不(bu)銹鋼(gang)氣(qi)體(ti)保(bao)(bao)護(hu)焊有(you)惰(duo)性(xing)(xing)氣(qi)體(ti)保(bao)(bao)護(hu)焊和(he)活化(hua)性(xing)(xing)(又稱(cheng)氧化(hua)性(xing)(xing))氣(qi)體(ti)保(bao)(bao)護(hu)焊兩種。惰(duo)性(xing)(xing)氣(qi)體(ti)保(bao)(bao)護(hu)焊用氣(qi)體(ti)有(you)氬、氦、氬-氨和(he)氬-氫混(hun)合(he)氣(qi)體(ti);活性(xing)(xing)氣(qi)體(ti)保(bao)(bao)護(hu)焊用氣(qi)體(ti)有(you)氬、氧、氬二(er)氧化(hua)碳和(he)氬-氧-二(er)氧化(hua)碳等(deng)混(hun)合(he)氣(qi)體(ti)。
一、氬氣(qi)(Ar)
氬(ya)氣(qi)是惰性氣(qi)體,為單原子氣(qi)體,它不(bu)與焊(han)(han)縫金(jin)屬起化學作用,密度比空氣(qi)大(da)37%,使用時(shi)不(bu)易(yi)飄浮(fu)失(shi)散(san),所以是一種理想的(de)保(bao)護(hu)氣(qi)體。氬(ya)氣(qi)的(de)熱(re)導率小,高溫時(shi)不(bu)分解吸熱(re),電(dian)(dian)弧(hu)在氬(ya)氣(qi)中(zhong)燃燒時(shi)熱(re)量(liang)損失(shi)少(shao),電(dian)(dian)離熱(re)低(di),故在各類(lei)氣(qi)體保(bao)護(hu)焊(han)(han)中(zhong)氬(ya)氣(qi)保(bao)護(hu)焊(han)(han)的(de)電(dian)(dian)弧(hu)燃燒穩定(ding)性最(zui)好。特別在熔(rong)化極(ji)氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)時(shi)焊(han)(han)絲金(jin)屬很易(yi)呈(cheng)穩定(ding)的(de)軸(zhou)向射(she)流(liu)過渡,且(qie)飛濺小。在熔(rong)化焊(han)(han)時(shi)得到(dao)廣泛的(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(gang)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(you)關(guan)氬(ya)氣(qi)的質量技術指標,執行GB/T 4842-2006《氬(ya)》的規(gui)定,見(jian)表(biao)2-48。

二、氦氣
氦(hai)氣(He)與氬(ya)氣一樣,是一種無(wu)色、無(wu)味的惰性氣體,不(bu)與其他(ta)元(yuan)素組成(cheng)化合物,不(bu)溶于焊(han)縫(feng)金屬,是一種單原子氣體。與氬(ya)氣相比,性質有(you)下列特點。
①. 在氬氣中容易引弧(hu),電(dian)弧(hu)燃燒(shao)穩定而且柔和,氦(hai)氣則較差。
②. 同樣的(de)電流和弧(hu)(hu)長(chang),氦(hai)的(de)電離勢高,氨弧(hu)(hu)的(de)電壓明顯比(bi)(bi)氬(ya)弧(hu)(hu)高,所以氨弧(hu)(hu)的(de)溫度高,發熱(re)大且集(ji)中,這是氦(hai)弧(hu)(hu)焊的(de)最(zui)大優(you)點。同時(shi)氦(hai)的(de)熱(re)傳(chuan)導系數大,有(you)利于(yu)向被(bei)焊區輸熱(re),所以在(zai)同等電流和弧(hu)(hu)長(chang)條件下,鎢極氨弧(hu)(hu)焊的(de)焊接速度可比(bi)(bi)鎢極氬(ya)弧(hu)(hu)焊快30%~40%,且可獲得熔深較(jiao)大的(de)窄焊縫,焊接熱(re)影響區也明顯減(jian)小。
③. 氦氣(qi)的密度小,不易形(xing)成(cheng)良好的保護(hu)罩,為了獲得同(tong)樣的保護(hu)效果,氮(dan)氣(qi)流量(liang)必須比氬氣(qi)流量(liang)大2~3倍。
由于氦氣價格昂貴,所以應用受(shou)到限制。氦氣的(de)技(ji)術要求見表2-49。

三、氬-氦(hai)混(hun)合氣體
氬氣(qi)電弧(hu)穩定柔和,陰極(ji)清理作用好;氦氣(qi)電弧(hu)發熱量大且(qie)集中,有較大的熔深。采用氬-氦混合氣(qi)體(ti)可以取長補短。其混合氣(qi)體(ti)的體(ti)積分(fen)數通常為ψH。75%~80%+ψAr25%~20%。
四、氫(qing)氣(qi)
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(qing)氣(qi)的技術要求見表(biao)2-50。

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(jiang)(jiang)新(xin)灌氣瓶倒置2h,開啟(qi)閥門將(jiang)(jiang)沉積在下(xia)部的水排出(一般排2~3次,每次間隔約30min),放(fang)水結束后將(jiang)(jiang)氣瓶放(fang)正。
②. 使用前先放氣(qi)(qi)2~3min,因為上部的氣(qi)(qi)體一般含有較多的空氣(qi)(qi)和水(shui)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。

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(chang)用作惰性氣體(ti)保護焊(han)的附加(jia)氣體(ti),但不(bu)超過混合氣體(ti)體(ti)積分(fen)數的2.0%。在熔化(hua)極氬氣保護焊(han)時加(jia)入(ru)氧(yang),可(ke)以細化(hua)熔滴,降低射流過渡的臨界(jie)電(dian)流,克服電(dian)弧陰極斑(ban)點(dian)飄移,增加(jia)母材輸入(ru)熱,從而(er)提高(gao)焊(han)接速度。
工業氧氣的技術要求(qiu)見表2-52。


