TIG氬弧焊和 MIG/MAG氣保焊焊接中所用的保護氣體

TIG氬弧焊保護氣體

正如該焊接方法的命名所稱,TIG氬弧焊通常采用惰性氣體。在 DIN EN 439標準中有保護氣體的標準規范。氬弧焊中用的氣體在標準中標記為 l1,l2 和 l3。
TIG氬弧焊焊接中最常用到的保護氣體是氬氣 (l1)。氬氣的純度至少是 99,95%。當被焊金屬具有非常好的導熱性能時,比如鋁和銅,也會用氦氣 (l2)。用氦氣作為保護氣體時,電弧有更高的溫度,更重要的是電弧中心和電弧邊沿的熱量分布更均勻。在TIG氬弧焊焊接中用純氦氣作為保護氣體的情況非常少見,僅限于某些特殊情況,而氬氣/氦氣混合氣體 (l3) 的應用卻在逐年增多,混合氣體中氦氣的比例有25, 50 或 75%。采用氦氣后,例如在焊接厚的鋁材時,可以降低母材的預熱溫度,同時滿足相同的熔深要求。更多的是用來提高焊接速度。用TIG氬弧焊焊接鉻鎳不銹鋼時,也會用到氬氣/氫氣混合氣體 (R1),此時氫氣的含量最好不要超過5%,以避免出現氣孔。
保護氣體的流量要根據氣嘴的直徑大小和周圍空氣的流動情況來決定。作為經驗數值,純氬的流量大約在 5-10 I / min。在空曠的室外焊接時,有時也會要用到較大的氣體流量。如果是氬氣/氦氣混合氣體,因為氦氣的密度較小,所以也需要用更大的氣體流量。

Schutzgas

?

MIG/MAG氣保焊保護氣體

用于 MIG/MAG氣保焊焊接的保護氣體可以在DIN EN 439標準中查到。在這個標準中,規范了所有的用于電弧焊接和電弧切割的氣體。這些保護氣體被分成七類,其下還有分類。

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保護氣體分類概覽

R 類

在 R 類中包含氬氣/氫氣混合氣體,其中的氫氣具有還原作用。類別R1氣體適用于TIG氬弧焊焊接和等離子焊焊接。其下的R2氣體中含有更多的氫氣(H),適用于等離子切割和打底焊縫保護氣體(背保護氣體)。

I 類

在 I 類中都是惰性氣體,包括氬氣(Ar)和氦氣(He)以及氬氣/氦氣混合氣體。它們的應用有TIG氬弧焊焊接,MIG氣保焊焊接和等離子焊焊接,也有用做打底焊縫的保護氣體。

M 類

在 M類這個大類中又分了M1,M2和 M3這些小類。 這里包含了 MAG氣保焊焊接中用到的混合氣體。在每個小類下面又細分了3 到 4 個類別。M1.1 到 M3.3 是按照氣體的氧化性能來劃分,也就是說,M1.1 表現的氧化性能很弱,而 M3.3 表現的氧化性能最強。這些氣體的主要組成部分是氬氣,混合的活性氣體有氧氣(O)或二氧化碳氣體(CO2),以及氧氣/二氧化碳混合氣體(三元氣體)。

C 類

接下來的 C 類氣體是用于MAG氣保焊的純二氧化碳氣體和二氧化碳/氧氣混合氣體。只是最后的這個氣體在德國已不再用了。C 類氣體的氧化性能最強,因為 CO2 在電弧的高溫下會分解,電弧中除了二氧化碳外還會出現大量的氧氣。

F 類

在 F 類中包含的是氮氣(N)和氮氣/氫氣混合氣體。這兩種氣體都可用于等離子切割和作為背保護氣體。

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氣體的成分不僅影響氧化性能,還會改變電弧區的電性能和物理性能,由此影響到焊接性能。例如,在氬氣中添加氦氣后會改善電弧氣氛的熱傳導性和熱量,其結果是電弧的能量更高,由此得到更好的熔深效果。添加在混合氣體中的活性元素會使焊絲的熔化呈現更細小的熔滴,還會該善電弧中的熱傳導性能。因此也能得到更好的熔深效果。
所需保護氣體的流量可以通過一個簡單的辦法來計算,也就是焊絲直徑的 10 到 12倍,單位為升/分鐘。
MIG氣保焊焊接鋁金屬時,由于材料易于被氧化,所以氣體的流量要設置得更大一些。如果用的是 Ar / He混合氣體,由于氦氣的密度小,所以氣體的流量要有顯著提高。從氣瓶或輸氣管道輸來的氣體先要經過減壓。設置的流量可以從帶有緩壓螺帽的氣表上,或從浮子流量計上讀到。

?

標記

體積百分比 (Vol %)

常見用途

備注

類別

?編號?

氧化性

惰性

還原性

不活潑性

?

?

?

?

CO2

O2

Ar

He

H2

N2

R

1

?

?

余量2

?

> 0 到 15

?

TIG氬弧焊, 等離子焊, 等離子切割, 背保護

?

2

?

?

余量2

?

> 15 到 35

?

I

1

?

?

100

?

?

?

MIG氣保焊,TIG氬弧焊,等離子焊,背保護

惰性氣體

2

?

?

?

100

?

?

3

?

?

余量2

> 0 到 95

?

?

M1

1

> 0 到 5

?

余量2

?

> 0 到 5

?

MAG氣保焊

弱氧化性氣體

2

> 0 到 5

?

余量2

?

?

?

3

?

> 0 到 3

余量2

?

?

?

4

> 0 到 25

> 0 到 3

余量2

?

?

?

M2

1

> 0 到 25

?

余量2

?

?

?

?

2

?

> 3 到 10

余量2

?

?

?

3

> 0 到 5

> 3 到 11

余量2

?

?

?

4

> 0 到 25

> 0 到 8

余量2

?

?

?

M3

1

> 25 到 50

?

余量2

?

?

?

?

2

?

> 10 到 15

余量2

?

?

?

3

>5 到 50

> 8 到 15

余量2

?

?

?

C

1

100

?

?

?

?

?

強氧化性氣體

2

Rest

> 0 到 30

?

?

?

?

F

1

?

?

?

?

?

100

等離子切割, 背保護

不活潑性氣體

2

?

?

?

?

> 0 到 50

余量

還原性氣體

?

?

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