选择最佳材料保证焊接质量

（一）保护气体

保护气体的主要作用是防止空气的有害作用，实现对焊缝和近焊缝区的保护。因为大多数金属在空气中加热到高温，直到熔点以上时，很容易被氧化和氮化，而生成氧化物和氮化物。这些不同的反应产物可以引起焊接缺陷，如夹渣、气孔和焊缝金属脆化。保护气体除了防止空气的有害作用外，还有稳定电弧、控制焊道成形和将热量由焊丝传导至母材等作用。

常用的保护气有氩气（Ar）、氦气（He）、二氧化碳气体（CO₂）、氧气（O₂）和氮气（N₂）。

1.氩气和氦气 氩气和氦气同属惰性气体，焊接过程中不与液态和固态金属发生化学冶金反应。很适合于焊接活泼性金属，如铝、镁、钛等。它们可以单独使用，也可以作为混合气体的一部分。氩与氦两者的工艺性能相差较大，如对熔滴过渡形式、焊缝断面形状和咬边等的影响都不相同。在实际生产中，焊接某些材料时，常需要采用一定比例的氩气和氦气的混合气体，以获得所要求的焊接效果。

氩气与氦气作为保护气体，其工艺性能的差异，是因为它们的物理性质不同，如密度、热传导性和电弧特性等。氩气的密度大约是空气的1.4倍，而氦气的密度大约是空气的0.14倍。密度较大的氩气在平焊位置时，对电弧的保护和对焊接区的覆盖作用是最有效的。在平焊位置时，为得到相同的保护效果，氦气的流量应比氩气的流量大约高2～3倍。氦经常更适用于仰焊位置，因为氦气上浮故能保持良好的保护作用。

氦气的热传导性比氩气高，可使电弧的能量分布更均匀。所以氦弧焊的焊缝形状特点为熔深与熔宽较大，焊缝底部呈圆弧状。而氩弧焊的焊缝中心深，两侧熔深较浅，为“指状”熔深。采用氩气保护可使焊道狭窄，电弧比其他气体时更为集中。

2.氩气与氦气的混合气体 氩气和氦气的混合气体综合了氩弧和氦弧的优点，不仅电弧燃烧稳定，温度高，而且焊丝熔化速度快，熔滴易呈现较稳定的射流过渡，熔池流动性得到改善，焊缝成形好，致密性提高，很适合于焊接铝、铜及其合金等高热导率材料。采用体积分数（φ）为75%的氦+体积分数为25%氩的混合气焊接铝时，有助于减少气孔。

3.二氧化碳气体 CO₂是活性气体，大多数活性气体都不能单独作为保护气体用，但CO₂气体例外。它也可以单独使用或与其他保护气体混合使用。熔化极气体保护焊只使用干燥后的CO₂气体。采用CO₂气体保护具有焊接速度高、熔深大、成本低和易进行空间位置焊接等优点，因此已广泛用于焊接碳素钢和普通合金钢；CO₂气体在电弧高温作用下将发生分解，同时伴随吸热反应，对电弧产生冷却作用而使其收缩，所以存在飞溅大和焊缝成形不良的缺点。(www.xing528.com)

4.氩与氧化性气体的混合气体 氧是活性气体，它不能单独作为保护气体用，只能与其他气体混合使用。当采用纯氩保护的熔化极气体保护焊焊接钢材时，将引起电弧不稳（漂移）和咬边。氩气中加入体积分数为1%～5%的氧气时，将消除电弧的漂移，改善熔池的流动性和电弧的稳定性。

氩与二氧化碳的混合气体，常用的混合比为φ（Ar）70%～80%加φ（CO₂）20%～30%，既具有氩弧的特点（电弧燃烧稳定、飞溅小、喷射过渡），又具有氧化性，克服了纯氩保护时的表面张力大，液体金属黏稠，易咬边和斑点漂移等问题。由于在混合气体中存在着大量的活性的气体，因而主要用于碳素钢和低合金钢的焊接。

5.氮气 铜及铜合金焊接时，有时用氮气作为保护气体。氮具有和氦相似的特性，因为它比氦能产生更好的熔透并有促进粗滴过渡的趋向。在那些不易得到氦气的地方，例如在欧洲，便采用氮气作为保护气体。

（二）焊丝

熔化极惰性气体保护电弧焊用焊丝的化学成分一般与母材的化学成分相近，并且具有良好的焊接工艺性能和焊缝的使用性能。熔化极活性气体保护电弧焊（包括CO₂气体保护焊）用焊丝金属的化学成分可以稍微与母材不同，以补偿合金元素的烧损以及向熔池提供脱氧剂。在实际应用中，为获得满意的焊接性能和焊缝金属力学性能，还可能要求焊丝的合金系列与母材不同。例如对于GMAW焊接锰青铜、铜-锌合金时，最满意的焊丝为铝青铜或铜-锰-镍-铝合金。

在钢焊丝中最经常使用的脱氧剂是锰、硅、铝、钛。镍合金焊丝中是钛和硅。铜合金焊丝可以使用钛、硅或磷作为脱氧剂。

为了防止焊丝表面锈蚀、减小送丝阻力、改善导电性，以确保焊丝可以连续而顺利地通过送丝软管和焊枪，通常应在钢焊丝表面镀铜或涂防护油等。焊丝铜镀层既要牢固又不能太厚。镀层如不牢固，在送丝软管中会脱落，以至堵塞软管，增加送丝阻力，使焊接过程不稳。镀层过厚，会使焊缝金属增铜，降低其力学性能。焊丝应规则地层绕成盘，以便于使用。同时焊丝不允许有弯折处，否则会影响送丝稳定性。焊丝还应具有一定的硬度，过软的焊丝当送丝阻力稍大时即送丝不稳，影响焊接质量，细焊丝尤其如此。