到细化晶粒的作用，另外，Ti能与氧形成非常牢固的钛的氮化物，且不溶于钢中，可以防止钢的时效。在CO2电弧焊时常将Ti和Si、Mn结合起来使用。
（3）Si Si也具有较强的脱氧能力，而且价廉易得。是CO2焊中主要的脱剂。但单独用Si脱氧时，生成的SiO2熔点较高，颗粒又较小，不易浮出熔池，会在焊缝中形成夹渣。
（4）Mn Mn单独用Mn脱氧时，其脱氧能力较小，并且生成物MnO密度较大，不易浮出熔池表面。
Mn除可作脱氧剂，还能与硫化合，提高焊缝金属的抗热裂缝能力。
可以看出，上述四种合金元素中，单独用Al或Ti来脱氧，其效果不理想，单独用Si或Mn脱氧，其效果也不佳。实践表明，采用Si、Mn联合脱氧时能得到满意的结果，可以提高焊缝质量。目前国内外应用最广泛的H08Mn2SiA焊丝，就是采用Si、Mn联合脱氧。
SiO2和MnO能结合成复合化合物MnO·SiO2（硅酸盐），其熔点只有2543K，密度也较小且能凝聚成大块，易浮出熔池，凝固后成为渣壳覆盖在焊缝表面。
加入焊丝中的Si、Mn，在焊接过程中，一部分被直接氧化掉和蒸发掉，一部分耗于FeO的脱氧，其余部分则剩留在焊缝金属中充作合金元素，所以焊丝中加入的Si和Mn，需要有足够的数
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量。但焊丝中Si和Mn的含量过多也不行。Si含量过高会降低焊缝的抗热裂缝能力，Mn含量过高会使焊缝金属的冲击韧度下降。
此外，Si和Mn之间的比例必须适当，否则不能很好地结合成硅酸盐浮出溶池，而会有一部分SiO2或者MnO夹杂物残留在焊缝中，使焊缝的塑性和冲击韧性下降。
在CO2焊的冶金中，碳也是一个关键元素，它和氧的亲和力比Fe大。为防止气孔和减少飞溅以及降低焊缝产生裂缝的倾向，焊丝中的含碳量一般都限制在0.15%以下。
三、气孔问题
CO2焊时，熔池表面只有很少量熔渣覆盖，CO2气流又有冷却作用，因而熔池凝固较快，增大了产生气孔的可能性。
CO2焊焊缝金属中的气孔通常由下述情况造成： （一）一氧化碳气孔
多是由于焊丝的化学成份选择不当造成。当焊丝金属中含氧元素不足时，焊接过程中会有较多的FeO溶于熔池金属中，并与C发生下列反应：
C + FeO Fe+CO
这个反应在熔池处于结晶温度时进行得比较剧烈。由于这时熔池已开始凝固，CO气体不易逸出，于是在焊缝中形成气孔。
CO气孔常出现在焊缝根部与表面，且多呈针尖状。 （二）氮气孔
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氮气孔的来源：一是由于保护效果不良，空气侵入焊接区；二是CO2气体不纯，根据试验研究表明：由于CO2气体不纯而引起氮气孔的可能性不大，焊缝中的氮气孔主要是由于保护层遭到破坏，大量空气侵入焊接区所致。
造成保护层失效的因素有：过小的CO2气体流量；喷嘴被飞溅物部分堵塞；喷嘴离工件距离过大；以及焊接场地有侧向风等。因此，避免产生氮气孔的主要措施是应增强气体的保护效果，另外，选用含有固氮元素（如Ti和Al）的焊丝，也有助于防止产生氮气孔。
此外，电弧电压越高，空气侵入的可能性越大。电弧电压高达一定值后，焊缝中就出现气孔。
（三）氢气孔
电弧区的氢主要来自焊丝，工件表面的油污及铁锈，以及CO2气体中所含的水分。油污为碳氢化合物，铁锈中含有结晶水，它们在电弧高温下都能分解出H2气。减少熔池中的含氢量，不仅可防止氢气孔，而且可提高焊缝金属的塑性。所以焊前要适当清除工件和焊丝表面的油污及铁锈，另一方面应尽可能使用含水分低的CO2气体。CO2气体中的水分常常是引起氢气孔的主要原因。
水分引起气孔的过程是：进入焊接区的水分先分解为自由状态的氢，然后此自由状态的氢在电弧中被电离，以离子形态溶入
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熔池。熔池结晶时，由于氢的溶解度陡然下降，析出的氢气如不能排出熔池，则留在焊缝金属中成为气孔。
水分分解及氢原子电离方程式如下： H2O H2+1/2O2 H2 2H H H+ +e
当焊接区有氧化性的CO2气体存在时，增加了氧的分压，使自由状态的氢被氧化成不溶于金属的水蒸气与羟基，从而减弱了氢气的有害作用。氢被氧化的过程如下： H2+CO2 CO+H2O H+CO2 CO+OH H+O OH CO2气体的氧化性对引起CO气孔和飞溅方面是不利的，但在约制氢的危害方面却又是有益的。
氢是以离子形态溶于熔池的。直接反接时，熔池为负极，它发射大量电子，使熔池表面的氢离子又复合为原子，因而减少了进入熔池的氢离子数量。所以直接反接时，焊缝中含氢量为正接时的1/3~1/5，产生氢气孔的倾向也比正接时小。
第三节 CO2气体保护焊焊接材料
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一 、CO2气体
（一） CO2气体纯度对焊缝金属的致密性有较大的影响。对于焊接来说，CO2气体中的主要有害杂质是水分和氮气。氮气一般含量较小，危害大的是水分。据文献介绍：同样是大于99.5%纯度的CO2气体，用其中含水量小于0.05%和等于0.05%的两种CO2气体施焊后，前者焊缝的塑性比后者好，而且后者易于出现气孔。随着CO2气体中水分的增加，即露点温度提高，焊缝中含氢量亦增加。
（二） CO2气体的提纯
液态CO2中可溶解约占质量0.05%的水分，另外还有一部分自由状态的水分沉于钢瓶的底部，试验表明，在焊接现场采取以下措施，对减少气体中的水分可得到显著效果。
1） 将新灌气瓶倒立静置1~2小时，然后打开阀门，把沉积在下部了自由状态的水排出。根据气瓶中含水量的不同，可放2~3次，每隔30min左右放一次。放水结束后，仍将气瓶放正。
2） 经放水处理后的气瓶，在使用前先放气2~3分钟。放掉气瓶上面部分的气体。因为这部分气体通常含有较多的空气和水分。
3） 在气路系统中设置高压干燥器和低压干燥器，进一步减少CO2气体中的水分。
4） 瓶中气压降到10个大气时，不再使用。
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