生产车间焊接保护气体质量管理

■ 王海峰，葛福清，孙秀雯

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1. 概述

焊接保护气，顾名思义就是在进行焊接作业时用来保护焊接的一种气体，这种气体可以是单纯的气体，比如二氧化碳（CO2）、氩气（Ar）等等；也可以是一种混合气体，比如二氧化碳+氩气（CO2+Ar），氩气+氧气（Ar+O2）等，如果保护气体不纯，参杂着水分或其他不利于焊接的气体，那么将会对焊接作业造成影响，进而对产品质量造成重大的影响，严重会直接影响企业的信用和声誉，造成不可估量的损失。

焊接作业从焊接方法上来说使用保护气的种类有很多，本文着重从熔化极气体保护焊这种焊接方法上来进行论证与阐述。

2. 焊接保护气体灌装形式

（1）瓶装气体 一般情况下，焊接保护气通过瓶装的形式进行供给，一般单瓶的气体容量在20～25kg或40L左右，2.56元/kg，如果用量较多，更换单瓶气体频率过于频繁，有时候会将8瓶或12瓶联成气体大排进行供给，一般小型规模企业可以使用这种供气模式。

（2）车间气体管道 一般中等偏上规模的焊接企业，都会建立焊接保护气管道，焊接保护气体管道贯穿于整个车间，在车间的任何一个地方，就近都可以找到焊接保护气体管道接口，使用时直接把气体保护焊机接入保护气管道，方便作业。这种供气方式灵活机动性较强，焊接保护气体管道在车间建立起来后，相应的焊接保护气站（1.84元/kg）将要建立，气站一般建在车间外面比较空旷的地方，气站主要由气体大罐和气体混合柜组成，气体大罐的具体容量要根据企业焊接作业的规模大小来实际设定，比如本企业的氩气罐是15t的，二氧化碳使用单瓶15kg的，可以满足焊接作业的需要；气体混合柜是将焊接使用的两种保护气按照实际使用的比例进行混合配比，将配比好的气体通过保护气体管道输送到车间的各个地方。

从价格可以看出，通过气站混合的气体在单价上明显要低于单瓶气体，并且免去了单瓶气体运输、配送、回收空瓶、重新灌装等这些工序，对本企业以及供应商来说，都节省了成本。

3. 气站及管道的建立与维护

（1）气站的建立 根据企业生产用焊接保护气体种类来设置具体的大罐种类及容量，本企业使用90%Ar+10%CO2比例的混合气体，再根据本企业的用气量，设定大罐气体为氩气（Ar），二氧化碳（CO2）由于比例较小，使用单瓶容量（15kg）的就可以满足要求，两种气体与气体混合柜连接起来，在气体混合柜里进行实际使用比例的混合，混合好之后，通过管道输送进入车间生产岗位。

（2）气体管道的建立与维护 气体管道一般采用不锈钢304管，规格采用DN25，也有使用碳钢管进行铺设的，碳钢管价格比较便宜，但是会存在腐蚀、生锈、堵塞的问题。一般使用超过三年，以后每年都要对整个管道进行清理与维护，否则会对焊接保护气质量造成影响，间接影响产品质量。

碳钢管清理与维护需要有专业的技术和经验，现在都需要有专业的资质，一般企业并不具备这样的资质和技术，所以都会找专业的公司进行维护与保养，这样就会产生额外的费用。综合对比和计算，使用不锈钢304管在使用期限和后期的维护保养方面要比碳钢管优惠的多，只是初期投资较大，这个企业可以提前根据当地的材料和人工费用，以及本企业的使用规模来具体计算一下，尽量做到成本最低化。

4. 气体纯度检验及参考标准

（1）气体纯度检测 气体纯度检测一般气体使用企业自己不能做，只能依靠专业的第三方检测机构，如果气体供应企业规模较大，比如法液空这样的企业，他们是完全可以提供检测服务的，他们提供的气体一般情况下也不会有大的问题。但是一些小的供应商，比如二氧化碳气体的提供者，本身二氧化碳只占用气比例10%，用量较小，再者二氧化碳的气体来源一般都是化工厂的副产品，这些上游的供气商是不具备专业检测气体纯度能力的，这样的情况就只能依靠专业第三方了。混合后的气体比例检测一般情况下也得依靠专业的第三方检测机构。

（2）气体纯度参考标 用于焊接的二氧化碳（CO2）纯度，在GB/T 6052中要求≥99.5%，在美标AWS A5.32的要求要求≥99.8%，这个标准有差异，可以根据企业本身产品性质进行具体的要求。当然了，还有别的标准可能还会有别的要求，这样就具体问题具体对待了。本企业执行纯度≥99.8%，含水量≤32×10-6。

用于焊接的氩气（Ar），本企业执行的是美标AWS A5.32中的≥99.997%，含水量≤10.5×10-6。

混合后的气体比例公差，国家没有标准对其进行规定，本企业按照美标AWS A5.32来设定，具体为：混合气体比例公差为±10%，比如，我们要求二氧化碳含量10%，那么二氧化碳含量检测后在9%～11%均为合格，其他企业可以按照此标准或其他有明确要求的标准来设定自己的检验标准。

5. 气体管理纳入质量管理体系

焊接企业对焊接保护气体的管理，一定要系统化，比如将焊接保护气体管理要编制专门的作业指导书。作业指导书经过质量代表批准签字后将纳入企业的质量保证管理体系，将作业指导书里涉及的部门及负责人集中起来，把作业指导书进行培训，让参与人员明白自己负责的区域，用于指导后续的工作，具有非常重要的意义。

6. 结语

焊接质量对于以焊接为主的企业来说有至关重要的意义，比如欧盟国家已经有了针对企业的焊接质量方面专业的认证标准ISO3834，加拿大也有了CSA W47.1标准，是针对焊接企业的认证标准。由于这样的标准只会越来越多，所以加强焊接保护气体质量管理，从根源上可以保证焊接质量，进而提高企业的综合竞争力。

[1] 中国机械工程学会焊接学会. 焊接手册（第三版）第二卷，材料的焊接[M]. 北京：机械工业出版社.

[2] 陈祝年，焊接工程师手册（第2版）[M]. 北京：机械工业出版社.