混合气体在熔化极气体保护焊中的实践分析

时东峰

摘要：随着科学技术的发展，焊接技术在不断地进行改革。熔化极气体保护焊是实际的焊接生产中应用比较广泛的一种焊接方法，近些年来混合气体逐渐的应用于熔化极气体保护焊的方法之中。不同的混合气体成分以及不同混合气体的配比对于熔化极保护焊的工艺性能以及焊接的效果质量的影响也有所不同。本文阐述了混合气体在熔化极保护焊中的现状以及不同的混合气体的组成配比在熔化极气体保护焊中的效果。

关键词： 混合气体；熔化极气体保护焊；配比

熔化极气体保护焊是一种熔敷速度极快，生产效率较高同时比较容易形成自动化模式的焊接方式，所以这种方式在日常的焊接生产过程中得到了广泛的应用。近些年来，熔化极气体保护焊的工艺不断地进行改革，从最初的单一气体保护焊开始向混合气体保护焊的方向迈进。和单一气体保护相比，混合气体具有较大的优势。将不同的气体按照一定的配比混合在一起能够更好地满足不同材料对于焊接工艺的要求，并且保护效果以及电弧特性都要远远的超过单一气体，所以单一气体保护的方法开始逐渐的被人们抛弃。但是应用混合气体进行熔化极气体保护焊时，不同种类的气体以及不同的配比对于焊接的效果也有着很大的影响。

1.混合气体种类及特性

现阶段熔化极气体保护焊中所应用的混合气体主要可以分为三种：二元混合气体、三元混合气体以及四元混合气体。一般情况下混合气体都是由Ar作为基本组成元素，然后添加入惰性气体、氧化性气体或者是还原性气体。常见的混合气体的类型有：二元混合气体Ar+H2，Ar+He，Ar+CO2以及Ar和O2还有Ar+N2。常见的三元混合气体的类型有Ar+O2+CO2，Ar+CO2+He。此外，四元混合气体有Ar+CO2+O2+He。将不同种类的气体加入到Ar中对于混合气体的性质有不同的影响，对于熔化极保护焊的效果以及质量也有着不同的要求，其中在Ar中加入惰性气体以及氧化气体所形成的混合气体电弧稳定性以及金属的过渡性能比较好，在熔化极气体保护焊中的效果也比较的明显，所以应用也比较广泛。

2.熔化极保护焊中混合气体的配比对于焊接效果的影响

根据实验数据证明同类的气体进行混合，不同的配比对于焊接的效果影响也有着一定的差异，以二元混合气体以及三元混合气体为例进行阐述。

2.1 二元混合气体的不同配比对于熔化极保护焊效果的影响

以Ar和He形成混合气體的试验数据为例

A r+H e

不同配比的Ar，He阴极斑点的位置也会有所不同，可以通过这两种气体的混合来增大电弧电压的强度以及热量，维持Ar的优势性能，但是当He的含量低于10%的情况下就会在一定程度上影响电弧焊缝的性能，所以在Ar与He形成的混合气体之中，He的含量至少为20%才能保证产生稳定的喷射电弧效果。同时，He的含量还应该依照焊接板材的具体材料进行相应的调整。

A r+25 %H e。这是一种应用比较少的配比方式，但是对于熔深较大以及焊缝成型要求较高的场合比如铝焊的过程中应用比较的广泛。

Ar+75 %He。这种配比方式主要针对于焊板厚度高于25mm的铝焊平位置自动焊接，这种方式还能够增加6到12mm铜焊的热输入，并且有效地减少焊缝的气孔情况。

Ar +90%He。此种配比方式主要用于对厚度超过12mm的铜板以及厚度超过76mm的铝板进行焊接。能够在一定程度上提高热输入，改善焊缝成型同时这种配比也可以应用于高Ni填充金属的短路过渡焊接过程之中。

一般情况下在进行铝及其合金的焊接过程中为了获得无气孔、无氧化膜夹杂的优质焊接接头，采用特种喷嘴，并向其熔池补吹35%到45%的He，Ar混合气体，这样可以保护焊缝和进缝区[2]。这种混合气体的配比方式可以一定程度规避在焊缝成型的过程中产生氧化膜和裂纹。

3.三元混合气体

3.1 Ar+O2+CO2

由这三种气体所组成的混合气体在短路过渡以及粗滴过渡还有脉冲等过程中都具有很好的效果，所以被广泛的应用于实际的焊接过程之中。

Ar5%+CO2+（1%-3%）+ O2。这种混合气体的优势主要的在于能够焊接各种不同的厚度的碳钢材料，合金钢以及不锈钢材料具有很好的适应性能。

Ar +C02 （10%-20%）+O2。此种配比的混合气体可以产生热短路过渡的情况并且熔池的流动性较好。所以可以在采用三重脱氧焊丝的时候，可以使熔池呈惰性。

3.2 Ar+C02 +H2

不锈钢脉冲M IG焊时加少量HZ （ 1%一2%），焊缝润湿性改善且电弧稳定。CO2量要少（1%-3%），使渗碳最少，并保持良好的电弧稳定性。此气体使焊缝金属含氢量过高，焊缝力学性能不好且会出现裂缝，因此不适用于低合金钢。

3.3 A r+CO2+He

Ar中加He及CO2可增加焊接热输入并改善电弧稳定性，焊道润湿性和成型更好。

Ar（10%一30%）+H e（5%一15% ）+CO2。这种混合气体的配比形式主要的用于对于碳钢合金以及低合金钢脉冲喷射电弧焊的过程之中。当CO2含量较低时能改善电弧稳定性，低电流脉冲喷射电弧焊也可以用。

（60%一70% ）He+（20%一350）Ar+40%CO2用于高强钢，尤其适用全位置短路过量要低，以保持良好的焊缝金属的韧性。He可提供熔池流动性所需的热量，He含量不需要太高，因为熔池变得稀些容易控制[3]。（90%-75%）Ar+5%CO2用于不锈钢全位置短路电弧焊，CO2含量要低，使渗碳最少，以保证良好的耐腐蚀性，尤其是多道焊。添加CO2+A r可使电弧稳定性和熔透性好。

4.结语

随着焊接技术的发展，混合气体在熔化极气体保护焊中的应用日益的广泛，但是不同种类的混合气体以及不同配比的混合气体对于熔化极气体保护焊的效果和质量都有着很大的不同，在进行实际的操作时要对这些气体的配比以及种类进行不断的探索，从而形成一定的规律，更好的实现焊接效果的优化。

参考文献：

[1]张建春，王国荣，石永华，钟继光.混合气体在熔化极气体保护焊中的应用[J].焊管，2013，11（2）.

[2]高兆宽.混合气体熔化极气体保护焊工艺研究及应用[J].东方电气评论，2011，9（22）

[3]唐国宝.三元混合气体在熔化极气体保护中的应用[J].焊管，2012，9（12）.