焊接混合保护气体的类型及特性解析

焊接混合保护气体的类型及特性解析

焊接混合保护气体在焊接工艺中起着至关重要的作用。通过调整气体成分和比例，可以显著改善焊接效果，提高焊缝质量。本文将详细介绍各种焊接混合保护气体的类型及其特性，包括二元和三元混合气体的具体应用和比例。

各种混合气体中各组分的比例可以在很大范围内发生变化，主要由焊接工艺、焊接材料、焊丝型号等诸多因素决定。一般来说，焊缝质量要求越高，混合气体的纯度要求越高。

二元混合气体

氩-氧

氩气中加入少量氧气用于熔化极气体保护焊，可提高电弧稳定性，提高熔滴细化率，降低喷射过渡电流，提高润湿性和焊道成型。例如，Ar+（1%-2%）O2常用于碳钢、低合金钢和非刺绣钢的喷射电弧焊。

适当增加电弧氛围的氧化性，提高熔池液态金属的温度和流动性。熔融金属可以充分流向焊趾，减少咬边倾向，使焊道平整。例如，用Ar+（5%-10%）O2焊接碳钢可以提高焊接速度。有时在焊接非铁金属时加入少量氧气。例如，在焊接非常干净的铝板时，加入体积分数为1%的氧气可以使电弧稳定性好。

氩-二氧化碳

这种混合气体主要用于碳钢和低合金焊接，对非绣钢的焊接应用有限。Ar-二氧化碳飞溅少于纯二氧化碳飞溅，减少合金元素的烧伤，有助于提高焊缝的强度和冲击韧性。在Ar中加入少量二氧化碳产生喷射电弧，就像加入少量二氧化碳一样。最大的区别是二氧化碳混合物比二氧化碳混合物产生喷射电弧的临界电流更高。

Ar-CO2是我国应用最广泛的焊接二元混合气体。为满足市场需求，规范质量要求，制定了HG/T3728-2004化工标准《焊接混合气体氩-二氧化碳》，规定了Ar-CO2混合气体的纯度、混合气体产品的技术要求、试验方法和检验规则。

Ar-CO2混合气体的比例几乎可以是任何比例。例如，低合金钢厚板全位置脉冲MAG焊接中加入5%CO2的混合气体非常常见，通常比加入2%O2时焊缝氧化少，熔深提高，孔隙小；

Ar+(10%-20%)CO2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%)CO2常用于低碳钢短路过渡焊；Ar+高热输入深熔焊采用50%CO2；

Ar+厚壁管焊接采用70%CO2。

氩-氦

Ar-He混合物用于非铁金属焊接，如铝、铜、镍合金和活性金属。这些气体通过不同的组合提高TIG焊接和MIG焊接的电弧电压和热量，保持氩气的有利特性，特别适合焊缝质量要求高的场合。氦的添加量应至少为20%，以产生和保持稳定的喷射电弧。

氩-氮

焊接双相不锈钢时，可在混合气体中加入2%-3%的N2，以提高接头的耐点蚀性和耐应力腐蚀性。

氩-氢

H2是一种具有高导热性的双原子分子。使用Ar-H2混合物时，可以提高电弧温度，增加透气性，提高焊接速度，防止咬边。此外，氢气还原，可防止CO孔的形成，Ar-H2混合气体主要用于焊接镍基合金、镍铜合金、非绣钢等，氢含量一般应控制在6%以下。

三元混合气体

氩-二氧化碳-氧气

含有这三种成分的混合气体，一般CO2在20%以下，O2在5%以下。其主要优点是可以焊接各种厚度的碳钢、低合金钢和无刺绣钢，无论哪种过渡形式，都具有多种适应性。

氩-二氧化碳-氢

焊接无刺绣钢脉冲MIG时，加入少量H2（体积分数为1%-2%），改善焊缝润湿，电弧稳定。因此，CO2也应少（体积分数为1%-3%），以减少渗碳，保持良好的电弧稳定性。这种气体不建议用于低合金钢，因为它会导致焊缝金属含氢量高、机械性能差和裂纹。

氩-氦-二氧化碳

在Ar中加入He和CO2可以增加焊缝的热输入，提高电弧的稳定性，更好地润湿和成型焊道。焊接碳钢和低合金钢时，加He增加热输入，提高熔池的流动性，He也是惰性的，对焊缝金属的氧化合金烧伤没有影响。

例如，Ar+(10%-30%)He+(5%-15%)CO2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，特别是全位短路过渡焊；90%CO2用于高强钢；He+7.5%Ar+2.5%CO2广泛应用于无绣钢全位置短路电弧焊。