气体保护焊技术及应用

气体保护焊是利用外加气体作为电弧介质，并利用它来保护电弧和焊接区的一种焊接方法。常用的气体保护焊的焊接方法有CO2气体保护焊和氩弧焊。

1.CO2气体保护焊

CO2气体保护焊是利用CO2作为焊接保护气的一种熔化极、气体保护电弧焊焊接方法，CO2气体保护焊简称CO2焊。CO2气体保护焊的组成包括焊接电源、焊枪、供气系统和控制系统等。它的结构示意图如图5－22所示，在进行焊接时，焊接电源必须采用直流电源，焊接接法为反接，这样焊丝端部与焊件熔池形成电弧，焊丝在送丝机的驱动下不断送进，焊丝和焊件在焊接电弧的作用下熔化并最后形成焊缝。

图5－22　二氧化碳焊接设备原理图

由于CO2气体保护焊是采用CO2作为保护气体，气体来源充足，成本低，焊接电流密度大，焊接速度快，焊缝含氢量低，抗裂性能和力学性能好，因此焊接效率高，工件变形小，操作灵活，适合各种位置的焊接，便于实现自动化和机械化。缺点是焊接过程中飞溅大，焊接成型不完美。CO2气体保护焊可分为半自动化和自动化焊接两种形式，适用范围广。粗丝和较大的电流可以焊接厚板，中丝可以焊接厚板、中板以及全位置的焊接。

由于CO2具有氧化性，所以CO2气体保护焊主要用于焊接低碳钢和低合金钢，也可以用于焊接耐热钢和不锈钢。目前，CO2气体保护焊广泛应用于汽车、机车车辆制造、船舶制造、航天航空、石油化工等领域。

2.氩弧焊

氩弧焊是以惰性气体氩气作为保护气体的焊接方法，根据焊接电极结构的不同可分为钨极氩弧焊机和熔化极氩弧焊，如图5－23所示。(www.xing528.com)

图5－23　氩弧焊焊接示意图

(1)钨极氩弧焊

手工钨极氩弧焊是各种氩弧焊中应用最广的一种焊接，它是钨棒作为电弧的一极，钨棒在焊接过程中不会融化，仅起引弧和维持电弧的作用，故又称不熔化极氩弧焊。焊接时，填充金属从一侧送入，在电弧高温作用下，与焊接金属形成焊接熔池，随后形成焊缝。钨极氩弧焊可以采用手动焊接也可以采用自动焊，可以使用交流、直流、脉冲电流进行焊接。从喷嘴流出的氩气在电弧和熔池周围形成封闭的气流，在整个焊接过程中起保护作用。

由于钨极氩弧焊是以氩气作为保护气进行焊接的，焊接时熔化区金属不会受到氧气的侵蚀，所以可以用于焊接容易被氧化的有色金属，如铝、镁及其他的合金，也可用于不锈钢、铜合金及其他难熔金属的焊接，还可用于焊接薄板和全位置焊接。被广泛地应用于航天航空、原子能、石油化工等领域。

钨极氩弧焊的缺点是氩气价格昂贵，焊接电流和电流密度要比熔化极氩弧焊低，焊接熔深浅，焊接速度低，影响生产效率。

(2)熔化极氩弧焊

熔化极氩弧焊是采用金属丝作为电极和填充金属的焊接方法。焊接时，焊丝和焊件在氩气保护下产生电弧，焊丝连续送进，熔滴成很细颗粒喷射过渡到熔池，形成焊缝。为了使焊接电流稳定，熔化极电弧焊采用直流反接。与钨极氩弧焊相比，电流及电流密度大大提高，母材熔点大，焊丝熔化速度快，因此生产效率高。所以熔化极氩弧焊一般用于焊接中厚板铝及其合金、铜及其铜合金、不锈钢以及钛合金的焊接。

氩弧焊的保护效果好，电弧稳定，电弧热量集中，热影响区小，焊后工件表面变形小，表面无熔渣，可以获得较高质量的焊接接头，操作灵活，便于实现自动化和机械化。