焊接时混合气体原则.docx

在焊接过程中，用混合气体代替单一气作为保护气体，可以有效地细化熔滴、减小飞溅、改善成形、控制熔深、防止缺陷，并降低气孔生产率，从而显著提高焊接质量。常用的焊接保护混合气体有二元混合气、三元混合气和四元混和气。二元混合气有Ar-He、Ar-N2、Ar-H2、Ar-O2、Ar-Co2、Ce)2-02、N2-H2等;三元混合气有Ar-He-Co2、Ar-He-N2、Ar-He02xAr-O2-CO2等；四元混合气用得比较少，主要由Ar、He、N2、02、H2、C02等配制而成。各类混合气体中各组分的配比比例可以在较大范围内变化，主要由焊接工艺、焊接材质、焊丝型号等诸多因素综合决定。一般来说，对焊缝质量要求越高，对配制混合气的单一气体的纯度要求也越高。Ol二元混合气体(1)氮一氧氮中添加少量氧用于熔化极气体保护焊，可提高电弧的稳定性，改善熔滴细化率，降低喷射过渡电流，改善润湿性和焊道成形，如Ar+(1%-2%)O2常用于碳钢、低合金钢、不绣钢的喷射电弧焊。适当增加电弧气氛的氧化性，使熔池液态金属温度提高，流动性得到改善，熔融金属能充分流向焊趾，减轻咬边倾向，并使焊道平坦,如Ar÷(5%-10%)O2用于碳素钢的焊接，可以提高焊接速度。有时添加少量氧用于焊接非铁金属，例如在焊接很洁净的铝板时，加入体积分数为1%的氧可使电弧稳定效果良好。(2)氮-二氧化碳这类混合气体主要用于碳钢和低合金焊接，对于不绣钢的焊接应用有限。Ar-CO2比纯C02飞溅少，且减少合金元素烧损，有助于提高焊缝的强度和冲击韧性。Ar中加少量C02像加少量02一样产生喷射电弧。其最大不同是Ar-C02混合气比Ar-02混合气产生喷射电弧的临界电流高。Ar-C02是我国应用最广泛的焊接二元混合气体，为适应市场的需求，并规范质量要求，已制订出化工行业标准HG/T3728-2004焊接用混合气体氮-二氧化碳，其中规定了配制Ar-C02混合气体所采用原料气的纯度、混合气体产品的技术要求、试验方法、检验规则等。Ar-C02混合气体的配比比例几乎可以是任何比例。例如，加5%CO2的混合气用于低合金钢厚板全位置脉冲MAG焊很普通，通常比加2%02时焊缝氧化少，并改善熔深,气孔较少；Ar+(10%-20%)C02用于碳钢、低合金钢窄间隙焊，薄板全位置焊和高速MAG焊;Ar+(21%-25%)C02常用于低碳钢短路过渡焊；Ar÷50%CO2用于高热输入深熔焊；Ar+70%CO2用于厚壁管的焊接等。(3)M-MAr-He混合气不论其比例如何都用于非铁金属的焊接,如铝、铜、银合金和活泼金属，这些气体用不同的组合提高TIG焊和MIG焊的电弧电压和热量，而保持氮气的有利特性，特别适合于对焊缝质量要求很高的场合。氮气的加入量至少应在20%以上才能产生和维持稳定喷射电弧的效果。(4)氮氮在焊接双相不锈钢时,可在混合气体中加入2%-3%的N2来提高接头耐点蚀和耐应力腐蚀的能力。(5)氮-氮H2是双原子分子，具有较高的热导率，采用Ar-H2混合气时可以提高电弧的温度，增大熔透能力，提高焊接速度，防止咬边。此外，氢气具有还原作用，可防止CO气孔的形成，Ar-H2混合气体主要用于银基合金、银铜合金、不绣钢等的焊接，一般应将氢的含量控制在6%以下。02三元混合气体(1)氮-二氧化碳-氧含有这三种组分的混合气体，一般C02在20%以下，02在5%以下，主要优点在于可焊接各种厚度的碳钢、低合金钢、不绣钢，不论哪种过渡形式都具有多方面适应性。(2)氮-二氧化碳-氢不绣钢脉冲MIG焊时加少量H2(体积分数为1%2%),对焊缝润湿有改善，且电弧稳定。所以CO2也要少(体积分数为l%-3%),使渗碳量少,并保持良好的电弧稳定性。这种气体不推荐用于低合金钢，因为它导致焊舞金属含氢量过高，力学性能不好，也会出现裂纹。(3)氮-氮-二氧化碳Ar中加He及CO2z可增加焊缝热输入并改善电弧稳定性,焊道润湿和成形更好。当焊接碳钢和低合金钢时，加He用以增加热输入，并改善熔池流动性，而He也是惰性，对焊缝金属的氧化合合金烧损没有影响。例如，Ar+(10%-30%)He+(5%-15%)C02用于碳钢和低合金钢脉冲喷射电弧焊；(60%-70%)He+(20%-35%)Ar+5%CO2用于高强钢尤其是全位置短路过渡焊;90%He+7.5%Ar+2.5%CO2广泛用于不绣钢全位置短路电弧焊。