二氧化碳气体（）

一、二氧化碳气体（CO₂）

1.CO₂气体的性质

CO₂气体是无色、有酸味的气体，密度为1.977kg/m³，比空气重，常温下，CO₂气体加压至5～7MPa时变成液体，常温下的液态CO₂比水轻，沸点为－78℃。在0℃和0.1MPa时，1kg的液态CO₂可产生509L的CO₂气体。

CO₂有三种状态，即固态、液态和气态。不加压力直接冷却时，CO₂气体可直接由气态变成固态，称为干冰。温度升高时，干冰升华直接变成气体。由于冰升华时产生的CO₂气体中含有大量的水分，因此，不能用来焊接。

2.CO₂气体的提纯及储运

目前，我国焊接使用的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。为了保证焊接质量，使用时一般要对CO₂气体进行处理。储存和运输CO₂气体的装置主要是CO₂气瓶。规定CO₂气瓶主体喷成黑色，用黄漆表明“二氧化碳”字样。焊接用气瓶的颜色标记见表4－1。

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，气瓶的压力表上显示的就是这部分气体的压力，该压力值与环境温度有关。当环境温度升高时，饱和气压升高；环境温度降低时，饱和气压降低。0℃时，饱和气压为3.63MPa；20℃时，饱和气压为5.72MPa；30℃时，饱和气压为7.48MPa。因此，应防止CO₂气瓶靠近热源或在烈日下暴晒，以免发生爆炸事故。当气瓶中液态的CO₂全部挥发成气体后，气瓶内的压力才开始逐渐下降。液态CO₂中可熔解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，将混入CO₂气体中进入焊接区。CO₂气体的纯度对焊接质量的影响很大，随着CO₂气体中水分的增加（即露点温度的提高），焊缝金属中的扩散氢含量也增加，见表4－1。我国规定焊接用CO₂气体的纯度一般不低于99.5％。

图4－1　CO₂露点与焊缝金属含氢量的关系

焊接现场可以采取以下措施降低CO₂气体中水分的含量。

（1）当气瓶中液态CO₂用完后，气体的压力将随着气体的消耗而下降，气体里的水分增加，当气瓶内气体压力降到1MPa时，应停止使用。

（2）使用前，将新灌的气瓶倒置1～2h后，打开阀门，排除沉积在下面的自由状态的水，每隔半小时放一次，需放2～3次，然后将气瓶正立，开始使用。

（3）更换新的气体时，先放气2～3min，以排除装瓶时混入的空气和水分，必要时可在气路中设置高压干燥器和低压干燥器。

表4－1　焊接常用气体的气瓶颜色标记

注：*工作压力为19.6MPa加色环一道，工作压力为29.4MPa加色环两道。