离子气和保护气体的应用

通常，离子气与保护气体采用同样的气体，这样可以避免电弧流的不均匀性。如果采用两种不同类型的气体，就会发生电弧流不均匀的现象。

用氩作离子气和保护气体对焊接所有金属都是适宜的，但它对所有金属不一定都有最佳效果。氩适合在焊接碳钢、高强度钢以及活泼金属（如钛合金和锆合金）时使用。

氢气加到氩离子气中，能产生一个更热的电弧并更有效地把热量传递给焊件，因而在给定电弧电流下可得到更高的焊接速度。由于离子气中含氢量过多，会在焊缝中产生气孔，所以对加入的氢量有一定的限制。采用含量较高的氢气而又不产生气孔，这取决于所采用的焊接技术和被焊金属的厚度。氢气在焊接活泼金属（如钛和锆合金）时是非常有害的，这是因为氢气能使这些合金产生脆化现象。

通常采用氩气+氢气混合气体作为焊接不锈钢时的离子气和保护气体（表10-5）。在焊接断面厚度≤10mm的焊件时（表10-5、表10-6），一般允许含氢量为1%～5%（体积分数）。在某些应用场合，混合气体中含氢量可高达15%（体积分数）。

表10-5 四类金属等离子弧焊的典型焊接条件

①碳钢和合金钢喷嘴与焊件的距离为1.2mm，而焊接其他金属时为4.8mm。采用多孔喷嘴焊枪焊接。

②预热到315℃，后热为400℃，保温1h。

③焊缝背面需用保护气体保护。

④60°V形坡口，钝边高度4.8mm。

⑤直径1.15mm的填充金属丝，送丝速度1500mm/min。(www.xing528.com)

⑥要求采用保护焊缝背面的气保护装置和带后拖的气保护装置。

⑦30°V形坡口，钝边高度9.6mm。

⑧采用一般常用的熔化技术和石墨支撑衬垫。

表10-6 奥氏体不锈钢薄件对接接头的小电流等离子弧焊条件

注：离子气流量为0.0142m³/h，喷嘴直径为0.80mm，保护气体成分（体积分数）为Ar99%+H₂1%。

对于给定的电弧电压，氩气中加氦气也能产生温度更高的电弧。

氦气含量超过75%（体积分数）的混合气体具有纯氦气的性能，并有和氦气一样的使用范围。在钛的穿透法等离子弧焊中已有人采用了含氦50%～70%（体积分数）的混合气体。用这种混合气体，允许采用较用纯氩时更高的焊接速度，并能防止根部表面出现凹陷，而采用纯氩焊接有时会产生这种缺陷。

用纯氦作离子气，增加了焊枪的热负荷，因而降低了焊枪的使用寿命和承载电流的能力。因为氦气的密度小，所以在合理的流速下难以得到小孔效应。因此，纯氦气不能用于穿透型等离子弧焊。

关于焊接用气体及其储藏和使用的更详细情况，可参见本书第4章熔化极气体保护电弧焊内容。