不(bu)銹鋼(gang)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)保(bao)護(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)有(you)惰性(xing)(xing)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)保(bao)護(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)和(he)活化(hua)性(xing)(xing)(又稱氧(yang)化(hua)性(xing)(xing))氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)保(bao)護(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)兩種。惰性(xing)(xing)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)保(bao)護(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)用氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)有(you)氬(ya)(ya)、氦、氬(ya)(ya)-氨和(he)氬(ya)(ya)-氫混合氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti);活性(xing)(xing)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)保(bao)護(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)用氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)有(you)氬(ya)(ya)、氧(yang)、氬(ya)(ya)二氧(yang)化(hua)碳和(he)氬(ya)(ya)-氧(yang)-二氧(yang)化(hua)碳等混合氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)。
一、氬氣(Ar)
氬氣(qi)(qi)是惰性氣(qi)(qi)體(ti),為單(dan)原子(zi)氣(qi)(qi)體(ti),它不與(yu)焊(han)(han)縫金(jin)屬(shu)起化學(xue)作(zuo)用(yong),密(mi)度(du)比空氣(qi)(qi)大37%,使用(yong)時(shi)不易飄浮失(shi)散(san),所(suo)以(yi)是一種理想的(de)保(bao)護氣(qi)(qi)體(ti)。氬氣(qi)(qi)的(de)熱導率小(xiao)(xiao),高(gao)溫時(shi)不分(fen)解吸熱,電(dian)弧(hu)在(zai)氬氣(qi)(qi)中燃燒(shao)時(shi)熱量損失(shi)少(shao),電(dian)離熱低,故在(zai)各類氣(qi)(qi)體(ti)保(bao)護焊(han)(han)中氬氣(qi)(qi)保(bao)護焊(han)(han)的(de)電(dian)弧(hu)燃燒(shao)穩定性最好。特別在(zai)熔化極氬弧(hu)焊(han)(han)時(shi)焊(han)(han)絲金(jin)屬(shu)很易呈穩定的(de)軸向射(she)流過渡,且(qie)飛濺小(xiao)(xiao)。在(zai)熔化焊(han)(han)時(shi)得到廣泛(fan)的(de)應用(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(bu)銹鋼(gang)焊(han)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(qi)的(de)質(zhi)量技術指標(biao),執(zhi)行GB/T 4842-2006《氬》的(de)規(gui)定,見表2-48。

二、氦氣
氦氣(He)與氬(ya)氣一(yi)樣,是一(yi)種無(wu)色(se)、無(wu)味的惰性氣體,不與其他元素組成化(hua)合物,不溶于(yu)焊縫金屬,是一(yi)種單原子氣體。與氬(ya)氣相比,性質有下列(lie)特點(dian)。
①. 在氬氣(qi)中容易引弧(hu),電弧(hu)燃燒穩定而且(qie)柔和,氦(hai)氣(qi)則較差(cha)。
②. 同樣的(de)(de)電(dian)流和弧(hu)長,氦(hai)的(de)(de)電(dian)離勢高(gao),氨弧(hu)的(de)(de)電(dian)壓明顯比氬弧(hu)高(gao),所以(yi)氨弧(hu)的(de)(de)溫度(du)高(gao),發熱(re)大且集(ji)中(zhong),這(zhe)是氦(hai)弧(hu)焊(han)的(de)(de)最大優(you)點。同時氦(hai)的(de)(de)熱(re)傳導系數大,有利于向被(bei)焊(han)區輸熱(re),所以(yi)在同等電(dian)流和弧(hu)長條(tiao)件(jian)下,鎢(wu)極氨弧(hu)焊(han)的(de)(de)焊(han)接(jie)速度(du)可(ke)比鎢(wu)極氬弧(hu)焊(han)快30%~40%,且可(ke)獲得熔深較大的(de)(de)窄(zhai)焊(han)縫,焊(han)接(jie)熱(re)影響區也明顯減(jian)小。
③. 氦氣的(de)(de)密(mi)度小,不易(yi)形成良(liang)好的(de)(de)保護罩,為了獲得同樣的(de)(de)保護效果(guo),氮氣流量必須比氬氣流量大2~3倍(bei)。
由于氦氣價格昂貴,所以(yi)應用受(shou)到限制。氦氣的技術(shu)要求見表2-49。

三、氬-氦混(hun)合氣體
氬氣(qi)電弧穩定柔和(he),陰(yin)極清理作用好;氦(hai)氣(qi)電弧發熱量大且集中,有較大的(de)熔深。采用氬-氦(hai)混合氣(qi)體(ti)可以(yi)取長補短。其混合氣(qi)體(ti)的(de)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%。
氫氣(qi)的技術(shu)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. 將新灌氣瓶倒置(zhi)2h,開(kai)啟閥門(men)將沉積在下(xia)部的水(shui)排出(一(yi)般排2~3次,每次間隔(ge)約30min),放(fang)水(shui)結束后將氣瓶放(fang)正。
②. 使用前先放(fang)氣(qi)2~3min,因(yin)為(wei)上部的氣(qi)體一般含有較多的空氣(qi)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)(qi)常用作惰性氣(qi)(qi)體(ti)保護焊(han)(han)的(de)附加(jia)氣(qi)(qi)體(ti),但不超過混(hun)合(he)氣(qi)(qi)體(ti)體(ti)積(ji)分數的(de)2.0%。在熔(rong)化極(ji)氬氣(qi)(qi)保護焊(han)(han)時(shi)加(jia)入氧(yang),可以細(xi)化熔(rong)滴,降低射流(liu)過渡的(de)臨(lin)界電(dian)流(liu),克服電(dian)弧陰極(ji)斑點飄(piao)移,增加(jia)母(mu)材輸入熱,從而提高焊(han)(han)接速(su)度。
工業(ye)氧氣的技術要求(qiu)見表2-52。


