不銹鋼氣體(ti)(ti)保護(hu)(hu)焊(han)有惰性(xing)氣體(ti)(ti)保護(hu)(hu)焊(han)和活化(hua)性(xing)(又(you)稱氧化(hua)性(xing))氣體(ti)(ti)保護(hu)(hu)焊(han)兩(liang)種。惰性(xing)氣體(ti)(ti)保護(hu)(hu)焊(han)用氣體(ti)(ti)有氬、氦、氬-氨和氬-氫(qing)混合氣體(ti)(ti);活性(xing)氣體(ti)(ti)保護(hu)(hu)焊(han)用氣體(ti)(ti)有氬、氧、氬二氧化(hua)碳和氬-氧-二氧化(hua)碳等混合氣體(ti)(ti)。
一(yi)、氬氣(Ar)
氬氣是惰性(xing)氣體,為單原子(zi)氣體,它不(bu)與焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬起化學作用,密(mi)度(du)比空氣大(da)37%,使用時(shi)不(bu)易飄浮失(shi)散(san),所以是一種理想的(de)(de)保護(hu)氣體。氬氣的(de)(de)熱(re)導率小,高溫時(shi)不(bu)分(fen)解吸熱(re),電弧在氬氣中(zhong)燃燒時(shi)熱(re)量損失(shi)少,電離熱(re)低(di),故在各類氣體保護(hu)焊(han)(han)(han)中(zhong)氬氣保護(hu)焊(han)(han)(han)的(de)(de)電弧燃燒穩定(ding)性(xing)最(zui)好。特別(bie)在熔化極氬弧焊(han)(han)(han)時(shi)焊(han)(han)(han)絲(si)金(jin)屬很易呈穩定(ding)的(de)(de)軸向射流過渡(du),且飛濺小。在熔化焊(han)(han)(han)時(shi)得到廣泛的(de)(de)應用。
氬氣是分餾液態空氣的副產品,所以其中常含有一定數量的氧、氮、二氧化碳及水分,會直接影響焊縫質量。因此,對氬氣的純度有一定的要求,氬氣作為不銹鋼(gang)焊接的保護氣體時,其純度(體積分數)要大于或等于99.9%。
有關氬氣(qi)的質量技(ji)術(shu)指標,執行GB/T 4842-2006《氬》的規定,見(jian)表(biao)2-48。
二、氦氣
氦氣(qi)(qi)(qi)(He)與氬氣(qi)(qi)(qi)一樣,是(shi)一種無色、無味的惰性氣(qi)(qi)(qi)體,不(bu)(bu)與其他(ta)元素組成化合物,不(bu)(bu)溶于焊縫金屬,是(shi)一種單原(yuan)子氣(qi)(qi)(qi)體。與氬氣(qi)(qi)(qi)相比,性質(zhi)有下列(lie)特點。
①. 在氬氣中容易引弧,電(dian)弧燃燒穩(wen)定(ding)而且柔和,氦氣則(ze)較(jiao)差。
②. 同(tong)樣(yang)的(de)(de)電(dian)流(liu)和弧長(chang),氦(hai)的(de)(de)電(dian)離勢高,氨弧的(de)(de)電(dian)壓明顯比(bi)氬弧高,所以氨弧的(de)(de)溫度高,發(fa)熱(re)大且集中,這是(shi)氦(hai)弧焊(han)的(de)(de)最大優點。同(tong)時(shi)氦(hai)的(de)(de)熱(re)傳(chuan)導系數大,有利于向被(bei)焊(han)區輸(shu)熱(re),所以在(zai)同(tong)等電(dian)流(liu)和弧長(chang)條件(jian)下,鎢極氨弧焊(han)的(de)(de)焊(han)接速度可比(bi)鎢極氬弧焊(han)快(kuai)30%~40%,且可獲得熔深較大的(de)(de)窄焊(han)縫,焊(han)接熱(re)影響區也明顯減(jian)小。
③. 氦(hai)氣的密度小,不易形成良好的保護(hu)罩,為(wei)了獲得同樣的保護(hu)效果,氮氣流量(liang)必須比(bi)氬(ya)氣流量(liang)大2~3倍。
由(you)于氦氣價格昂(ang)貴,所以應用受到限(xian)制。氦氣的技術要求見(jian)表2-49。
三、氬-氦(hai)混合(he)氣體(ti)
氬(ya)氣(qi)電弧穩(wen)定柔和,陰極清(qing)理(li)作用好;氦氣(qi)電弧發熱(re)量大且集中,有較大的熔深。采(cai)用氬(ya)-氦混合(he)氣(qi)體(ti)可(ke)以取長補短。其混合(he)氣(qi)體(ti)的體(ti)積分(fen)數(shu)通常(chang)為ψH。75%~80%+ψAr25%~20%。
四、氫氣(qi)
氫氣(H2)是無色無臭的可燃性氣體。氫的相對原子質量最小,可溶于水,導熱性能好,分解時吸收大量的分解熱。在氬氣保護焊時,加入適量氫,可增大母材金屬的輸入熱,提高電弧電壓,從而提高熱功率,增加熔透性且提高焊接速度和生產效率,同時還能防止焊縫產生咬邊和抑制CO氣孔的作用。氬-氫混合氣體的應用只限于焊接不銹鋼、鎳基合金,因為氫在一定含量范圍內對這些材料不會產生有害的冶金影響。常用的氣體成分是ψAr85%+ψH215%,采用此混合保護氣焊接母材厚度為1.6mm以下的不銹鋼對接接頭時,焊接速度可比純氬保護氣快50%。
氫氣的技術(shu)要(yao)求見表2-50。
五、氬-氧-CO2三元混合氣體
焊接不銹鋼時,在氬氣中加入適量的氧和CO2氣體,可使保護氣體的氧化性增強,當焊絲采用噴射形式過渡到焊接熔池時,具有下列優點:可克服陰極漂移現象,使焊接電弧燃燒穩定;焊接過程中飛濺減少,焊縫成形良好,還可以減少咬邊現象,易實現單面焊背面成形的工藝。
六、二氧化碳(CO2)
二氧化碳是氧化性保護氣體,有固、液、氣三種狀態。工業用CO2都是液態,常溫下即可氣化,使用方便,經濟。一個容積為40L的標準鋼瓶即可裝入25kg的液態CO2(按容積的80%計),剩余約20%的空間則充滿氣化了的CO2。液態CO2中可溶解質量分數為0.05%的水,多余的水則成自由狀態沉于瓶底。這些水在焊接過程中隨CO2一起揮發并混入CO2氣體中,一起進入焊接區,成為主要的有害雜質,故焊前必須采取下列措施減少水分。
①. 將(jiang)新灌氣(qi)瓶倒置(zhi)2h,開啟閥門將(jiang)沉積在下部(bu)的水排出(chu)(一(yi)般排2~3次,每次間隔約30min),放(fang)水結束(shu)后將(jiang)氣(qi)瓶放(fang)正。
②. 使用前先放氣2~3min,因為上部(bu)的(de)氣體一般含(han)有較多的(de)空(kong)氣和水分(fen)。
③. 在氣路中設置高壓干燥器和低壓干燥器,進一步減少CO2中的水分。一般用硅膠或脫水硫酸銅作干燥劑,吸水后可加熱烘去水后多次重復使用。
④. 當瓶中氣壓降低到0.2MPa以下時,不得再使用。焊接用CO2的技術要求見表2-51。
七、氧氣(O2)
氧在常溫狀態和大氣壓下,是無色無味的氣體。在標準狀態下,氧氣密度為1.43kg/m3,比空氣重(空氣密度為1.29kg/m3)。氧氣本身不能燃燒,是一種活潑的助燃氣體。高壓氧與油脂接觸會自燃,并可能爆炸。
氧(yang)氣(qi)(qi)常用(yong)作惰(duo)性氣(qi)(qi)體保(bao)(bao)護焊的(de)附加氣(qi)(qi)體,但不超過混合(he)氣(qi)(qi)體體積分數的(de)2.0%。在(zai)熔化(hua)極(ji)氬氣(qi)(qi)保(bao)(bao)護焊時加入(ru)氧(yang),可以細化(hua)熔滴(di),降低(di)射(she)流過渡的(de)臨界電流,克服(fu)電弧陰(yin)極(ji)斑(ban)點飄移(yi),增(zeng)加母(mu)材輸入(ru)熱(re),從而提高焊接速(su)度。
工(gong)業氧氣的技術要(yao)求見(jian)表2-52。