焊接混合保護氣體的類型及特性解析

各種混合氣體中各組分的比例可以在很大范圍內(nèi)發(fā)生變化，主要由焊接工藝、焊接

材料、焊絲型號等諸多因素決定。一般來說，焊縫質(zhì)量要求越高，混合氣體的純度

要求越高。

1.二元混合氣體

（1）氬-氧

氬氣中加入少量氧氣用于熔化極氣體保護焊，可提高電弧穩(wěn)定性，提高熔滴細化率，

降低噴射過渡電流，提高潤濕性和焊道成型。例如，Ar+（1%-2%）O2常用于碳鋼、

低合金鋼和非刺繡鋼的噴射電弧焊。

適當增加電弧氛圍的氧化性，提高熔池液態(tài)金屬的溫度和流動性。熔融金屬可以充

分流向焊趾，減少咬邊傾向，使焊道平整。例如，用Ar+（5%-10%）O2焊接碳鋼

可以提高焊接速度。有時在焊接非鐵金屬時加入少量氧氣。例如，在焊接非常干凈

的鋁板時，加入體積分數(shù)為1%的氧氣可以使電弧穩(wěn)定性好。

(2)氬-二氧化碳

這種混合氣體主要用于碳鋼和低合金焊接，對非繡鋼的焊接應(yīng)用有限。Ar-二氧化碳

飛濺少于純二氧化碳飛濺，減少合金元素的燒傷，有助于提高焊縫的強度和沖擊韌

性。在Ar中加入少量二氧化碳產(chǎn)生噴射電弧，就像加入少量二氧化碳一樣。最大的

區(qū)別是二氧化碳混合物比二氧化碳混合物產(chǎn)生噴射電弧的臨界電流更高。

Ar-CO2是我國應(yīng)用最廣泛的焊接二元混合氣體。為滿足市場需求，規(guī)范質(zhì)量要求，

制定了HG/T3728-2004化工標準《焊接混合氣體氬-二氧化碳》，規(guī)定了Ar-CO2混

合氣體的純度、混合氣體產(chǎn)品的技術(shù)要求、試驗方法和檢驗規(guī)則。

Ar-CO2混合氣體的比例幾乎可以是任何比例。例如，低合金鋼厚板全位置脈沖MAG

焊接中加入5%CO2的混合氣體非常常見，通常比加入2%O2時焊縫氧化少，熔深提

高，孔隙?。?/span>

Ar+(10%-20%)CO2用于碳鋼、低合金鋼窄間隙焊、薄板全位置焊和高速MAG焊；

Ar+(21%-25%)CO2常用于低碳鋼短路過渡焊；Ar+高熱輸入深熔焊采用50%CO2；

Ar+厚壁管焊接采用70%CO2。

（3）氬-氦

Ar-He混合物用于非鐵金屬焊接，如鋁、銅、鎳合金和活性金屬。這些氣體通過不同

的組合提高TIG焊接和MIG焊接的電弧電壓和熱量，保持氬氣的有利特性，特別適合

焊縫質(zhì)量要求高的場合。氦的添加量應(yīng)至少為20%，以產(chǎn)生和保持穩(wěn)定的噴射電弧。

(4)氬-氮

焊接雙相不銹鋼時，可在混合氣體中加入2%-3%的N2，以提高接頭的耐點蝕性和耐

應(yīng)力腐蝕性。

（5）氬-氫

H2是一種具有高導(dǎo)熱性的雙原子分子。使用Ar-H2混合物時，可以提高電弧溫度，增

加透氣性，提高焊接速度，防止咬邊。此外，氫氣還原，可防止CO孔的形成，Ar-H2

混合氣體主要用于焊接鎳基合金、鎳銅合金、非繡鋼等，氫含量一般應(yīng)控制在6%以下。

2.三元混合氣體

(1)氬-二氧化碳-氧氣

含有這三種成分的混合氣體，一般CO2在20%以下，O2在5%以下。其主要優(yōu)點是可

焊接各種厚度的碳鋼、低合金鋼和無刺繡鋼，無論哪種過渡形式，都具有多種適應(yīng)性。

(2)氬-二氧化碳-氫

焊接無刺繡鋼脈沖MIG時，加入少量H2（體積分數(shù)為1%-2%），改善焊縫潤濕，電弧

穩(wěn)定。因此，CO2也應(yīng)少（體積分數(shù)為1%-3%），以減少滲碳，保持良好的電弧穩(wěn)定

性。這種氣體不建議用于低合金鋼，因為它會導(dǎo)致焊縫金屬含氫量高、機械性能差和

裂紋。

(3)氬-氦-二氧化碳

在Ar中加入He和CO2可以增加焊縫的熱輸入，提高電弧的穩(wěn)定性，更好地潤濕和成形

焊道。焊接碳鋼和低合金鋼時，加He增加熱輸入，提高熔池的流動性，He也是惰性的

，對焊縫金屬的氧化合金燒傷沒有影響。

例如，Ar+(10%-30%)He+(5%-15%)CO2用于碳鋼和低合金鋼脈沖噴射電弧焊；(60%

-70%)He+(20%-35%)Ar+5%CO2用于高強鋼，特別是全位短路過渡焊；90%CO2用于

高強鋼；He+7.5%Ar+2.5%CO2廣泛應(yīng)用于無繡鋼全位置短路電弧焊。