不銹鋼(gang)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)保(bao)護焊(han)有(you)惰性(xing)(xing)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)保(bao)護焊(han)和活(huo)化(hua)性(xing)(xing)(又稱氧化(hua)性(xing)(xing))氣(qi)體(ti)(ti)(ti)保(bao)護焊(han)兩種(zhong)。惰性(xing)(xing)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)保(bao)護焊(han)用氣(qi)體(ti)(ti)(ti)有(you)氬(ya)(ya)、氦、氬(ya)(ya)-氨和氬(ya)(ya)-氫混(hun)合氣(qi)體(ti)(ti)(ti);活(huo)性(xing)(xing)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)保(bao)護焊(han)用氣(qi)體(ti)(ti)(ti)有(you)氬(ya)(ya)、氧、氬(ya)(ya)二氧化(hua)碳(tan)和氬(ya)(ya)-氧-二氧化(hua)碳(tan)等(deng)混(hun)合氣(qi)體(ti)(ti)(ti)。


一、氬氣(Ar)


  氬氣是(shi)惰性氣體(ti),為單原子(zi)氣體(ti),它不與焊縫金屬(shu)(shu)起化(hua)學(xue)作用,密度比空氣大37%,使用時(shi)不易飄浮失(shi)散,所以是(shi)一種理想的(de)保(bao)護(hu)(hu)氣體(ti)。氬氣的(de)熱導率(lv)小(xiao),高溫時(shi)不分(fen)解吸熱,電(dian)弧(hu)(hu)在(zai)氬氣中燃(ran)燒時(shi)熱量損失(shi)少(shao),電(dian)離熱低,故在(zai)各類氣體(ti)保(bao)護(hu)(hu)焊中氬氣保(bao)護(hu)(hu)焊的(de)電(dian)弧(hu)(hu)燃(ran)燒穩(wen)(wen)定性最(zui)好(hao)。特別在(zai)熔化(hua)極氬弧(hu)(hu)焊時(shi)焊絲金屬(shu)(shu)很(hen)易呈穩(wen)(wen)定的(de)軸(zhou)向射流過渡,且(qie)飛濺(jian)小(xiao)。在(zai)熔化(hua)焊時(shi)得到廣泛的(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,氬氣作為不銹鋼焊接的保護氣體時,其純度(體積分數)要大于或等于99.9%。


  有(you)關氬氣的質量技術(shu)指標(biao),執行GB/T 4842-2006《氬》的規(gui)定,見(jian)表2-48。


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二、氦氣


 氦氣(qi)(He)與氬氣(qi)一(yi)樣,是一(yi)種(zhong)無(wu)色、無(wu)味的惰性氣(qi)體,不與其他元素(su)組成化合物,不溶(rong)于焊縫金屬(shu),是一(yi)種(zhong)單(dan)原子氣(qi)體。與氬氣(qi)相比,性質有下列特點(dian)。


   ①. 在(zai)氬氣中(zhong)容易引弧,電弧燃(ran)燒穩定而且柔和,氦(hai)氣則(ze)較(jiao)差。


  ②. 同(tong)樣的(de)電流和弧(hu)長(chang)(chang),氦的(de)電離勢高(gao),氨弧(hu)的(de)電壓明顯比氬(ya)弧(hu)高(gao),所以氨弧(hu)的(de)溫度(du)高(gao),發熱大(da)(da)且集中,這是(shi)氦弧(hu)焊(han)(han)的(de)最大(da)(da)優點。同(tong)時氦的(de)熱傳(chuan)導系數大(da)(da),有利于向被(bei)焊(han)(han)區(qu)輸熱,所以在同(tong)等電流和弧(hu)長(chang)(chang)條件下,鎢(wu)極氨弧(hu)焊(han)(han)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)速度(du)可比鎢(wu)極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)快30%~40%,且可獲得熔深較大(da)(da)的(de)窄焊(han)(han)縫,焊(han)(han)接(jie)(jie)熱影(ying)響區(qu)也(ye)明顯減小。


   ③. 氦(hai)氣的(de)密度小,不(bu)易形成良好的(de)保護罩,為了獲(huo)得(de)同樣的(de)保護效(xiao)果,氮氣流(liu)量(liang)必須(xu)比氬氣流(liu)量(liang)大2~3倍。


  由(you)于氦(hai)氣價(jia)格昂(ang)貴,所(suo)以應用(yong)受到限制。氦(hai)氣的技術要求(qiu)見表2-49。


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三、氬-氦混合氣(qi)體


  氬氣(qi)(qi)電(dian)弧穩定柔和(he),陰(yin)極清理作用好(hao);氦氣(qi)(qi)電(dian)弧發熱量大且集中,有較大的(de)熔深。采用氬-氦混合(he)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)可以(yi)取長(chang)補(bu)短。其(qi)混合(he)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)的(de)體(ti)(ti)積分數通常為ψH。75%~80%+ψAr25%~20%。



四(si)、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%。


  氫氣的技術要求見表(biao)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(jiang)新灌氣(qi)瓶(ping)倒(dao)置2h,開啟(qi)閥門將(jiang)沉積(ji)在下部的水排出(chu)(一(yi)般排2~3次(ci),每次(ci)間隔約30min),放水結束(shu)后(hou)將(jiang)氣(qi)瓶(ping)放正。


②. 使用前先放氣2~3min,因為上部的氣體一般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。


  氧氣(qi)(qi)常用(yong)作(zuo)惰性氣(qi)(qi)體(ti)(ti)保(bao)護焊的(de)附加(jia)(jia)氣(qi)(qi)體(ti)(ti),但不超(chao)過混(hun)合(he)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)體(ti)(ti)積分數的(de)2.0%。在熔(rong)化極氬(ya)氣(qi)(qi)保(bao)護焊時(shi)加(jia)(jia)入(ru)氧,可(ke)以細化熔(rong)滴,降低射流過渡的(de)臨界(jie)電流,克服電弧陰極斑(ban)點飄移,增(zeng)加(jia)(jia)母材輸入(ru)熱,從(cong)而提高(gao)焊接速度。


  工業氧(yang)氣的技術要求(qiu)見表2-52。


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