正确屏蔽不锈钢焊接

焊接不锈钢需要选择保持其冶金组成和相关的物理和机械性能的屏蔽气体。用于不锈钢的共同屏蔽气体元件包括氩气，氦，氧，二氧化碳，氮和氢气（见图1）。这些气体以不同的比例组合，以适应不同转移模式，线型，基础合金，所需的珠子曲线和行驶速度的需求。

用于短路转移GMAW的气体

Because of stainless steel’s poor thermal conductivity and the relatively “cool” nature of short circuit transfer gas metal arc welding (GMAW), this process requires a “trimix” gas that contains a blend of 85 to 90 per cent helium (He), up to 10 per cent argon (Ar) and 2 to 5 per cent carbon dioxide (CO₂）。常见的三混合混合物含有90％的统计，7-1 / 2％AR，2-1 / 2％CO₂。氦的高电离电位促进短路后开始的弧形;再加上其高导热率，使用他将增加焊接池的流动性。Trimix的AR部件提供焊接水坑的一般屏蔽，而CO₂作为反应性组分以稳定弧形（参见不同的屏蔽气体如何影响图2中的珠子谱。

一些剪裁可以使用氧气作为稳定剂，而其他粒子可以使用他/公司₂/ N.₂混合达到相同的结果。一些天然气分销商具有专有的气体混合物，可以提供承诺的益处。分销商还推荐这些混合用于其他传输模式，结果相同。

制造商的最大错误是试图短路GMAW不锈钢与它们用于温和钢的相同气体混合物（75 AR / 25 CO₂），通常是因为它们不希望额外的气缸管理。这种混合物含有太多的碳。事实上，任何用于固体线的屏蔽气体应含有最多5％的CO₂。使用更大的量产生冶金，可以不再被认为是L级合金（L级别小于0.03％）。在屏蔽气体中有过量的碳，可以形成铬碳化碳化碳化合物，这会降低耐腐蚀性和机械性能。焊缝的表面也会出现烟雾。

作为侧面笔记，在300系列底座合金上选择短路GMAW的金属（308,309,316,347），制造商应选择LSI等级。LSI填料具有低碳含量（0.02％），这使得当存在晶间腐蚀的风险时特别推荐。较高的硅含量改善了焊接性质，例如润湿，以帮助压平焊接冠部并促进焊接脚趾的熔化。

使用短路转移过程时，制造商应谨慎。由于闪电熄灭，不完全融合可能会导致，使得关键应用程序的过程子示例。在高生产情况下，如果材料可以支持其热输入（≥1/ 16英寸，脉冲喷雾​​转移将是更好的选择。在材料厚度和焊接位置支撑它的情况下，喷射转移GMAW是优选的，因为它提供了更一致的融合。

喷射转移模式的气体

这些更高传热模式不需要与他屏蔽气体。对于300系列合金的喷射转移焊接，常见的选择是98％的AR，2％的活性元素如CO₂或O.₂。一些气体混合物还可以包括小的n₂。具有更高的电离电位和导热性，n₂促进润湿，可以更快的旅行速度或改善渗透;它也可能减少失真。

对于脉冲喷雾转移GMAW，100％AR可以是可接受的选择。因为脉冲电流稳定电弧，所以气体并不总是需要有源元件。

铁素体不锈钢和双面不锈钢（带有50/50的铁氧体和奥氏体的平衡）有更缓慢的水坑。对于这些合金，气体混合物如〜70％的Ar /〜30％他/ 2％CO₂将促进更好的润湿和改善旅行速度（见图3）。可以使用类似的混合物来焊接镍合金，但它会导致焊缝表面上形成氧化镍（例如，添加2％的CO₂或O.₂可以足以增加氧化物含量，因此制造商应该避免它们或准备花费大量的时间磨削，因为这些氧化物非常坚韧，线刷通常不会移除它们）。

芯不锈钢线的气体

伪造器使用磁通芯不锈钢导线用于脱位焊接，因为这些电线中的炉渣系统提供了一个“搁板”，它在凝固时支撑焊接水坑。因为助焊部件可以减轻CO的效果₂，Flux-Cored不锈钢导线设计用于75％AR / 25％CO₂和/或100％的CO₂气体混合。虽然磁通芯线可能每磅花费更多，但值得注意的是，较高的全位置焊接速度和沉积速率可能降低整体焊接成本。此外，磁通芯线使用传统的恒定电压DC输出，并且基本的焊接系统成本更低，并且比脉冲的GMAW系统更不复杂。

GTAW的气体

对于300和400系列合金，100％AR仍然是天然气钨弧焊（GTAW）的标准选择。在一些镍合金的GTAW期间，特别是用机械化方法，可以加入少量氢气（最多5％）以改善行驶速度（注意，与碳钢不同的镍合金，不易受氢气裂解）。

用于焊接超级和超水平不锈钢，98％AR / 2％n₂和98％的ar / 3％n₂分别是良好的选择。还可以添加氦气以改善约30％水平的润湿。当焊接超级式或超速溶不锈钢时，目的是产生具有约50％的铁素体的平衡微观结构和50％奥氏体的关节。因为微观结构形成取决于冷却速率，因为TIG焊接水坑迅速冷却，使用100％AR时的铁氧体将保持太多。当气体混合与n₂组件使用，n₂变成焊接池并促进奥氏体形成。

背部气体

不锈钢需要保护接头的两侧以产生具有最大耐腐蚀性的成品焊缝。未能保护背面会导致“加糖”或极端氧化，这可能导致焊接失效。

紧密对接的关节，具有始终如一的优异拟合或情况，其中紧密含有接头的背面可能不需要背衬气体。在这里，由于氧化物累积，主要问题是防止热影响区域变得过度变色，然后需要机械去除。从技术上讲，如果背面温度超过500摄氏度，则需要屏蔽气体。然而，更保守的方法是阈值300度。理想情况下，背衬应低于30 ppm o₂。如果焊缝的背面将被挖出，接地和焊接以进行全渗透焊接，则是例外。

选择的两个备用气体是n₂（最便宜的）和AR（更昂贵）。对于小型组件或AR源随时可用时，使用该气体可能更方便，不值得节省n₂。可以加入高达5％的氢以减少氧化。提供各种商业选择，但自制背衬装置和清洗水坝很常见。

添加10.5％或更多的铬是不锈钢其不锈钢特性。保持这些属性需要选择正确的屏蔽气体以保护焊接和良好的技术，以保护接头的后侧。不锈钢是昂贵的，它被用作充分的理由。在遮挡气体时，试图削减角落没有任何意义，或者选择填充金属。因此，在选择焊接不锈钢的气体和填充金属时，它可以使用知识渊博的气体分配器和填充金属专家始终有意义。

Martin Denault是esab特种合金的申请专家CWI。