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焊接所用混合保護氣體的種類和特性

用混合氣體代替單一(yi)氣作為保護氣體，可(ke)以有效地細化熔(rong)滴、減小飛濺(jian)、改善成形、控制熔(rong)深、防止缺(que)陷(xian)，并降低氣孔生產率，從而(er)顯著提高焊接質(zhi)量。

常用的(de)焊(han)接保護混(hun)合(he)(he)(he)氣(qi)體(ti)有二元(yuan)混(hun)合(he)(he)(he)氣(qi)、三(san)元(yuan)混(hun)合(he)(he)(he)氣(qi)和四元(yuan)混(hun)和氣(qi)。二元(yuan)混(hun)合(he)(he)(he)氣(qi)有Ar-He、Ar-N2、Ar-H2、Ar-O2、Ar-CO2、CO2-O2、N2-H2等；

三元混(hun)合氣有Ar-He-CO2、Ar-He-N2、Ar-HeO2、Ar-O2-CO2等(deng)；四(si)元混(hun)合氣用得比較少，主要由Ar、He、N2、O2、H2、CO2等(deng)配制而成(cheng)。

各類(lei)混合(he)氣體(ti)中各組分的配比比例可(ke)以在較大范圍內(nei)變化，主要由(you)焊(han)接工藝、焊(han)接材質(zhi)(zhi)、焊(han)絲型號等諸多因素綜合(he)決定。一般來說，對焊(han)縫質(zhi)(zhi)量要求越高(gao)(gao)，對配制混合(he)氣的單一氣體(ti)的純度要求也越高(gao)(gao)。

1.二元混合氣體

（1）氬-氧

氬中添加少量氧用(yong)于(yu)熔化極氣(qi)體保(bao)護焊(han)，可提高電(dian)(dian)弧的(de)穩定性，改(gai)善熔滴細化率，降低噴射過渡電(dian)(dian)流，改(gai)善潤濕性和焊(han)道成形，如Ar+(1%-2%)O2常用(yong)于(yu)碳鋼、低合金鋼、不繡鋼的(de)噴射電(dian)(dian)弧焊(han)。

適(shi)當增加(jia)電(dian)弧氣氛(fen)的氧(yang)化性，使(shi)熔池液態金(jin)屬(shu)溫度(du)提(ti)高，流動性得(de)到(dao)改善，熔融金(jin)屬(shu)能充(chong)分流向(xiang)焊(han)(han)(han)趾，減輕咬(yao)邊傾(qing)向(xiang)，并使(shi)焊(han)(han)(han)道平坦，如Ar+(5%-10%)O2用于(yu)碳(tan)素鋼的焊(han)(han)(han)接，可(ke)以提(ti)高焊(han)(han)(han)接速度(du)。有時添加(jia)少量氧(yang)用于(yu)焊(han)(han)(han)接非鐵金(jin)屬(shu)，例如在(zai)焊(han)(han)(han)接很(hen)潔(jie)凈(jing)的鋁(lv)板時，加(jia)入體積(ji)分數為(wei)1%的氧(yang)可(ke)使(shi)電(dian)弧穩定效果良好。

（2）氬-二氧化碳

這(zhe)類混合(he)(he)氣(qi)體主要用(yong)于碳(tan)鋼和低(di)合(he)(he)金焊(han)接，對(dui)于不(bu)繡鋼的(de)(de)焊(han)接應用(yong)有限。Ar-CO2比(bi)純CO2飛濺少，且減(jian)少合(he)(he)金元(yuan)素燒損，有助(zhu)于提(ti)高焊(han)縫的(de)(de)強度和沖擊韌性。Ar中加少量(liang)CO2像加少量(liang)O2一樣(yang)產(chan)生噴(pen)射電(dian)弧。其最大不(bu)同是Ar-CO2混合(he)(he)氣(qi)比(bi)Ar-O2混合(he)(he)氣(qi)產(chan)生噴(pen)射電(dian)弧的(de)(de)臨界(jie)電(dian)流高。

Ar-CO2是我國應(ying)用最廣泛的焊(han)接二元混合氣(qi)(qi)體，為適應(ying)市場的需求(qiu)，并規(gui)(gui)范(fan)質量要(yao)求(qiu)，已制(zhi)訂出化(hua)工行業標準HG/T3728-2004《焊(han)接用混合氣(qi)(qi)體氬(ya)-二氧化(hua)碳》，其中規(gui)(gui)定了配(pei)制(zhi)Ar-CO2混合氣(qi)(qi)體所采用原料氣(qi)(qi)的純度、混合氣(qi)(qi)體產品的技術(shu)要(yao)求(qiu)、試驗(yan)方法、檢驗(yan)規(gui)(gui)則等(deng)。

Ar-CO2混合氣(qi)體的(de)(de)配比(bi)(bi)比(bi)(bi)例幾乎可以是任何(he)比(bi)(bi)例。例如，加(jia)5%CO2的(de)(de)混合氣(qi)用于低(di)合金鋼(gang)厚(hou)板全位置脈沖MAG焊很普通，通常比(bi)(bi)加(jia)2%O2時焊縫氧化少，并改善熔(rong)深，氣(qi)孔(kong)較少；

Ar+（10%-20%）CO2用(yong)(yong)于碳鋼、低合金鋼窄間隙焊(han)，薄板全位置焊(han)和(he)高(gao)速MAG焊(han)；Ar+（21%-25%）CO2常(chang)用(yong)(yong)于低碳鋼短路(lu)過渡焊(han)；Ar+50%CO2用(yong)(yong)于高(gao)熱輸入深(shen)熔(rong)焊(han)；Ar+70%CO2用(yong)(yong)于厚(hou)壁管的(de)焊(han)接(jie)等。

（3）氬-氦

Ar-He混合(he)氣不論其(qi)比例如何都用于非鐵金屬的(de)焊(han)接，如鋁、銅(tong)、鎳合(he)金和(he)(he)(he)活潑金屬，這(zhe)些氣體用不同的(de)組合(he)提高TIG焊(han)和(he)(he)(he)MIG焊(han)的(de)電弧(hu)電壓和(he)(he)(he)熱量(liang)，而(er)保持(chi)(chi)氬氣的(de)有利特性，特別(bie)適合(he)于對焊(han)縫(feng)質量(liang)要求很(hen)高的(de)場合(he)。氦氣的(de)加入(ru)量(liang)至(zhi)少(shao)應在20%以上(shang)才能產生(sheng)和(he)(he)(he)維持(chi)(chi)穩(wen)定噴(pen)射電弧(hu)的(de)效果。

(4)氬-氮

在(zai)焊(han)接雙相(xiang)不銹鋼時，可在(zai)混合氣體中加入(ru)2%-3%的N2來(lai)提高(gao)接頭耐點蝕和耐應力腐(fu)蝕的能(neng)力。

（5）氬-氫

H2是雙(shuang)原(yuan)子(zi)(zi)分子(zi)(zi)，具(ju)有較高(gao)的(de)熱導率，采用(yong)(yong)Ar-H2混(hun)合氣(qi)時可以(yi)提(ti)高(gao)電弧(hu)的(de)溫度，增大熔透(tou)能力，提(ti)高(gao)焊接(jie)(jie)速度，防(fang)止(zhi)咬邊。此外，氫氣(qi)具(ju)有還原(yuan)作用(yong)(yong)，可防(fang)止(zhi)CO氣(qi)孔的(de)形成，Ar-H2混(hun)合氣(qi)體主要用(yong)(yong)于鎳(nie)(nie)基合金、鎳(nie)(nie)銅(tong)合金、不繡鋼等(deng)的(de)焊接(jie)(jie)，一般應將氫的(de)含(han)量(liang)控制在6%以(yi)下。

2.三元混合氣體

（1）氬-二氧(yang)化碳(tan)-氧(yang)

含有(you)這三種(zhong)(zhong)組(zu)分的混合(he)(he)氣體，一般CO2在(zai)20%以下，O2在(zai)5%以下，主要(yao)優點在(zai)于(yu)可焊接各種(zhong)(zhong)厚(hou)度的碳鋼、低(di)合(he)(he)金鋼、不繡鋼，不論哪種(zhong)(zhong)過渡形(xing)式(shi)都(dou)具有(you)多方面適應(ying)性(xing)。

（2）氬-二氧化碳-氫

不繡鋼脈(mo)沖(chong)MIG焊時(shi)加少量H2（體(ti)積(ji)分數為(wei)1%-2%），對焊縫潤濕有改善，且電弧穩定。所以CO2也要少（體(ti)積(ji)分數為(wei)1%-3%），使滲碳(tan)量少，并保持良好(hao)的電弧穩定性(xing)。這種(zhong)氣體(ti)不推薦(jian)用(yong)于低合金鋼，因為(wei)它導致焊縫金屬(shu)含氫量過高，力學性(xing)能不好(hao)，也會出現裂(lie)紋。

（3）氬(ya)-氦-二氧化碳

Ar中加(jia)(jia)He及CO2，可增加(jia)(jia)焊縫熱輸入(ru)并改(gai)善(shan)電弧穩定性(xing)(xing)，焊道潤濕和成形更好。當焊接碳鋼(gang)和低(di)合金(jin)鋼(gang)時，加(jia)(jia)He用以增加(jia)(jia)熱輸入(ru)，并改(gai)善(shan)熔池流(liu)動性(xing)(xing)，而He也(ye)是(shi)惰性(xing)(xing)，對焊縫金(jin)屬的氧化合合金(jin)燒損(sun)沒有影(ying)響。

例如，Ar+(10%-30%)He+(5%-15%)CO2用于(yu)(yu)碳鋼(gang)和低合金(jin)鋼(gang)脈(mo)沖噴射(she)電弧焊(han)；（60%-70%）He+(20%-35%)Ar+5%CO2用于(yu)(yu)高強鋼(gang)尤(you)其(qi)是(shi)全(quan)位置短路過渡焊(han)；90%He+7.5%Ar+2.5%CO2廣泛用于(yu)(yu)不繡鋼(gang)全(quan)位置短路電弧焊(han)。

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