焊接所用混合保护气体的种类和特性

焊接中使用的混合保护气体的种类和特性2016-06-29焊接切割联盟使用混合气体代替单一气体作为保护气体，对熔滴的微细化、飞溅的减少、成形的改善、熔化的抑制、缺陷的防止、气孔生产率的降低等焊接质量的提高是有效的。常用的焊接保护混合气有二元混合气、三元混合气和四元混合气。 二元混合气有Ar-He、Ar-N2、Ar-H2、Ar-O2、Ar-CO2、CO2-O2、N2-H2等，作为三元混合气，有Ar-He-CO2、Ar-He-N2、Ar-HeO2、Ar-O2-CO2等； 四元混合气较少，主要由Ar、He、N2、O2、H2、CO2等配制而成。 各种混合气体中各成分的配比可以在很大范围内变化，主要由焊接技术、焊接材质、焊丝型号等诸因素综合决定。 一般来说，对焊接质量的要求越高，对制备混合气体的单一气体的纯度的要求也越高。1 .二元混合气体(1)氩-氧氩中加入少量氧用于熔极气体保护焊时，可提高电弧的稳定性，改善熔滴细化率，降低喷射过渡电流，改善润湿性和焊道的成形，例如Ar (1%-2%)O2常用于碳钢、低合金钢、不锈钢的喷射电弧焊。 适度增加电弧气氛的氧化性，提高熔池的液态金属温度，改善流动性，熔融金属充分流入焊指，减轻咬边倾向，平整焊道，例如将Ar (5%-10%)O2用于碳钢的焊接，可以提高焊接速度。 有时为了焊接铁以外的金属而添加少量的氧，例如在焊接清洁的铝板的情况下，如果添加体积分率为1%的氧，则电弧的稳定效果变得良好。(2)氩-二氧化碳这种混合气体主要用于碳钢和低合金焊接，不刺绣钢在焊接中的应用有限。 Ar-CO2比纯CO2溅射少，合金元素的烧损少，有助于提高焊接强度和冲击韧性。 如果在Ar中加入少量的CO2，就会产生加入少量的O2的喷射电弧。 其最大差异在于Ar-O2混合气比Ar-O2混合气产生喷射电弧的临界电流高。Ar-CO2是我国应用最广泛的焊接二元混合气，为适应市场需求，规范质量要求，制定了化工标准HG/T3728-2004 焊接用混合气体氩-二氧化碳，其中规定了制备Ar-CO2混合气的原料气纯度、混合气产品技术要求、试验方法、检验规则等。Ar-CO2混合气体的配合比例几乎可以是任意比例。 例如，添加了5%CO2的混合气体一般用于低合金钢厚板的全位置脉冲MAG焊接，通常与添加2%O2时相比焊接的氧化少，熔深得到改善，气孔少的Ar (10%-20%)CO2是碳钢、低合金钢的窄间隙焊接， 用于薄板全位置焊接和高速MAG焊接的Ar (21%-25%)CO2常用于低碳钢短路过渡焊接的Ar 50%CO2用于高热输入深焊接的Ar 70%CO2用于厚壁管的焊接等。(3)氩氦Ar-He混合气无论其比例如何，均用于铝、铜、镍合金和活性金属等有色金属的焊接，这些气体以不同的组合提高TIG焊接和MIG焊接的电弧电压和热量，保持氩气的有利特性，特别适用于对焊接质量要求高的场合。 氦气的添加量至少不在20%以上，就不能产生稳定的喷射电弧效果并维持。(4)氩氮焊接双相不锈钢时，混合气体中添加2%-3%的N2，可以提高接头的耐点蚀性和耐应力腐蚀性。(5)氩氦H2为双原子分子，具有较高的热传导率，采用Ar-H2混合气体可提高电弧温度，增大熔透能力，提高焊接速度，防止咬合。 另外，氢气具有还原作用，可以防止CO气孔的形成，Ar-H2混合气体主要用于镍基合金、镍铜合金、不锈钢等的焊接，一般氢含量应控制在6%以下。2 .三元混合气体(1)氩-二氧化碳-氧含有这三种成分的混合气体，一般CO2在20%以下，O2在5%以下，主要优点是能够焊接各种厚度的碳钢、低合金钢、不锈钢，因此无论哪种过渡形式都有多方面的适应性。(2)氩-二氧化碳-氢不刺绣的钢脉冲MIG焊接时加入少量的H2(体积分率1%-2% )，焊接润湿得到改善，电弧稳定。 因此，CO2也少(体积分率为1%-3% )，减少渗碳量，维持良好的电弧稳定性。 这种气体不推荐用于低合金钢。 焊接金属氢含量高，力学性能差，也会产生裂纹。(3)氩氦二氧化碳在Ar中加入He和CO2，焊接的热输入增加，电弧稳定性得到改善，焊道的润湿和成形变好。 碳钢与低合金钢焊接时，加入He增加热输入，改善熔池的流动性，但He也惰性，不影响焊接金属的氧化合金烧损。 例如，碳钢和低合金钢脉冲喷射电弧焊接使用Ar (10%-30%)