焊接保護(hù)氣體應(yīng)用優(yōu)勢

   隨著焊接技術(shù)的日益發(fā)展，為了提高焊接接頭質(zhì)量，降低焊接成本，減少電弧煙塵污染，凈化焊接環(huán)境；GMAW焊接領(lǐng)域出現(xiàn)三大發(fā)展趨勢：一是混合氣體替代CO2氣體；二是實(shí)心焊絲替代藥芯焊絲；三是脈沖焊接替代傳統(tǒng)焊接。
    在熔化極和非熔化極氣體保護(hù)焊（GMAW/GTAW）中，根據(jù)焊接母材選擇焊絲，選擇保護(hù)氣體種類或選用精確配制的混合氣體尤為重要。
    2、常用的氣體種類有：氬（Ar）、氦（He）、氧（O2）、二氧化碳（CO2）、氫（H2）、氮（N2）等。這些氣體具有不同的電離能量、導(dǎo)熱系數(shù)、化學(xué)反應(yīng)性能、工藝特性及不同的用途（如表一）。
    3、碳鋼及普通低合金鋼CO2/MAG焊的氣體選擇：
    3.1 常用的100%CO2氣體屬于活性氣體，在電弧高溫的作用下，分解為CO+O，在熔滴和熔池兩個反應(yīng)區(qū)中，由焊絲H08Mn2SiA進(jìn)行脫氧反應(yīng)，形成氧 化物渣（MnO+SiO2）浮出熔池。所以CO2焊接容易獲得無氣孔和缺陷的焊縫并保證了焊接接頭具有良好的機(jī)械性能。
    CO2氣體不適和脈沖焊接；熔滴為短路過渡和顆粒過渡，有飛濺。采用波形控制的CO2焊機(jī)或選用二元/三元混合氣體（MAG）會降低短路過渡的飛濺率。
    3.2 二元混合氣體：
    a、70%Ar+30%CO2（C-30）
    適合于短路過渡下的全位置焊接；如山東電建二公司（大亞灣殼牌工地）管道TIG打底焊+MAG填充蓋面焊工藝，合格率100%。
    b、80%Ar+20%CO2（C-20）
    最常用的典型混合氣體，適合于碳鋼、低合金鋼材料的短路過渡、噴射過渡及脈沖過渡條件下的焊接，電弧穩(wěn)定，熔池易于控制，焊縫成形美觀，生產(chǎn)效率高，可用于高速焊。
    c、Ar+5—10%CO2
    隨著CO2含量的降低，焊絲中合金元素過渡系數(shù)提高；但熔池的表面張力增加，焊縫表面的潤濕性降低，焊道呈“駝峰”狀。適合于低合金鋼焊絲的噴射過渡及脈沖過渡。
    d、Ar+2—5%O2
    氬氣中加入微量的氧可提高電弧的穩(wěn)定性，明顯降低熔滴和熔池的表面張力，熔池液態(tài)金屬流動性得到改善，增強(qiáng)了焊縫表面的潤濕性，減少咬邊缺陷。適合于碳鋼及低合金鋼焊絲的噴射過渡及脈沖過渡。
    3.3 三元混合氣體：
    a、Ar+5—10%CO2+1—3%O2
    此類三元混合氣體集中了Ar、CO2、O2三種氣體各自的優(yōu)點(diǎn)，電弧更加穩(wěn)定，焊縫熔深、熔寬適中，成形美觀。焊接各種厚度的碳鋼、低合金鋼、不銹鋼，不論哪種過渡形式都具有多方面的適應(yīng)性，稱為“萬能”混合氣體。
    b、Ar+10—20%CO2+5%O2
    適合于碳鋼及低合金鋼焊絲的噴射過渡及脈沖過渡。
    4、不銹鋼MIG焊的氣體選擇：
    用純氬只能適合TIG焊接不銹鋼，而不能適用于MIG焊接不銹鋼。因?yàn)榧儦鍤怏w下熔化極氣體保護(hù)焊時，不銹鋼的熔滴和熔池的表面張力較大，熔池液態(tài)金屬流動性很差，焊縫表面無法鋪展?jié)櫇?，焊道成形較差。應(yīng)該使用下列幾種混合氣體：
    4.1 Ar+1—2%O2（O-1）（O-2）
    加入1-2%氧，不銹鋼的熔滴和熔池的表面張力降低，熔池液態(tài)金屬流動性增強(qiáng)，提高了焊縫表面的鋪展?jié)櫇裥裕缚p熔深、熔寬適中，焊道成形美觀。O-1適 合于奧氏體不銹鋼，O-2適合于鐵素體不銹鋼；O-2較比O-1熔池具有更好的流動性，適合于不銹鋼焊絲的噴射過渡及脈沖過渡。
    4.2 Ar+2—5%CO2（C-2）（C-5）
    加入2-5%CO2，擔(dān)心有增碳傾向；試驗(yàn)證明CO2≤5%，焊縫含碳量≤0.03%，仍在超低碳的水準(zhǔn)以下。電弧的穩(wěn)定性好，氧化性減弱，合金元素?zé)龘p少，無增碳傾向；適合于不銹鋼焊絲的短路過渡、噴射過渡及脈沖過渡。
    4.3 Ar+25%CO2（C-25）
    適合于不銹鋼管道的TIG打底焊（純氬保護(hù)、背后充氬）+MAG填充蓋面焊的組合工藝，全位置焊接，短路過渡，焊縫平整美觀。
    4.4 Ar+5%CO2+2%O2
    三元混合氣體優(yōu)點(diǎn)更加突出，電弧集中性強(qiáng)，焊縫單面焊雙面成型好，適合于技術(shù)要求較高的不銹鋼焊接。
    4.5 Ar+He+CO2
    加入氦氣可增加焊縫的熔深，提高焊接速度，減少焊件的變形量。
    4.6 Ar+CO2+N2
    歐美開發(fā)的新工藝，加入氮?dú)饪稍黾雍缚p的熔深和熔寬。
    5、上述分析是采用實(shí)心焊絲時的氣體選擇及應(yīng)用，當(dāng)選用藥芯碳鋼、藥芯合金鋼及藥芯不銹鋼焊絲時，請采用100%CO2氣體或80%Ar+20%CO2混合氣體。
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