向移动焊枪的方式，即焊缝轴线位于焊工前方且与焊工视线相平行（左焊法和右焊法是与焊工视线相垂直），由远而近的进行焊接。这种方法的优点是便于观察熔池和焊接方向，调整焊枪角度和摆动手法均较方便，用心练习，便会得心应手。
（2）多层仰焊 多层焊适于厚板。无垫板时第一层焊道类似于单面焊。有垫板时工件间隙可略大些，可以采用较大的电流，还是短路过渡方式。例如可采用φ1.2mm焊丝、焊接电流130 ~140A，电弧电压19~20V。
焊枪角度与单道焊时相同，如图3-90 所示，操作要领也与单道焊相同。有垫板时则要注意垫板与坡口根部要充分熔透，并力求获得表面平坦的焊道。可以采用右焊法或由远及近的前后方向的特殊焊法。
第二层和第三层均以横向摆动的方式进行焊接，也是中间稍快两侧稍停的要领。这时焊接电流可为120~130A，电弧电压为18～19V。
以后各层的焊接，由于焊缝宽度增加，热量不很集中，铁液也不易下垂。但若焊缝过宽也不宜采用单道摆动焊，因摆幅过大易造成未熔合和气孔。所以从第四层以后，也可采用每层两道的焊接方法，如图3-91所示。这时每层的第一道可略过焊缝中线，第二道与第一道要良好搭接。还要防止第一道焊道凸起，给第二道留下深而窄的坡口，难于施焊。
另外，要注意焊好每一层焊缝，且使其表面平坦，便于后续焊道的熔敷。在盖面焊之前，焊道表面距工件表面应为1~2mm，然后熔敷盖面焊道。盖面焊道也要摆到趾端稍作停留，且保证趾端平滑，还要注意焊缝中间平整;焊接参数可与中间焊道相当。
五、CO2焊常见的缺陷和防止措施
CO2焊常见的缺陷有气孔、火口裂纹、未熔合、未焊透、咬边、焊瘤及焊缝成形不良等，它们产生的原因及其防止措施见表3-33。