不銹鋼氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)保(bao)護(hu)(hu)(hu)焊有惰性(xing)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)保(bao)護(hu)(hu)(hu)焊和活性(xing)(又稱氧化(hua)(hua)性(xing))氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)保(bao)護(hu)(hu)(hu)焊兩種。惰性(xing)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)保(bao)護(hu)(hu)(hu)焊有氬、氦、氬-氦和氬-氫混(hun)合(he)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti);活性(xing)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)保(bao)護(hu)(hu)(hu)焊用氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)有氬-氧、氬-三氧化(hua)(hua)碳和氬-氧一二氧化(hua)(hua)碳等混(hun)合(he)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)。


1. 氬氣 


  氬氣(qi)(qi)(qi)(Ar)是惰性(xing)氣(qi)(qi)(qi)體,為單原(yuan)子(zi)氣(qi)(qi)(qi)體,它不(bu)與焊縫金(jin)屬(shu)起化學作用(yong),密度是空氣(qi)(qi)(qi)的1.4倍(bei),使用(yong)時不(bu)易漂浮失散,所(suo)以是一種理想的保(bao)護氣(qi)(qi)(qi)體。氬氣(qi)(qi)(qi)的熱(re)導率小,高溫時不(bu)分(fen)解吸熱(re),電(dian)弧(hu)在氬氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)燃燒時熱(re)量(liang)損(sun)失少,電(dian)離勢低,故(gu)在各類(lei)氣(qi)(qi)(qi)體保(bao)護焊中(zhong)氬氣(qi)(qi)(qi)保(bao)護焊的電(dian)弧(hu)燃燒穩定性(xing)最好。特別(bie)是在熔(rong)化極氬弧(hu)焊時,焊絲金(jin)屬(shu)很容易呈穩定的軸向射流過(guo)渡,且飛濺小。在熔(rong)化焊時得到廣泛的應用(yong)。

氬(ya)氣(qi)是分(fen)餾液態空氣(qi)的(de)(de)副產品,所以其(qi)中常含有一定數(shu)量的(de)(de)氧、氮、二(er)氧化碳及水分(fen),會直(zhi)接影響焊縫質量。有關氬(ya)氣(qi)的(de)(de)技術指(zhi)標(biao)(GB/T 4842-2006)見表(biao)2-30,純(chun)氬(ya)作為不(bu)銹鋼(gang)焊接的(de)(de)保護(hu)氣(qi)體時(shi),可(ke)以滿足要求;高(gao)純(chun)氬(ya)應(ying)用(yong)在有色金(jin)屬或屬的(de)(de)氣(qi)3體保護(hu)焊中。


30.jpg



2. 氦氣


  氦(hai)氣(He)與氬(ya)氣一(yi)樣是(shi)一(yi)種(zhong)無(wu)(wu)色、無(wu)(wu)味、無(wu)(wu)毒(du)、無(wu)(wu)污(wu)染的惰(duo)性氣體,不(bu)(bu)與其他元素組成化合物(wu),不(bu)(bu)溶于(yu)焊縫金屬(shu),是(shi)一(yi)種(zhong)單原子(zi)氣體。與氬(ya)氣相比,性質有下列特點:


    a. 在氬氣(qi)中(zhong)容易引弧(hu)(hu),電弧(hu)(hu)燃燒穩定(ding)而(er)且柔和,氦(hai)氣(qi)則較(jiao)差。


    b. 氦(hai)(hai)(hai)氣比(bi)氬(ya)氣的(de)電離(li)電壓高(gao),在同樣(yang)電流(liu)和(he)弧(hu)(hu)(hu)長(chang)時(shi)(shi),氦(hai)(hai)(hai)氣的(de)電離(li)勢高(gao),氦(hai)(hai)(hai)弧(hu)(hu)(hu)的(de)電壓都明顯比(bi)氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)高(gao),所(suo)以氦(hai)(hai)(hai)弧(hu)(hu)(hu)的(de)溫度(du)高(gao),發熱(re)大且集中(zhong),這(zhe)是氦(hai)(hai)(hai)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)的(de)最大優(you)點。同時(shi)(shi)氦(hai)(hai)(hai)的(de)熱(re)導率大,有利于向(xiang)被(bei)焊(han)(han)(han)區輸熱(re),所(suo)以在同等電流(liu)和(he)弧(hu)(hu)(hu)長(chang)條(tiao)件下,鎢極氦(hai)(hai)(hai)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)的(de)焊(han)(han)(han)接速度(du)可比(bi)鎢極氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)快30%~40%,且可獲得(de)熔深較大的(de)窄焊(han)(han)(han)縫,焊(han)(han)(han)接熱(re)影響區也明顯減小(xiao)。


      單獨用氦氣作為保護氣體時,在任何焊接電流時都不能實現軸向射流過渡,常常產生較多的飛濺和較粗的焊縫表面。而氬氣保護中焊接電流較小時為大熔滴過渡,當焊接電流超過臨界值時,將會形成軸向射流過渡(例如,保護氣體的體積分數99% Ar~1%O2,不銹鋼焊絲直徑為1.2mm時,其臨界電流為225A)。通常,用Ar-He混合氣體保護進行焊接,既可以改善焊縫成形,又能得到理想的穩定的熔滴過渡。


    c. 氦氣(qi)的密(mi)度小,僅(jin)為空氣(qi)的0.14倍,不(bu)易形成良好的保(bao)護罩。為了獲(huo)得(de)與氬(ya)氣(qi)同樣的保(bao)護效果,氦氣(qi)流量必須比氬(ya)氣(qi)大2~3倍。


    d. 氦氣的(de)(de)(de)氣體體積(ji)比較(jiao)輕(密度小(xiao)),又具有較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)擴(kuo)散速度和對(dui)設備有特別高(gao)(gao)的(de)(de)(de)靈敏度,在封閉的(de)(de)(de)系統(tong)內又能(neng)保持較(jiao)長時間的(de)(de)(de)穩(wen)定性(xing)(xing),所以可以用來(lai)作為一(yi)次性(xing)(xing)非破壞性(xing)(xing)檢驗(yan)的(de)(de)(de)氣體,來(lai)檢測(ce)結構(gou)中微(wei)量穿透性(xing)(xing)的(de)(de)(de)缺(que)陷。


    由于氦氣價格昂(ang)貴,所以應用(yong)受到(dao)限制(zhi)。純氦、高純氦和(he)超純氦的(de)技術(shu)要(yao)求(qiu)見表(biao)2-31。


31.jpg



3. 氬-氦(hai)混合氣(qi)體


  氬(ya)氣(qi)(qi)(qi)電弧(hu)穩定柔和(he),陰極(ji)清理作用(yong)好;氦氣(qi)(qi)(qi)電弧(hu)發熱量大(da)且集中,有較大(da)的熔深。采(cai)用(yong)氬(ya)-氦混合(he)(he)氣(qi)(qi)(qi)體可以取長補短。其混合(he)(he)氣(qi)(qi)(qi)體的體積分數通常為中(He)75%~80%+φ(Ar)25%~20%。



4. 氫氣 


  氫氣(H2)是無色無嗅的可燃性氣體。氫的相對原子質量最小,可溶于水,導熱性能好,氫分子分解為氫原子時吸收大量分解熱。在氬氣保護焊時,加入適量氫,可增大母材金屬的熱輸入,提高電弧電壓,從而可提高熱功率,增加熔透性且提高焊接速度和生產效率。同時還能防止焊縫產生咬邊和抑制CO氣孔的生成。氬-氫混合氣體的應用只限于焊接不銹鋼、鎳基合金,因為氫在一定含量范圍內對這些材料不會產生有害的冶金影響。常用的氣體成分是Φ(Ar)85%+Φ(H2)15%,采用此混合保護氣焊接厚度為1.6mm以下的不銹鋼對接接頭時,焊接速度可比純氬保護快50%。氫氣的技術要求見表2-32。


32.jpg



5. 二氧化碳 


  二氧化碳是氧化性保護氣體,有固、液、氣三種狀態。工業用二(er)氧化碳都是液態,常溫下即可氣化,使用方便、經濟。一個容積為40L的標準鋼瓶即可裝入25kg的液態二氧化碳(按容積的80%計),剩余約20%的空間則充滿氣化了的二氧化碳。液態二氧化(hua)碳中可溶解質量分數為0.05%的水,多余的水則成自由狀態沉于瓶底。這些水在焊接過程中隨著二氧化碳一起揮發并混入二氧化碳氣體中,一起進入焊接區,成為主要有害雜質,故焊前必須采取下列措施來減少水分。


    a. 將新灌(guan)氣(qi)瓶倒(dao)置2h,開(kai)啟閥門將沉積在(zai)下部的水(shui)排出(一般排2~3次,每次間隔約30min),放水(shui)結束(shu)后仍將氣(qi)瓶倒(dao)正(zheng)。


    b. 使用前先放氣(qi)(qi)(2~3min),因(yin)為上部的(de)(de)氣(qi)(qi)體一般含(han)較多的(de)(de)空氣(qi)(qi)和水分。


    c. 在氣路中設置高壓干燥器和低壓干燥器,進一步減少二氧化碳中的水分。一般用硅膠或脫水硫酸銅作干燥劑,可烘去水后多次重復使用。


    d. 當瓶中氣壓降低到0.1MPa以下時,不再使用。此時液態二氧化碳已揮發完,瓶內氣體壓力隨氣體消耗而降低,水分分壓卻相對增大,若繼續使用,焊縫金屬將會產生氣孔。


  二氧化(hua)碳是藥芯焊絲氣體保護焊的主要保護氣體之一。工業液體二氧化碳的技術要求見表2-33。



6. 氬-氧-二氧化碳三元混(hun)合(he)氣體 


  焊接不銹鋼時,在氬氣中加入適量的氧和二(er)氧化碳氣體,可使保護氣體的氧化性增強。當焊絲采用噴射形式過渡到焊接熔池時,具有下列優點:可克服陰極飄移現象,使焊接電弧燃燒穩定;焊接過程中飛濺減少,焊縫成形良好;還可以減少咬邊現象,易實現單面焊雙面成形的工藝。