选择您的保护气体轮廓

实现理想的焊接涉及到一系列因素:基材的质量、焊丝的选择、焊接程序和保护气体。创造一个高效、有效和员工舒适的环境是很重要的，但最终目标是创造一个能够承受工作条件的焊缝，没有开裂或其他故障的风险。

保护气体的选择直接影响焊接性能。它可以改变焊丝焊接的平滑程度、飞溅水平和电弧质量。它还会对最终焊缝的力学性能产生影响。

了解保护气体的选择以及每一种保护气体如何改变工艺和最后的焊接将帮助您了解哪种气体组合可能最适合您的工作。

保护气体基本知识

固体、气体保护药芯或金属芯焊丝所使用的气体保护的主要目的是保护熔池不受大气中元素的影响，如氮气和氢气。这些外部元素渗入焊缝会产生许多问题，包括孔隙和裂纹。

保护气体可以影响钎料从电弧向焊缝的转移，通过确定焊缝熔深轮廓，有助于提高焊接工艺效率和焊缝质量。

二氧化碳、氩气、氦气和氧气是焊接过程中最常用的保护气体，它们根据各自的特点对焊接性能产生不同的影响。

在决定使用何种保护气体时，不仅要考虑所需的焊接性能，而且还要考虑焊接准备和其他非焊接活动的成本和可用劳动力。

二氧化碳和氩气

二氧化碳和氩气共混气体是碳钢气体金属电弧焊(GMAW)最常用的保护气体。如果这个过程有一个默认设置，它将是75/25氩气/CO₂混合。第二种最常见的是90/10组合。每一种都有其独特的好处。

二氧化碳是最便宜的反应气体，是焊接中最常用的气体，也是唯一一种无需添加惰性气体即可使用的保护气体。有限公司₂具有宽、深的焊接深度，是焊接厚材料的理想选择。这使得使用百分之百的二氧化碳₂对于某些熔剂核心应用程序来说，这是一个很好的选择。

更多的公司₂你所使用的，从导线上的液滴越大你的转移模式就越球状。这样做的缺点是，与其他气体混合时相比，它会产生更不稳定的电弧和更多的飞溅。这不仅使一个干净的焊缝难以实现，但部分的一些焊后整理几乎是不可避免的。

氩在稳定电弧方面非常有效，这意味着电弧的能量传递很容易。保护气体中的氩气含量越高，可以得到的液滴就越细。这意味着您可以创建更一致的质量和外观的焊缝，并允许良好的焊接池控制。用氩气实现的窄熔透轮廓使之成为角焊缝和对接焊缝的理想气体。由于使用氩气产生较少的飞溅，它也可以减少焊后清理时间。使用100%氩气焊接铝，镁，或钛是常见的，因为所有这些质量。

氩气和一氧化碳的混合物₂在碳素钢焊接是一种尝试获得两种气体的好处，以产生高生产率，同时也创造视觉上吸引人的焊接。

这两种气体还为焊缝提供了特定的强度和延展性值。高氩气含量的保护气体产生的焊缝具有较高的拉伸强度和屈服强度，但塑性较低，而CO含量较高₂保护气体混合物的含量提高了延性和抗裂性，但降低了拉伸和屈服强度。有些应用可能不需要更高的氩气含量，因为它提供的更高的强度是不必要的，而且可能不必要地使焊缝更容易由于内应力的增加而产生裂纹，内应力是氢致裂纹的一个组成部分。易受影响的组织和氢的存在也会增加开裂的风险。然而，其他焊缝可能要求更高的含量，因为否则它们可能达不到最低强度标准。

高热输入对焊缝力学性能的影响与CO相似₂，因为它降低了强度，增加了延性。相反，较低的热输入和高的氩气含量的气体将做相反的，增加强度和降低塑性。由于这个原因，热和保护气体平衡经常可以用来复合或抵消这些影响。例如，在高热量输入导致焊缝强度下降的应用中，您可以选择使用较高的氩气水平。或者，如果低热量输入对焊缝的延展性有不利影响，直接使用CO2保护气体可以将这种影响降到最低。

额外的保护气体

氦通常用于焊接有色金属。它也用于焊接不锈钢在氩气和CO的三混合配方₂。氦会产生一个热电弧，这有助于提高旅行速度和生产率。它还能产生宽、深的熔透轮廓，这使它成为焊接厚材料的理想选择。氦通常以25%到75%的氦与适当平衡的氩的比例使用。通过调整这些比率，您可以改变焊缝熔深，焊缝轮廓和旅行速度。由于氦气比其他气体更贵，而且因为它很轻，它需要比氩气更高的流速，所以你应该仔细权衡它提供的提高生产力的价值和它更高的成本。

氧气是一种活性气体，通常以9%或更少的比例使用。在氩气混合物中加入氧气有助于提高熔池的流动性、熔透性和电弧稳定性，尤其是在焊接碳、低合金和不锈钢时。由于氧会引起焊缝金属的氧化，在大多数情况下，它不应该用于焊接铝、镁、铜或其他外来金属。

始终遵循填充金属制造商的建议，为给定的电线使用保护气体的类型和数量。与焊接过程中的其他因素类似，选择正确的保护气体对获得良好的焊接质量和减少不必要的停机时间至关重要。它还能影响焊缝的力学性能，确保满足适当的强度和延性要求。

Tre' Heflin-King是首席焊接工程师，CWI应用在Hobart Brothers, 101 Trade Square E, Troy, Ohio, 45373, 888-489-9353, Tre.Heflin-King@hobartbrothers.com，hobartbrothers.com。