淺談混合氣體保護焊的特點

摘 要：通過對二氧化碳氣保焊、氬弧焊、混合氣體保護焊特點的對比分析以及在工廠中的應用，證明了混合氣體保護焊不但具備二氧化碳氣體保護焊成本低、效率高的特點，還具備焊縫表面成型好、機械性能質量高的特點。介紹了混合氣體焊焊接操作工藝參數及需要注意的一些問題，對混合氣體保護焊焊接工藝設計及其應用具有一定的指導作用。

關鍵詞：混合氣保焊；焊接工藝參數；方法探究

焊接技術歷史悠久，近幾十年焊接方法更是不斷改進，針對不同的材料產生了不同的焊接方法，焊接技術也達到了新的水平，但氣體保護焊現在仍是最普遍、效率最高的一種焊接方法。

常用的焊接氣體保護形式有CO2氣體保護、Ar保護和混合氣體保護，而混合氣體保護常用的主要由Ar+CO2氣體混合而成，它對焊接力學和焊縫質量提高有著很大的影響，在采用Ar+CO2混合氣體焊接時，與純CO2氣體保護焊相比較，可以提高焊接效率和焊接質量，并且降低了成本，使用價值明顯。

一、氣體保護焊接特點比較

1.CO2氣體保護焊特點：（1）生產率高，由于焊接電流密度較大，電弧熱量利用率高，焊絲又是連續送進以及焊后不需要清渣，因此，提高了生產率。（2）成本低，CO2氣體價格便宜，電能消耗少，所以焊接成本低，僅為埋弧自動焊的40%，焊條電弧焊的37%～42%。（3）焊接變形和應力小，由于電弧加熱集中，工件受熱面積小，同時CO2氣流有較強的冷卻作用，所以焊接變形小，特別適用于薄板焊接。（4）操作簡便，焊接時可以觀察到電弧和熔池的情況，固操作容易掌握，不易焊偏，有利于實現機械化和自動化。（5）缺點：飛濺大，弧光強。

2.氬弧焊特點：（1）焊縫保護效果好，焊縫質量高。（2）焊接變形和應力小，適用于薄板焊接。（3）便于觀察，方便操作，適用于全位置焊接。（4）電弧穩定、飛濺少。（5）適用于焊接材料范圍廣，尤其適用于焊接有色金屬，如鋁、鎂、鈦等。（6）缺點：設備成本高，引弧困難。

3.混合氣體保護焊特點：好的氣體保護應具有低的電離勢，就是氣體電離所需的電壓，因低的電離電壓使氣體容易電離，從而容易起弧，并同時保持電弧的穩定，保護氣體對于影響焊接質量和其他氣體起到排斥作用，因此保護氣體大多都以惰性氣體為主。Ar就屬于惰性氣體，Ar+CO2混合焊接可降低氬弧焊中熔滴的黏性，減小表面張力，使熱敷率顯著提高，并增強熔深，避免單純CO2氣體焊接中的飛濺，提高焊件的力學性能。其特點是：（1）焊接成本低。CO2是化工廠的副產品，來源廣，價格低，因而其綜合成本大概是埋弧焊和手工電弧焊的40%～50%。（2）生產效率高。可以使用較大的焊接電流，因此熔深比手工電弧焊深，對10 mm以下的鋼板可以不開坡口，效率可比手弧焊提高2～4倍。（3）能耗低。CO2氣體保護焊和焊條電弧焊4 mm板對接焊對比，CO2氣體保護焊是焊條電弧焊消耗電能的70%。（4）應用范圍廣。因氣體保護焊的電弧熱量集中，加熱面積小，Ar+CO2氣流有冷卻作用，因此焊件焊后變形小，薄板可焊到1 mm，厚板可焊超過50 mm以上。（5）抗銹能力強。氣體保護和埋弧焊相比，具有較高的抗銹能力，所以焊前對焊件表面的清潔工作要求不高，可以節省生產中大量的輔助時間。（6）焊接飛濺小。通常CO2氣體保護焊在焊接時不易出現過度噴射，在焊絲當中存在較大的熔滴，熔滴受到向上電磁力的作用，較大的熔滴會因為電磁力的不平衡飛濺到外邊，出現大量的飛濺。混合氣體保護焊，可以得到過渡噴射，形成小的熔滴，這時作用在熔滴上的電磁力要高于熔滴的平衡力，使得熔滴可以順利進入熔池，減少了飛濺的產生。（7）復合氣體焊縫表面成型好。在焊接中如果單純使用CO2氣體保護焊，那么焊絲中的錳、硅等有益合金元素會大量流失，而混合氣體具有低的氧化性，可以減少CO2氣體的成分，可以降低錳、硅等元素的流失，焊縫的抗拉強度明顯提高。同時，混合氣體在焊接中減少了氧的百分比，使焊縫中的氧化物大幅度減少，焊縫表面光滑，焊接表面質量得到了提高。

二、工藝參數的選擇

再好的焊接方法，沒有精確的工藝參數支撐是不行的，混合氣體保護焊主要的焊接工藝參數有焊接電流、電弧電壓、混合比、氣體流量、焊接速度、焊絲伸出長度等。

1.焊接電流和電弧電壓。焊接電流和電弧電壓是相匹配的關鍵焊接參數，如選擇不當會影響到短路過渡，使飛濺過大，影響焊接質量。以常用的φ1.2 mm焊絲為例，電流在120～135 A之間，電壓在19～20 V之間。

2.混合比Ar和CO2氣體的比率是80：20，歐洲的標準比率是82：18。Ar也不能過高，如果Ar太多相應的CO2含量減少，會降低熔敷金屬的活性，不利于鐵水的流動，會影響到焊接質量。

3.氣體流量。首先氣體的純度不能低于99.5%。其次，為了保證焊接區不受空氣的侵入，就要選擇合理的氣體流量，如氣體流量過小時，保護氣體的挺度不足，焊縫容易產生氣孔等缺陷；氣體流量過大時，不僅浪費氣體，而且氧化性增強，焊縫質量下降。如果焊接速度增加，氣體流量也要相對增加。一般細絲焊接時，氣體流量在15～20 L/min之間。

4.焊接速度。焊接速度的增加和減小直接影響到焊縫的寬度、深度和余高。焊接速度過快，容易產生咬邊和未焊透等缺陷，并易產生氣孔。焊接速度過慢，焊接容易燒穿，且焊縫內部容易組織粗大，并且變形增大，生產效率降低。通常半自動焊的速度不超過0.5 m/min。

5.焊絲伸出長度。一般焊絲伸出長度應為焊絲直徑的10～12倍，細絲焊接以10～15 mm為宜。如果焊絲伸出長度過長，焊絲容易形成段熔，飛濺嚴重，焊接不穩定，并且噴嘴與焊件之間的距離增大，氣體保護效果變差。但焊絲伸出長度過小噴嘴與焊件間的距離過近，飛濺金屬容易堵塞噴嘴。

混合氣體焊接技術的運用一定上兼顧了用純氬氣保護焊接和用純CO2氣體保護的優點，很明顯可以提高焊接質量及生產效率，同時還能降低焊接成本，完善焊接時的焊縫成形表面，減少合金元素的燒損，提高焊縫的機械性能。所以，復合氣體焊接技術是現在值得推廣的焊接方法。

參考文獻：

邱葭菲.焊工工藝學[M].機械工藝出版社，1991.

編輯 李建軍