CO2气体的应用

1．CO2气体的性质 纯CO2是无色、无味的气体。密度为 1．98kg／m3，比空气重（空气为1．29kg／m3）。是空气的1．5倍。

CO2有三种状态：固态、液态、气态。不加压力冷却时，CO2直接由气体变成固体，叫做干冰。温度升高时，干冰升华直接变成气体。因空气中的水分不可避免地会凝结在干冰上，使干冰升华时产生的CO2气体中含有大量水分，所以固态CO2不能用于焊接。

常温CO2加压至5-7MPa时变成液体。常温下液态CO2比水轻，其沸点为－78℃。

在0℃ 和0.1 MPa时，Ikg的液态CO2可产生509L的CO2气体。

2．CO2纯度对焊缝质量的影响 CO2气体的纯度对焊缝金属的致密性和塑性有很大的影响。CO2气体中的主要杂质是水分和氮气。氮气一般含量较少，危害较小。水分的危害较大。随着CO2气体中水分的增加，焊缝金属中的扩散氢含量也增加，焊缝金属的塑性变差，容易出现气孔，还可能产生冷裂纹。

根据 CO2气体保护焊工艺规程 JB／Z286-87要求，焊接用CO2气体的纯度不应低于99．5％（体积法），其含水量不超过0．005％（重量法）。近年来有些国家要求焊接用CO2的纯度＞99．8％，露点低于－4 0℃。

3．瓶装CO2气体 工业上使用的瓶装液态CO2既经济又方便。规定钢瓶主体喷成银白色，用黑漆标明“二氧化碳”字样。

容量为40L的标准钢瓶，可灌入25kg液态的CO2，约占钢瓶容积的80％，其余20％的空间充满了CO2气体，气瓶压力表上指示的就是这部分气体的饱和压力，它的值与环境温度有关。温度高时，饱和气压增高；温度降低时，饱和气压降低。0℃时，饱和气压为3．63MPa（35．57kgf／cm 2）；20℃时，饱和气压为 5．72MPa（56．06kgf／cm 2）； 30℃时，饱和气压达 7．48MPa（73.30kgf／ cm 2）；因此，应防止 CO2气瓶靠近热源或让烈日曝晒，以免发生爆炸事故。当气瓶内的液态CO2全部挥发成气体后，气瓶内的压力才逐渐下降。

液态CO2中可溶解约0．05％（按重量）的水，多余的水沉在瓶底，这些水和液态CO2一起挥发后，将混人CO2气体中一起进人焊接区。溶解在液态CO2中的水也可蒸发成水蒸气混入CO2气中，将影响气体的纯度。水蒸气的蒸发量与气瓶中气体的压力有关，气瓶内压力越低，水蒸气含量越高。

4．CO2气体的提纯 目前国内焊接使用的CO2气体，主要是酿造厂、化工厂的副产品，含水分较高，纯度不稳定。为保证焊接质量，应对这种瓶装气体进行处理，以减少其中的水分和空气。

焊接现场采取以下措施，可有效地降低CO2气体中水分的含量：

①更换新气时，先放气2～3min，以排除装瓶时混入的空气和水分。

②将气瓶倒置l～2h后，打开阀门，可排出沉积在下面的自由状态的水。根据瓶中含水量的不同，每隔30min左右放一次水，需放水2～3次。然后将气瓶放正，开始焊接。

③使用时应在气路中安装加热器，对气体加热。

④气瓶中液态CO2用完后，气体的压力将随气体的消耗而下降。 气瓶中压力降到1MPa时，CO2中所含的水分将增加1倍以上，应停止使用。如果继续使用，焊缝中将产生气孔。焊接对水比较敏感的金属时。当瓶中气压降至1．5MPa时就不宜再用了。