氣體保護焊

用外加氣體作為電弧介質并保護電弧和焊接區的電弧焊稱氣體保護電弧焊，簡稱氣體保護焊。焊接過程中不斷向焊接區域輸送保護性氣體，包圍在電弧和熔池外面，隔絕空氣，免受其害，以達到保證焊接質量的目的。

保護氣體的種類很多，目前應用較多的是氩氣和二氧化碳。

一、氩弧焊

是以氩氣作為保護氣體的電弧焊。氩弧焊又分為非熔化極氩弧焊和熔化極氩弧焊兩種。

1、非熔化極氩弧焊

常用铈鎢棒（鎢中含微量氧化铈）作電極，與焊件之間産生電弧，故又稱鎢極氩弧焊。由于鎢的熔點高達 3410℃左右，焊接時鎢極不熔化（仍有少量消耗），隻作電極而無填充金屬作用，故需另加焊絲。

焊接方式有手工焊和自動焊兩種。圖 1 左圖為手工鎢極氩弧焊示意圖，在特制焊槍的前面有一個噴嘴，其中夾持着鎢極，電流經導電嘴輸入并在鎢極與工件之間形成電弧。氩氣由入口處進入噴嘴後向焊接區噴出形成保護層。焊工左手持焊絲，右手持焊槍沿焊縫前移。自動焊過程基本同手工焊，隻是用機械代替手工操作。

為減少鎢極損耗，焊接電流不能過大，故鎢極氩弧焊隻适于焊接 4mm 以下的薄闆。

2、熔化極氩弧焊

用焊絲作電極并兼作填充金屬。又分為自動焊和半自動焊，半自動焊時由焊工手持焊槍沿焊縫前進，焊絲下送等則由機械完成；自動焊時全部由機械操作。圖 1 右圖為熔化極自動氩弧焊示意圖。由于焊接電流可大大提高，故 适 用于 3mm以上的鋼闆的焊接。

氩弧焊的特點

(1) 适于焊接各類合金鋼、易氧化的非鐵金屬及锆、钽、钼等稀有金屬材料。

(2) 電弧穩定，飛濺小，焊縫緻密，表面沒有熔渣，成形美觀。

(3) 明弧可見，便于操作，容易實現全位置焊接。

(4) 電弧在氣流的壓縮下燃燒，熱量集中，熔池較小，焊接速度較快，焊接熱影響區較窄，因而工件焊後變形較小。

圖 1 氩弧焊示意圖

由于氩氣價格較高，氩弧焊目前主要用于焊接鋁、鎂、钛及其合金，也用于焊接不鏽鋼、耐熱鋼和一部分重要的低合金鋼焊件。

在一般氩弧焊的基礎上又發展出脈沖氩弧焊，它采用可控的脈沖電流代替了一般氩弧焊的連續恒定電流。脈沖電流周期性而又瞬間地向電弧供電形成脈沖電弧，焊件的加熱熔化主要依靠它。脈沖電流通過時，焊件上産生一個點狀熔池，脈沖電流停歇時，熔池冷卻結晶形成一個焊點。在脈沖電流停歇期間，電源仍向電弧提供一個數值很小的基值電流以維持電弧連續燃燒和使下一個脈沖電弧可靠而穩定的複燃。随着脈沖過程的重複進行，焊件上可形成一個由許多焊點互相搭接而成的鍊狀焊縫。這種方法的電流平均值較小，而電弧仍可溫度燃燒，因而可較少輸入焊件的熱能，由此而獲得一些特點。其中很重要的一個特點是可焊很薄的金屬，例如熔化極脈沖氩弧焊可焊 1～4mm 的鋼闆，鎢極脈沖氩弧焊可焊厚度小于 0.8mm（甚至可達 0.1mm）的薄闆。

二、二氧化碳氣體保護焊

用二氧化碳作保護氣體的氣體保護焊稱二氧化碳氣體保護焊。此法均采用焊絲作電極兼作填充金屬。除保護氣體不同外，進行過程與方式均與熔化極氩弧焊大體相同，亦分自動焊和半自動焊。常用的是半自動焊，圖 2 為其示意圖。

圖 2 二氧化碳保護焊示意圖

但 CO2 是氧化性氣體，在電弧熱作用下能分解為 CO 和[O]。[O]與熔池中的鐵、碳及其它合金元素作用，易造成氣孔和強烈的飛濺，使焊縫含氧量增加，并燒損。為保證焊接質量和焊縫的合金成分，故需采用含錳、矽較高的焊接鋼絲或含有相應合金元素的合金鋼焊絲。例如焊接低碳鋼常選用 H08MnSiA 焊絲，焊接低合金結構鋼則常選用 H08Mn2SiA 焊絲。

二氧化碳氣體保護焊的特點是：

（1）成本低 因采用廉價易得的二氧化碳代替焊劑，焊接成本僅是埋弧焊和焊條電弧焊的 40％左右。

（2）生産率高 由于焊絲送進是機械化或自動化進行，電流密度較大，電弧熱量集中，故焊接速度較快、此外，焊後沒有渣殼，節省了清渣時間，故其效率可比焊條電弧焊生産率提高 1～3 倍。

（3）操作性能好 二氧化碳保護焊是明弧焊，焊接中可清楚看到焊接過程，容易發現問題并及時調整。二氧化碳保護焊如同焊條電弧焊一樣靈活，适合于各種位置的焊接。

（4）質量較好 由于電弧在氣流壓縮下燃燒，熱量集中，因而焊接熱影響區較小，變形和産生裂紋的傾向性小。 二氧化碳保護焊的缺點是，由于二氧化碳的氧化作用，熔滴飛濺較為重，因此焊縫成形不夠光滑。另外，如果控制或操作不當，容易産生氣孔。

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