氬氣為惰性氣體不會與金屬反應(yīng)，來隔絕空氣做保護(hù)氣體。氬弧焊一般為等離子焊。一般電焊起弧后，用氬氣來冷卻，使產(chǎn)生的電弧空間變小，即電弧直徑變小，電弧內(nèi)的溫度變更高。但它起弧不是金屬直接接觸，是離一定距離用高壓電擊穿后再由大電流導(dǎo)通穩(wěn)弧。 9 J( p# ]- c5 E
氣體保護(hù)電弧焊簡稱氣體保護(hù)焊或氣電焊，它是利用電弧作為熱源，氣體作為保護(hù)介質(zhì)的熔化焊。在焊接過程中，保護(hù)氣體在電弧周圍造成氣體保護(hù)層，將電弧、熔池與空氣隔開，防止有害氣體的影響，并保證電弧穩(wěn)定燃燒。氣體保護(hù)焊，可以按電極的狀態(tài)、操作方式、保護(hù)氣體種類、電特性、極性、適用范圍等不同加以分類，常用氣體保護(hù)焊分類見表3-14。
* r3 S4 Q3 z+ b/ }0 E根據(jù)具體情況的不同，氣體保護(hù)焊可采用不同的氣體，常用的保護(hù)氣體有二氧化碳、氬氣、氦氣、氫氣及混合氣體。氣體保護(hù)焊的優(yōu)點(diǎn)是：電弧線性好，對中容易，易實現(xiàn)全位置焊接和自動焊接；電弧熱量集中，熔池小，焊接速度快，熱影響區(qū)較窄，焊件變形小，抗裂能力強(qiáng)，焊縫質(zhì)量好。缺點(diǎn)是不宜在有風(fēng)的場地施焊，電弧光輻射較強(qiáng)。本節(jié)著重介紹氬弧焊和二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧焊。
. m+ d3 Z1 |5 @ w7 |7 k& T" F* G# P' z2 G2 z3 w4 o4 X# W3 k8 ?5 _) B
一、氬弧焊 ' N8 \, J0 c8 k0 }8 ?2 M2 j
氬弧焊按照電極的不同分為熔化極氬弧焊和非熔化極氬弧焊兩種。 0 A0 v6 B9 _& m+ c( c" [
1．非熔化極氬弧焊的工作原理及特點(diǎn)
- p) c5 w( m* }0 x非熔化極氬弧焊是電弧在非熔化極(通常是鎢極)和工件之間燃燒，在焊接電弧周圍流過一種不和金屬起化學(xué)反應(yīng)的惰性氣體(常常用氬氣)，形成一個保護(hù)氣罩，使鎢極端頭，電弧和熔池及已處于高溫的金屬不與空氣接觸，能防止氧化和吸收有害氣體。從而形成致密的焊接接頭，其力學(xué)性能非常好。如圖3-9所示。
; j; \2 a( a2 T) y/ m2 O$ L' S1 a, O! O N. k, a
鎢極氬弧焊的特點(diǎn)如下。 3 U+ W3 l" _" o q+ R# x. A1 d
(1)可以焊接化學(xué)性質(zhì)非?；顫姷慕饘偌昂辖?。惰性氣體氬或氦即使在高溫下也不與化學(xué)性質(zhì)活潑的鋁、鈦、鎂、銅、鎳及其合金起化學(xué)反應(yīng)，也不溶于液態(tài)金屬中。用熔渣保護(hù)的焊接方法(如手弧焊或埋弧焊等)很難焊接這些材料，或者根本不能焊接。 & C) C6 ^: _2 x- i' I8 e
(2)可獲得體質(zhì)的焊接接頭。用這種焊接方法獲得的焊縫金屬純度高，氣體和氣體金屬夾雜物少，焊接缺陷少。對焊縫金屬質(zhì)量要求高的低碳鋼、低合金鋼及不銹鋼常用這種焊接方法來焊接。
* W9 r) A" ?4 \5 ` k0 C(3)可焊接薄件、小件。 2 v0 G/ b2 o! a& K, Q
(4)可單面焊雙面成形及全位置焊接。
" f& y+ E5 E/ p7 i8 G2 b) q(5)焊接生產(chǎn)率低。
) O9 _% s: @/ R鎢極氬弧焊所使用的焊接電流受鎢極載流能力的限制，電弧功率較小，電弧穿透力小，熔深淺且焊接速度低，同時在焊接過程中需經(jīng)常更換鎢極。 + ?; t. U1 x& A) T$ ~4 W
2．熔化極氬弧焊的工作原理及特點(diǎn)
: h( g8 B2 C; \# v3 Y/ w3 G3 P熔化極氬弧焊原理如圖3-10所示。
6 @& U* s, y. a! S1 h1 F @/ E焊絲通過絲輪送進(jìn)，導(dǎo)電嘴導(dǎo)電，在母材與焊絲之間產(chǎn)生電弧，使焊絲和母材熔化，并用惰性氣體氬氣保護(hù)電弧和熔融金屬來進(jìn)行焊接的。它和鎢極氬弧焊的區(qū)別：一個是焊絲作電極，并被不斷熔化填入熔池，冷凝后形成焊縫；另一個是保護(hù)氣體，隨著熔化極氬弧焊的技術(shù)應(yīng)用，保護(hù)氣體已由單一的氬氣發(fā)展出多種混合氣體的廣泛應(yīng)用，如Ar 80％＋CO220％的富氬保護(hù)氣。通常前者稱為MIG，后者稱為MAG。從其操作方式看，目前應(yīng)用最廣的是半自動熔化極氬弧焊和富氬混合氣保護(hù)焊，其次是自動熔化極氬弧焊。
1 j8 [, a8 D! J) S% W熔化極氬弧焊與鎢極氬弧焊相比，有如下特點(diǎn)。
! m7 U+ B& A3 G' [, s4 e! v& u(1)效率高 因為它電流密度大，熱量集中，熔敷率高，焊接速度快。另外，容易引弧。 # ^& z$ ]1 r" Q2 z
(2)需加強(qiáng)防護(hù) 因弧光強(qiáng)烈，煙氣大，所以要加強(qiáng)防護(hù)。 - K: [$ K" i% B. f
3．保護(hù)氣體 ' U5 ~ ]! F) u# h5 y* B+ F
(1)最常用的惰性氣體是氬氣。它是一種五色無味的氣體，在空氣的含量為0．935％(按體積計算)，氬的沸點(diǎn)為－186℃，介于氧和氦的沸點(diǎn)之間。氬是氧氣廠分餾液態(tài)空氣制取氧氣時的副產(chǎn)品。 + v! J4 M* Z# ?6 F6 Y/ l' [) Y
我國均采用瓶裝氬氣用于焊接，在室溫時，其充裝壓力為15MPa。鋼瓶涂灰色漆，并標(biāo)有“氬氣”字樣。純氬的化學(xué)成分要求為：Ar≥99．99％；He≤0．01％；O2≤0．0015％；H2≤0．0005％；總碳量≤0．001％；水分≤30mg／m3。
! y8 u* T6 P$ J氬氣是一種比較理想的保護(hù)氣體，比空氣密度大25％，在平焊時有利于對焊接電弧進(jìn)行保護(hù)，降低了保護(hù)氣體的消耗。氬氣是一種化學(xué)性質(zhì)非常不活潑的氣體，即使在高溫下也不和金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而沒有了合金元素氧化燒損及由此帶來的一系列問題。氬氣也不溶于液態(tài)的金屬，因而不會引起氣孔。氬是一種單原子氣體，以原子狀態(tài)存在，在高溫下沒有分子分解或原子吸熱的現(xiàn)象。氬氣的比熱容和熱傳導(dǎo)能力小，即本身吸收量小，向外傳熱也少，電弧中的熱量不易散失，使焊接電弧燃燒穩(wěn)定，熱量集中，有利于焊接的進(jìn)行。 - B# D* D9 z' U; l
氬氣的缺點(diǎn)是電離勢較高。當(dāng)電弧空間充滿氬氣時，電弧的引燃較為困難，但電弧一旦引燃后就非常穩(wěn)定。 |
