不銹(xiu)鋼氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)保護焊(han)有惰(duo)性(xing)(xing)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)保護焊(han)和活(huo)化(hua)性(xing)(xing)(又稱氧(yang)化(hua)性(xing)(xing))氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)保護焊(han)兩種。惰(duo)性(xing)(xing)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)保護焊(han)用氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)有氬(ya)(ya)、氦(hai)、氬(ya)(ya)-氨和氬(ya)(ya)-氫混合氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti);活(huo)性(xing)(xing)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)保護焊(han)用氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)有氬(ya)(ya)、氧(yang)、氬(ya)(ya)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)和氬(ya)(ya)-氧(yang)-二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)等混合氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)。
一、氬氣(Ar)
氬(ya)氣(qi)是惰(duo)性氣(qi)體,為單原子氣(qi)體,它不與焊(han)縫金屬起化(hua)學作用(yong)(yong),密度比空氣(qi)大37%,使用(yong)(yong)時(shi)(shi)不易(yi)飄浮失散,所(suo)以是一種(zhong)理(li)想的(de)保(bao)護氣(qi)體。氬(ya)氣(qi)的(de)熱(re)導率(lv)小(xiao),高(gao)溫(wen)時(shi)(shi)不分解吸(xi)熱(re),電弧在氬(ya)氣(qi)中(zhong)燃燒時(shi)(shi)熱(re)量損失少(shao),電離(li)熱(re)低,故在各類氣(qi)體保(bao)護焊(han)中(zhong)氬(ya)氣(qi)保(bao)護焊(han)的(de)電弧燃燒穩定性最好。特別(bie)在熔(rong)化(hua)極氬(ya)弧焊(han)時(shi)(shi)焊(han)絲金屬很易(yi)呈穩定的(de)軸向射(she)流過渡,且飛濺小(xiao)。在熔(rong)化(hua)焊(han)時(shi)(shi)得到廣泛的(de)應用(yong)(yong)。
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%。
有關氬氣的質量技術指標,執行GB/T 4842-2006《氬》的規定,見表2-48。

二、氦(hai)氣
氦氣(He)與(yu)氬(ya)氣一樣,是(shi)一種(zhong)無色、無味的惰性氣體(ti),不(bu)與(yu)其他元素組成化合(he)物,不(bu)溶于焊縫金(jin)屬,是(shi)一種(zhong)單原子氣體(ti)。與(yu)氬(ya)氣相(xiang)比,性質有下列特(te)點。
①. 在氬氣中容易引弧,電弧燃(ran)燒穩定而且柔和(he),氦氣則較差(cha)。
②. 同樣的(de)電流和(he)弧(hu)(hu)長(chang),氦的(de)電離(li)勢高,氨弧(hu)(hu)的(de)電壓明(ming)顯比氬(ya)弧(hu)(hu)高,所(suo)以氨弧(hu)(hu)的(de)溫度高,發熱(re)(re)(re)大(da)且集中(zhong),這是(shi)氦弧(hu)(hu)焊(han)的(de)最大(da)優點。同時氦的(de)熱(re)(re)(re)傳導系(xi)數大(da),有利于(yu)向被焊(han)區(qu)輸熱(re)(re)(re),所(suo)以在同等電流和(he)弧(hu)(hu)長(chang)條件下,鎢極氨弧(hu)(hu)焊(han)的(de)焊(han)接速度可比鎢極氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)快30%~40%,且可獲得(de)熔深(shen)較大(da)的(de)窄焊(han)縫,焊(han)接熱(re)(re)(re)影(ying)響區(qu)也明(ming)顯減小(xiao)。
③. 氦氣(qi)的密度小,不(bu)易形(xing)成(cheng)良好的保護罩,為了獲得同(tong)樣的保護效(xiao)果,氮氣(qi)流量必須比氬(ya)氣(qi)流量大2~3倍(bei)。
由于氦(hai)氣價格昂貴,所以應(ying)用受到限(xian)制。氦(hai)氣的技術要求見表(biao)2-49。

三、氬-氦混合氣(qi)體
氬(ya)氣(qi)電弧穩(wen)定(ding)柔(rou)和(he),陰極清(qing)理作用好;氦氣(qi)電弧發(fa)熱量(liang)大且集中,有較大的熔深。采用氬(ya)-氦混合(he)氣(qi)體(ti)可以取(qu)長補短(duan)。其(qi)混合(he)氣(qi)體(ti)的體(ti)積分數通常為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(qing)氣的技術要求見表(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)新灌(guan)氣瓶倒(dao)置2h,開啟閥門將(jiang)沉積(ji)在下部的水排出(一般(ban)排2~3次,每次間隔(ge)約30min),放水結束(shu)后將(jiang)氣瓶放正。
②. 使用前先放(fang)氣2~3min,因為上部的氣體一般(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。

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(qi)常用作惰性(xing)氣(qi)體(ti)(ti)保護焊的(de)附加氣(qi)體(ti)(ti),但不超過混合氣(qi)體(ti)(ti)體(ti)(ti)積分數的(de)2.0%。在熔化極氬氣(qi)保護焊時加入氧(yang),可以細(xi)化熔滴,降低射流過渡的(de)臨(lin)界電(dian)流,克服電(dian)弧陰極斑點(dian)飄移,增加母材(cai)輸(shu)入熱,從而(er)提高焊接速度。
工(gong)業氧氣的技術要(yao)求見表(biao)2-52。


