常用的焊接保护气体种类及如何进行混合使用

焊接用气体主要是指焊接或切割时所使用的各种气体。根据气体在工作过程中作用，焊接用气体可分为保护气体和气焊、切割用气体两大类。

(1)保护气体：保护气体是指气体保护焊时所用的起保护作用的气体，主要包括二氧化碳(co2)，氩气(ar)，氦气(he)，氧气(o2)、氮气(n2)、氢气(h2)及其混合气体(如ar+he、ar+co2、ar+co2+o2等)。国际焊接学会指出，保护气体统一按氧化势进行分类，并确定分类指标的简单计算公式为：

分类指标=o2%+1/2co2%

在此公式的基础上，根据保护气体的氧化势可将保护气体分成五类，即惰性气体或还原性气体(i类)、弱氧化性气体(m1类)、中等氧化性气体(m2类)、强氧化性气体(m3和c类)。保护气体各类型的氧化势指标见表。

(2)气焊、切割用气体：根据气体的性质，气焊、切割用气体又可分为助燃气体(o2)和可燃气体两类。可然气体与氧气混合燃烧时，放出大量的热，形成热量集中的高温火焰，可将金属加热熔化。

气焊、切割时常用的可然气体主要是乙炔(c2h2)，其他推广使用的可燃气体还有丙烷(c3h8 )、丙烯(c3h6)、天然气(以甲烷ch4为主)、液化石油气(以丙烷为主)等。

那么焊接气体又是如何混合的呢？

1.Ar+He 氩气的优点是电弧燃烧非常稳定、飞溅极小。氦气的优点是电弧温度高、母材金属热输入大、焊接速度快。

以氩气为基体，加入一定数量的氦气即可获得两者所具有的优点。焊接大厚度铝及铝合金时，采用Ar+He混合气体可改善焊缝熔深、减少气孔和提高生产率。板厚10~20mm时入体积分数为50％的He；板厚大于20mm后，则加入体积分数为75％~90％的He。 焊接铜及铜合金时，Ar+He混合气体可以改善焊缝的润湿性，提高焊缝质量。He占的比例一般为50％~75%(体积分数)。

2.Ar+H2 在氩气中加入H2可以提高电弧温度，增加母材金属的热输入。如用TIG电弧或等离子弧焊接不锈钢时，为了提高焊接速度常在氩气中加入体积分数为4％～8%H2。利用Ar+H2混合气体的还原性，可用来焊接镍及其合金，以抑制和消除镍焊缝中的CO气孔。但加入的H2含量（体积分数)必须低于6％，否则会导致产生氢气孔。

3.Ar+N2 在Ar中加入N2后，电弧的温度比纯氩高，主要用于焊接铜及铜合金，这种混合气体与Ar+He混合气体相比较，优点是N2来源多，价格便宜。缺点是焊接时有飞溅，并且焊缝表面较粗糙，焊接过程中还伴有一定的烟雾。

4.Ar+O2 混合气体有两种类型：一种含O2量(体积分数)较低，为1％~5％，用于焊接不锈钢；另一种含O2量(体积分数)较高，可达20％以上，用于焊接低碳钢及低合金结构钢。

在纯氩中加入体积分数为1％的O2用来焊接不锈钢时，可以克服纯氩焊接不锈钢时电弧阴极斑点不稳定的现象(阴极飘移)。

阴极飘移：电弧本身具有跳跃性和粘着性，对于黑色金属，因为他们表面的氧化膜没有镁铝等合金的致密，在焊接的过程中，电弧总是寻找金属微观表面上的氧化物点聚集，由于电弧的跳跃性和粘着性，导致电弧不连续，也就会产生电弧偏移，也就是阴极漂移，从而导致电弧的不稳定性。加入一定的氧，焊接时会氧化金属表面，确保焊接电弧的稳定。

5.Ar+CO2 广泛应用于焊接碳钢及低合金结构钢，可以提高焊缝金属的冲击韧度和减小飞溅。

6.Ar+CO2+O2 三者混合可用来焊接低碳钢、低合金结构钢，对焊缝成形、接头质量、熔滴过渡和电弧稳定性都有良好效果。

审核编辑：郭婷