新一代焊接保護氣的應用

熔焊分為火焰焊、電弧焊、電子束焊、激光焊和摩擦焊等。電弧焊又包括焊條電弧焊、氣體保護焊和埋弧焊。我們說的焊接保護氣是指用于氣體保護焊用的保護氣體，包括鎢極氬弧焊（TIG焊），MIG/MAG焊和等離子焊接。本文主要介紹新一代三元焊接保護氣及它的成功應用案例。

1.氣體的分類及特點

保護氣體分活性氣體和惰性氣體。活性氣體有：

CO2、O2、N2、H2；惰性氣體有：Ar、He。

常用的焊接保護氣體和混合氣有：氬氣 (TIG和MIG)，CO2(MAG或CO2焊接)，氬氣+CO2(MAG)，氦氣(TIG和MIG)，氬氣+O2(MAG)，氬氣+CO2+O2(MAG)，氬氣+氦氣 (TIG和MIG)，氬氣+氦氣+CO2(MAG)，氬氣+H2(TIG)，氬氣+CO2+H2(MAG)。

對于常用的MIG/MAG焊接（以前也稱CO2焊接）是20世紀五六十年代初從國外引進的。歐美發達國家在80年代已經開始全面使用氬氣+CO2二元混合氣。

到21世紀，歐美發達國家，以空氣化工產品公司（AirProducts）為代表已經開始使用氬氣+CO2+O2(MAG焊鋼)和氬氣+CO2+H2(MAG不銹鋼)等三元混合氣。

大家知道氬氣+CO2 二元混合氣與CO2相比，焊接速度更快，飛濺更少，焊縫成形更好，強度更高。

CO2焊接特點如下：

（1）用于碳鋼的一般目的焊接。
（2）CO2在電弧中分解成為一氧化碳（CO）和氧氣（O2）。
（3）具有高度氧化性的保護氣。
（4）通過焊絲中的還原劑避免產生孔隙。
（5）比氬氣溫度高——更大的熔深、球根狀剖面。
（6）只限于浸送（短路）模式。
（7）較差的電弧穩定性導致形成大熔滴。
（8）較多的飛濺物。

而氬氣可作為所有材料的TIG焊，特別是用于鋁合金、銅與合金以及對氧氣敏感的其他材料的MIG焊。

2.新一代焊接保護氣的特點

現在重點介紹以空氣化工產品公司（AirProducts）為代表研發的氬氣+CO2+O2 (MAG焊鋼)和氬氣+CO2+H2(MAG不銹鋼)等三元混合氣的特點。

氬氣/CO2/O2混合物（MAG）的特點如下：

（1）結合了CO2和O2的好處。
（2）改善電弧穩定性。
（3）優化金屬過渡特性。
（4）產生最少的飛濺物。
（4）改善焊縫橫截面外形。
（5）穩定焊接特性——短途經渡和噴射過渡。
（6）易用——更適應對參數設置的變化。

在TIG焊中在氬氣中添加H2（最高5%）可增加電弧電壓，收縮電弧和熔池，熔深具有更高的深寬比，進步焊接速度。僅針對奧氏體不銹鋼（300系列，例如 304、316）在MAG不銹鋼焊中在氬氣/CO2中添加H2（最高1.5%），可增加熔深的深寬比，與等價的氬氣/CO2相比，焊縫表面更明亮。

3.用Ferrolinx?保護氣和純CO2氣來比較焊接碳鋼的差別

CO2保護氣由于氣體的物理特性，在用作MAG焊的電弧保護氣時，在生產效率和質量方面有一定的局限性。我們經過多年的研究，開發出Ferrolinx?混合氣來解決CO2的局限性。

我們分別從焊接速度、飛濺大小或打磨往飛濺、可見的焊縫質量(光滑度、凸出)、煙塵等環境、單位焊接本錢上分別測試。

對于鋼結構行業來說，由于焊接工作量大，工作復雜且辛勞，所以進步生產率是大家的希看。我們經過多年的研究，開發出Ferrolinx?混合氣可以大大進步焊接效率。近日，我們在龍華某鋼結構企業進行了一天的實際的對比試驗，實測焊接結果。

（1）焊接速度  由表1可知，使用Ferrolinx?的焊接速度進步了33.4%，由于焊接速度的進步，可大大節約每米焊縫的本錢，增加生產效益，降低單位能耗。

（2）更低的飛濺 使用Ferrolinx?可帶來更少的飛濺，飛濺顆粒更小，更輕易清除，每米焊縫的清理時間可減2min。較少的硅化物和干凈的焊縫表面，多道焊時帶來較少的打磨和清理時間。Ferrolinx?可焊出較平滑的焊縫表面，焊縫高出部分可從CO2保護焊的30%降到10%。

Ferrolinx?的焊接過程效率比CO2的焊接過程效率高，這個差別是由于飛濺和煙塵造成的。CO2的效率是85% ,Ferrolinx?的效率為 94.5%。由于較平滑的焊縫和較高的利用率，可減少單位長度焊縫的焊絲消耗量。

CO2與Ferrolinx?的表面成形對比。

在同樣的焊接時間里，Ferrolinx?的飛濺明顯減少，這樣可以減少清理噴嘴的時間。同時，導電嘴飛濺少，可保證穩定的送絲、穩定電弧和好的焊接質量。

（3）更低的煙塵  在焊接過程中，我們拍下焊接煙塵的照片，Ferrolinx?的煙塵較少，。

經試驗得知，新的三元混合氣每米焊縫的本錢比CO2降低了20%。

4.結語
        在大力提倡低碳經濟和可持續發展的今天，由于三元混合焊接保護氣體具有高效、節能、降耗、安全和環保等重大優點，因此具有很大的市場潛力。