不銹鋼氣(qi)體(ti)(ti)(ti)保護(hu)焊有(you)(you)惰(duo)性(xing)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)保護(hu)焊和(he)活(huo)化(hua)性(xing)(又稱氧化(hua)性(xing))氣(qi)體(ti)(ti)(ti)保護(hu)焊兩種。惰(duo)性(xing)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)保護(hu)焊用氣(qi)體(ti)(ti)(ti)有(you)(you)氬(ya)、氦、氬(ya)-氨(an)和(he)氬(ya)-氫混合(he)氣(qi)體(ti)(ti)(ti);活(huo)性(xing)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)保護(hu)焊用氣(qi)體(ti)(ti)(ti)有(you)(you)氬(ya)、氧、氬(ya)二氧化(hua)碳和(he)氬(ya)-氧-二氧化(hua)碳等混合(he)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)。


一(yi)、氬氣(Ar)


  氬(ya)氣(qi)(qi)(qi)是惰(duo)性(xing)氣(qi)(qi)(qi)體,為單原子氣(qi)(qi)(qi)體,它不(bu)與焊縫金(jin)(jin)屬起化學作(zuo)用,密度(du)比空氣(qi)(qi)(qi)大(da)37%,使用時(shi)不(bu)易飄浮失散,所以(yi)是一種(zhong)理(li)想的(de)(de)保護(hu)(hu)氣(qi)(qi)(qi)體。氬(ya)氣(qi)(qi)(qi)的(de)(de)熱(re)(re)導(dao)率小(xiao),高溫(wen)時(shi)不(bu)分解吸熱(re)(re),電(dian)(dian)弧在氬(ya)氣(qi)(qi)(qi)中燃燒時(shi)熱(re)(re)量損(sun)失少,電(dian)(dian)離熱(re)(re)低(di),故在各類(lei)氣(qi)(qi)(qi)體保護(hu)(hu)焊中氬(ya)氣(qi)(qi)(qi)保護(hu)(hu)焊的(de)(de)電(dian)(dian)弧燃燒穩(wen)定性(xing)最好(hao)。特別(bie)在熔化極(ji)氬(ya)弧焊時(shi)焊絲(si)金(jin)(jin)屬很易呈穩(wen)定的(de)(de)軸向射流過渡,且飛(fei)濺小(xiao)。在熔化焊時(shi)得到廣泛的(de)(de)應用。


  氬氣是分餾液態空氣的副產品,所以其中常含有一定數量的氧、氮、二氧化碳及水分,會直接影響焊縫質量。因此,對氬氣的純度有一定的要求,氬氣作為不銹鋼焊接(jie)的保護氣體時,其純度(體積分數)要大于或等于99.9%。


  有關氬氣的(de)質量技術指標(biao),執行GB/T 4842-2006《氬》的(de)規定,見表2-48。


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二、氦(hai)氣


 氦氣(qi)(He)與(yu)氬氣(qi)一(yi)樣(yang),是一(yi)種無(wu)色、無(wu)味的惰性氣(qi)體(ti),不與(yu)其(qi)他元素(su)組成(cheng)化合(he)物(wu),不溶于焊縫金屬,是一(yi)種單原(yuan)子(zi)氣(qi)體(ti)。與(yu)氬氣(qi)相比,性質(zhi)有下列特點。


   ①. 在氬氣中容易引(yin)弧(hu),電弧(hu)燃燒穩定而(er)且(qie)柔(rou)和,氦(hai)氣則較差(cha)。


  ②. 同樣的(de)(de)(de)電(dian)流(liu)和(he)弧(hu)(hu)(hu)長(chang),氦的(de)(de)(de)電(dian)離勢高(gao),氨弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)電(dian)壓明顯比氬弧(hu)(hu)(hu)高(gao),所以(yi)氨弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)溫度(du)高(gao),發熱大(da)(da)且集中,這是氦弧(hu)(hu)(hu)焊的(de)(de)(de)最大(da)(da)優點。同時氦的(de)(de)(de)熱傳導系(xi)數大(da)(da),有利(li)于向(xiang)被(bei)焊區輸熱,所以(yi)在同等(deng)電(dian)流(liu)和(he)弧(hu)(hu)(hu)長(chang)條件下,鎢極氨弧(hu)(hu)(hu)焊的(de)(de)(de)焊接(jie)速度(du)可比鎢極氬弧(hu)(hu)(hu)焊快30%~40%,且可獲得(de)熔深較大(da)(da)的(de)(de)(de)窄焊縫,焊接(jie)熱影響區也明顯減小。


   ③. 氦氣的(de)密(mi)度(du)小,不(bu)易形成良好的(de)保護罩,為了獲得同樣的(de)保護效果,氮氣流(liu)量必須(xu)比氬氣流(liu)量大2~3倍。


  由于氦氣(qi)價格昂貴,所(suo)以應用(yong)受(shou)到(dao)限(xian)制。氦氣(qi)的技(ji)術要求見表2-49。


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三、氬-氦混合氣體


  氬氣電(dian)弧(hu)穩(wen)定柔和,陰極清(qing)理作用好;氦氣電(dian)弧(hu)發熱量大(da)且集中,有較大(da)的熔深。采(cai)用氬-氦混(hun)合(he)氣體(ti)可以取長補短。其混(hun)合(he)氣體(ti)的體(ti)積分數(shu)通常為ψH。75%~80%+ψAr25%~20%。



四、氫氣


  氫氣(H2)是無色無臭的可燃性氣體。氫的相對原子質量最小,可溶于水,導熱性能好,分解時吸收大量的分解熱。在氬氣保護焊時,加入適量氫,可增大母材金屬的輸入熱,提高電弧電壓,從而提高熱功率,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氣孔的作用。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ψAr85%+ψH215%,采用此混合保護氣焊接母材厚度為1.6mm以下的不銹鋼對接接頭時,焊接速度可比純氬保護氣快50%。


  氫氣的(de)技術(shu)要求見表2-50。


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五、氬-氧-CO2三元混合氣體


  焊接不銹鋼時,在氬氣中加入適量的氧和CO2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:可克服陰極漂移現象,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,易實現單面焊背面成形的工藝。



六、二氧化碳(CO2


  二氧化碳是氧化性保護氣體,有固、液、氣三種狀態。工業用CO2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CO2(按容積的80%計),剩余約20%的空間則充滿氣化了的CO2。液態CO2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CO2一起揮發并混入CO2氣體中,一起進入焊接區,成為主要的有害雜質,故焊前必須采取下列措施減少水分。


①. 將新灌氣瓶(ping)倒置2h,開(kai)啟閥門(men)將沉積在下部的(de)水(shui)排(pai)出(一般排(pai)2~3次,每次間隔約30min),放(fang)(fang)水(shui)結束后將氣瓶(ping)放(fang)(fang)正。


②. 使(shi)用前先(xian)放氣2~3min,因為(wei)上部的氣體一(yi)般(ban)含有較多的空氣和水分。


③. 在氣路中設置高壓干燥器和低壓干燥器,進一步減少CO2中的水分。一般用硅膠或脫水硫酸銅作干燥劑,吸水后可加熱烘去水后多次重復使用。


④. 當瓶中氣壓降低到0.2MPa以下時,不得再使用。焊接用CO2的技術要求見表2-51。


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七、氧氣(O2


  氧在常溫狀態和大氣壓下,是無色無味的氣體。在標準狀態下,氧氣密度為1.43kg/m3,比空氣重(空氣密度為1.29kg/m3)。氧氣本身不能燃燒,是一種活潑的助燃氣體。高壓氧與油脂接觸會自燃,并可能爆炸。


  氧(yang)氣常用作惰(duo)性氣體(ti)保(bao)護焊的(de)附加(jia)氣體(ti),但不超過(guo)混合氣體(ti)體(ti)積(ji)分數(shu)的(de)2.0%。在熔化極氬氣保(bao)護焊時加(jia)入氧(yang),可以(yi)細化熔滴(di),降低射(she)流(liu)過(guo)渡的(de)臨界電流(liu),克服電弧陰極斑(ban)點(dian)飄(piao)移,增加(jia)母材輸入熱,從而提高焊接速度(du)。


  工業氧氣的技術要求見表(biao)2-52。


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