密度大的焊接保护气体（焊接保护气体的选择）

焊接保护气体的选择

在气体保护焊过程中，尽管气体是焊接工艺规程中的重要参数之一，但其重要性往往被人低估。传统的理念通常认为焊接生产成本取决于采购成本，各项耗材的采购成本越低越好。但随着技术的发展，现代化焊接生产的特点就是利用不断涌现的新技术，尽可能地提高工艺过程生产效率，降低生产成本。保护气体作为气保焊过程中的一个重要参数，尽管其成本仅占焊接总成本5%左右，但不同的保护气体成分对焊接过程和焊接结果都有着重要影响。应用于焊接的保护气主要包括：Ar、CO2，许多情况下可以加入O2、H2、He或者N2来改善焊接过程。表1列出了不同气体与焊接相关的物理性质，正是这些物理特性参数，决定了不同气体在焊接过程中的不同表现，保护气体的发展就是综合应用这些物理特征参数的产物。

焊接保护气体的重要作用

从技术角度来看，仅通过改变保护气体成分，就能对焊接过程产生下列5大重要影响：

（1）提高焊丝熔敷率与传统纯二氧化碳相比，富氩混合气通常带来更高的生产效率。氩气含量应该超过85%以实现射流过渡。当然，提高焊丝熔敷率要求选择合适的焊接参数，焊接效果通常是多参数共同作用的结果，不合适的焊接参数选择通常会降低焊接效率，增加焊后清渣工作。

（2）控制飞溅以及减少焊后清渣氩气的低电离势使电弧稳定性提高，相应的减少了飞溅。最近的焊接电源新技术对CO2焊接的飞溅进行了控制，而在同样条件下，如果使用混合气，能够进一步减少飞溅和扩大焊接参数窗口。

（3）控制焊缝成形，减少过度焊接CO2焊缝倾向于向外突出，导致了过度焊接，使焊接成本增加。氩混气易于控制焊缝成形，避免了焊丝浪费。

（4）提高焊接速度通过使用富氩混合气，即使增加焊接电流，依然能够保持非常好地控制飞溅。这样带来的优势是焊接速度的提高，尤其是对于自动焊接，极大地提高了生产效率。

（5）控制焊接烟尘在同样的焊接操作参数下，富氩混合气相比二氧化碳大大减少了焊接烟尘。相比投资硬件设备来改善焊接操作环境，采用富氩混合气是一个附带的减少源头污染的优势。

综上可以看到，通过选择合适的焊接保护气体，可以提高焊接质量，降低焊接总成本，提高焊接效率。目前，在许多行业，已经普遍使用了氩气混合气，但由于从众原因，国内企业大多使用80%Ar 20%CO2。在很多应用中，该保护气体并不能发挥最佳效果。因此，选择最佳气体，其实是一个焊接型企业向前发展道路上的最容易实施的提高产品管理水平的方式。而选择最佳保护气体的最重要标准是能够最大程度的满足实际焊接的需求。此外，合适的气体流量是保证焊接质量的前提，太大或太小的流量都不利于焊接。

典型产品

（1）Stargold二元氩混气Stargold富氩混合气的特点是焊接电弧稳定，焊接过程平稳，焊后表面光亮，无飞溅，无需焊后打磨。

在一些汽车零部件行业，由于焊缝表面氧化皮的存在，焊后喷漆或电泳均无法附着在氧化皮上。减少气体反应性可以帮助减少这些表面氧化皮的产生。如图1所示。采用stargold5，焊缝表面洁净光亮，无飞溅。

（2）Robostar这是一种适用于自动焊接过程的三元混合气体，熔深能力强，焊接效率高，适合于多种熔滴过渡模式，接头疲劳强度高。尤其适合于汽车行业。当接头焊脚处存在由于焊缝表面外凸引起的焊缝金属向母材表面的不平滑的过渡而造成的多余应力，而引起疲劳强度下降时，Robostar是解决问题的最佳选择。如图2所示，焊缝向母材过渡平滑，无应力集中。

图1 采用不同保护气体，解决焊缝表面氧化皮太多的问题

图2 Robostar 焊缝示意

（3）Stargon与CO2相比，这种三元混合气体可提高焊接速度20%~30%，降低烟尘50%~100%，是一种非常环保的保护气体。适合于各种熔滴过渡形式，焊接过程稳定，焊缝成形好。如图3所示给出了典型焊接过程烟尘示例。

上面讨论的保护气主要是针对碳钢而言。对于不锈钢和铝合金以及其他特殊材料，保护气体都有相应的合适选择范围。表2列出了一些根据母材板厚，推荐的普莱克斯保护气体。