混合氣體在熔化極氣體保護(hù)焊中的實踐分析

時東峰

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，焊接技術(shù)在不斷地進(jìn)行改革。熔化極氣體保護(hù)焊是實際的焊接生產(chǎn)中應(yīng)用比較廣泛的一種焊接方法，近些年來混合氣體逐漸的應(yīng)用于熔化極氣體保護(hù)焊的方法之中。不同的混合氣體成分以及不同混合氣體的配比對于熔化極保護(hù)焊的工藝性能以及焊接的效果質(zhì)量的影響也有所不同。本文闡述了混合氣體在熔化極保護(hù)焊中的現(xiàn)狀以及不同的混合氣體的組成配比在熔化極氣體保護(hù)焊中的效果。

關(guān)鍵詞： 混合氣體；熔化極氣體保護(hù)焊；配比

熔化極氣體保護(hù)焊是一種熔敷速度極快，生產(chǎn)效率較高同時比較容易形成自動化模式的焊接方式，所以這種方式在日常的焊接生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應(yīng)用。近些年來，熔化極氣體保護(hù)焊的工藝不斷地進(jìn)行改革，從最初的單一氣體保護(hù)焊開始向混合氣體保護(hù)焊的方向邁進(jìn)。和單一氣體保護(hù)相比，混合氣體具有較大的優(yōu)勢。將不同的氣體按照一定的配比混合在一起能夠更好地滿足不同材料對于焊接工藝的要求，并且保護(hù)效果以及電弧特性都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過單一氣體，所以單一氣體保護(hù)的方法開始逐漸的被人們拋棄。但是應(yīng)用混合氣體進(jìn)行熔化極氣體保護(hù)焊時，不同種類的氣體以及不同的配比對于焊接的效果也有著很大的影響。

1.混合氣體種類及特性

現(xiàn)階段熔化極氣體保護(hù)焊中所應(yīng)用的混合氣體主要可以分為三種：二元混合氣體、三元混合氣體以及四元混合氣體。一般情況下混合氣體都是由Ar作為基本組成元素，然后添加入惰性氣體、氧化性氣體或者是還原性氣體。常見的混合氣體的類型有：二元混合氣體Ar+H2，Ar+He，Ar+CO2以及Ar和O2還有Ar+N2。常見的三元混合氣體的類型有Ar+O2+CO2，Ar+CO2+He。此外，四元混合氣體有Ar+CO2+O2+He。將不同種類的氣體加入到Ar中對于混合氣體的性質(zhì)有不同的影響，對于熔化極保護(hù)焊的效果以及質(zhì)量也有著不同的要求，其中在Ar中加入惰性氣體以及氧化氣體所形成的混合氣體電弧穩(wěn)定性以及金屬的過渡性能比較好，在熔化極氣體保護(hù)焊中的效果也比較的明顯，所以應(yīng)用也比較廣泛。

2.熔化極保護(hù)焊中混合氣體的配比對于焊接效果的影響

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)證明同類的氣體進(jìn)行混合，不同的配比對于焊接的效果影響也有著一定的差異，以二元混合氣體以及三元混合氣體為例進(jìn)行闡述。

2.1 二元混合氣體的不同配比對于熔化極保護(hù)焊效果的影響

以Ar和He形成混合氣體的試驗數(shù)據(jù)為例

A r+H e

不同配比的Ar，He陰極斑點的位置也會有所不同，可以通過這兩種氣體的混合來增大電弧電壓的強(qiáng)度以及熱量，維持Ar的優(yōu)勢性能，但是當(dāng)He的含量低于10%的情況下就會在一定程度上影響電弧焊縫的性能，所以在Ar與He形成的混合氣體之中，He的含量至少為20%才能保證產(chǎn)生穩(wěn)定的噴射電弧效果。同時，He的含量還應(yīng)該依照焊接板材的具體材料進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

A r+25 %H e。這是一種應(yīng)用比較少的配比方式，但是對于熔深較大以及焊縫成型要求較高的場合比如鋁焊的過程中應(yīng)用比較的廣泛。

Ar+75 %He。這種配比方式主要針對于焊板厚度高于25mm的鋁焊平位置自動焊接，這種方式還能夠增加6到12mm銅焊的熱輸入，并且有效地減少焊縫的氣孔情況。

Ar +90%He。此種配比方式主要用于對厚度超過12mm的銅板以及厚度超過76mm的鋁板進(jìn)行焊接。能夠在一定程度上提高熱輸入，改善焊縫成型同時這種配比也可以應(yīng)用于高Ni填充金屬的短路過渡焊接過程之中。

一般情況下在進(jìn)行鋁及其合金的焊接過程中為了獲得無氣孔、無氧化膜夾雜的優(yōu)質(zhì)焊接接頭，采用特種噴嘴，并向其熔池補(bǔ)吹35%到45%的He，Ar混合氣體，這樣可以保護(hù)焊縫和進(jìn)縫區(qū)[2]。這種混合氣體的配比方式可以一定程度規(guī)避在焊縫成型的過程中產(chǎn)生氧化膜和裂紋。

3.三元混合氣體

3.1 Ar+O2+CO2

由這三種氣體所組成的混合氣體在短路過渡以及粗滴過渡還有脈沖等過程中都具有很好的效果，所以被廣泛的應(yīng)用于實際的焊接過程之中。

Ar5%+CO2+（1%-3%）+ O2。這種混合氣體的優(yōu)勢主要的在于能夠焊接各種不同的厚度的碳鋼材料，合金鋼以及不銹鋼材料具有很好的適應(yīng)性能。

Ar +C02 （10%-20%）+O2。此種配比的混合氣體可以產(chǎn)生熱短路過渡的情況并且熔池的流動性較好。所以可以在采用三重脫氧焊絲的時候，可以使熔池呈惰性。

3.2 Ar+C02 +H2

不銹鋼脈沖M IG焊時加少量HZ （ 1%一2%），焊縫潤濕性改善且電弧穩(wěn)定。CO2量要少（1%-3%），使?jié)B碳最少，并保持良好的電弧穩(wěn)定性。此氣體使焊縫金屬含氫量過高，焊縫力學(xué)性能不好且會出現(xiàn)裂縫，因此不適用于低合金鋼。

3.3 A r+CO2+He

Ar中加He及CO2可增加焊接熱輸入并改善電弧穩(wěn)定性，焊道潤濕性和成型更好。

Ar（10%一30%）+H e（5%一15% ）+CO2。這種混合氣體的配比形式主要的用于對于碳鋼合金以及低合金鋼脈沖噴射電弧焊的過程之中。當(dāng)CO2含量較低時能改善電弧穩(wěn)定性，低電流脈沖噴射電弧焊也可以用。

（60%一70% ）He+（20%一350）Ar+40%CO2用于高強(qiáng)鋼，尤其適用全位置短路過量要低，以保持良好的焊縫金屬的韌性。He可提供熔池流動性所需的熱量，He含量不需要太高，因為熔池變得稀些容易控制[3]。（90%-75%）Ar+5%CO2用于不銹鋼全位置短路電弧焊，CO2含量要低，使?jié)B碳最少，以保證良好的耐腐蝕性，尤其是多道焊。添加CO2+A r可使電弧穩(wěn)定性和熔透性好。

4.結(jié)語

隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，混合氣體在熔化極氣體保護(hù)焊中的應(yīng)用日益的廣泛，但是不同種類的混合氣體以及不同配比的混合氣體對于熔化極氣體保護(hù)焊的效果和質(zhì)量都有著很大的不同，在進(jìn)行實際的操作時要對這些氣體的配比以及種類進(jìn)行不斷的探索，從而形成一定的規(guī)律，更好的實現(xiàn)焊接效果的優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

[1]張建春，王國榮，石永華，鐘繼光.混合氣體在熔化極氣體保護(hù)焊中的應(yīng)用[J].焊管，2013，11（2）.

[2]高兆寬.混合氣體熔化極氣體保護(hù)焊工藝研究及應(yīng)用[J].東方電氣評論，2011，9（22）

[3]唐國寶.三元混合氣體在熔化極氣體保護(hù)中的應(yīng)用[J].焊管，2012，9（12）.