气体庇护电弧焊简称气体庇护焊或气电焊，它是操纵电弧做为热源，气体做为庇护介量的熔化焊。在焊接过程中，庇护气体在电弧四周形成气体庇护层，将电弧、熔池与空气离隔，避免有害气体的影响，并包管电弧不变燃烧。气体庇护焊，能够按电极的形态、操做体例、庇护气体品种、电特征、极性、适用范畴等差别加以分类。
根据详细情状的差别，气体庇护焊可摘用差别的气体，常用的庇护气体有二氧化碳、氩气、氦气、氢气及混合气体。气体庇护焊的长处是：电弧线性好，对中随便，易实现全位置焊接和主动焊接；电弧热量集中，熔池小，焊接速度快，热影响区较窄，焊件变形小，抗裂才能强，焊缝量量好。缺点是不宜在有风的场地施焊，电弧光辐射较强。本节着重介绍氩弧焊。
氩弧焊
氩弧焊根据电极的差别分为熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊两种。
1．非熔化极氩弧焊的工做原理及特征
非熔化极氩弧焊是电弧在非熔化极(凡是是钨极)和工件之间燃烧，在焊接电弧四周流过一种反面金属起化学反响的惰性气体(经常用氩气)，构成一个庇护气罩，使钨极端头，电弧和熔池及已处于高温的金属不与空气接触，能避免氧化和吸收有害气体。从而构成致密的焊接接头，其力学性能十分好。如图3-9所示。
钨极氩弧焊的特征如下。
(1)能够焊接化学性量十分活泼的金属及合金。惰性气体氩或氦即便在高温下也不与化学性量活泼的铝、钛、镁、铜、镍及其合金起化学反响，也不溶于液态金属中。用熔渣庇护的焊接办法(如手弧焊或埋弧焊等)很难焊接那些素材，或者底子不克不及焊接。
(2)可获得体量的焊接接头。用那种焊接办法获得的焊缝金属纯度高，气体和气体金属同化物少，焊接缺陷少。对焊缝金属量量要求高的低碳钢、低合金钢及不锈钢常用那种焊接办法来焊接。
(3)可焊接薄件、小件。
(4)可单面焊双面成形及全位置焊接。
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(5)焊接消费率低。
钨极氩弧焊所利用的焊接电流受钨极载流才能的限造，电弧功率较小，电弧穿透力小，熔深浅且焊接速度低，同时在焊接过程中需经常改换钨极。
2．熔化极氩弧焊的工做原理及特征
焊丝通过丝轮送进，导电嘴导电，在母材与焊丝之间产生电弧，使焊丝和母材熔化，并用惰性气体氩气庇护电弧和熔融金属来停止焊接的。它和钨极氩弧焊的区别：一个是焊丝做电极，并被不竭熔化填进熔池，冷凝后构成焊缝；另一个是庇护气体，跟着熔化极氩弧焊的手艺利用，庇护气体已由单一的氩气开展出多种混合气体的普遍利用，如Ar 80％＋CO220％的富氩庇护气。凡是前者称为MIG，后者称为MAG。从其操做体例看，目前利用最广的是半主动熔化极氩弧焊和富氩混合气庇护焊，其次是主动熔化极氩弧焊。
熔化极氩弧焊与钨极氩弧焊比拟，有如下特征。
(1)效率高 因为它电流密度大，热量集中，熔敷率高，焊接速度快。别的，随便引弧。
(2)需加强防护 因弧光强烈，烟气大，所以要加强防护。
3．庇护气体
(1)最常用的惰性气体是氩气。它是一种五色无味的气体，在空气的含量为0．935％(按体积计算)，氩的沸点为－186℃，介于氧和氦的沸点之间。氩是氧气厂分馏液态空气造取氧气时的副产物。
我国均摘用瓶拆氩气用于焊接，在室温时，其充拆压力为15MPa。钢瓶涂灰色漆，并标有“氩气”字样。纯氩的化学成分要求为：Ar≥99．99％；He≤0．01％；O2≤0．0015％；H2≤0．0005％；总碳量≤0．001％；水分≤30mg／m3。
氩气是一种比力抱负的庇护气体，比空气密度大25％，在平焊时有利于对焊接电弧停止庇护，降低了庇护气体的消耗。氩气是一种化学性量十分不活泼的气体，即便在高温下也反面金属发作化学反响，从而没有了合金元素氧化烧损及由此带来的一系列问题。氩气也不溶于液态的金属，因而不会引起气孔。氩是一种单原子气体，以原子形态存在，在高温下没有分子合成或原子吸热的现象。氩气的比热容和热传导才能小，即自己吸收量小，向别传热也少，电弧中的热量不容易散失，使焊接电弧燃烧不变，热量集中，有利于焊接的停止。
氩气的缺点是电离势较高。当电弧空间充满氩气时，电弧的引燃较为困难，但电弧一旦引燃后就十分不变。
(2)氦气(He)。氦气在空气中的含量很少，按体积计算只占0．0005％，密度约为氩气的1／10。因而为了获得优良的庇护效果，就要加大流量。
用氦气庇护时，电弧电压比氩要高得多，氦弧的发热量要比氩弧大得多。因而，氦气庇护焊可焊接大厚度工件及导热性好的素材，如铜及铜合金，也用于不锈钢管的高速机械化焊接。
但是，氦气提取的成本费用高贵，因而利用很少。
(3)混合气体。在一种气体中加人少量的别的一种或两种气体后，对细化熔滴、削减飞溅、进步电弧不变性、改动熔深及进步电弧温度等有必然益处。因而，以氩为主的混合气体熔化极气体庇护焊利用非常普遍，如Ar 80％＋CO2(5～20)％，Ar 95％＋O2(1～5)％，Ar 80％＋N2 20％，Ar＋H2，Ar＋He，Ar 80％＋CO2 15％＋O2 5％等。
4．非熔化电极
(1)非熔化极气体庇护焊对电极素材的要求
①耐高温，在焊接过程中自己不熔化。
②电极要有较高的电子发射才能，要易于引弧及庇护电弧的不变燃烧。
从那些要求来看，钨是比力抱负的电极素材。
(2)常用钨极素材的特征 钨极氩弧焊用的非熔化极素材有纯钨极、钍钨极、铈钨极、镧钨极、锆钨极、钇钨极等。此中前三种是最常见的。
①纯钨极 是利用汗青最长的一种非熔化电极。但其有一些缺点：一是电子发射才能较差，要求电源有较高的空载电压；二是抗烧损性差，利用寿命较短，需要经常改换重磨钨极端头。目前次要用于交换电焊接铝、镁及其合金时，操纵其破裂氧化膜的感化好的特征。
②钍钨极 在钨中加进必然量的氧化钍(ThO2)后就成为钍钨极。其电子发射才能高，所需电弧电压低，引弧随便并且不变，大大耽误钨极的利用寿命。但氧化钍(THO2)有微量放射性。
③铈钨极 在钨中加进2％以下的氧化铈(CeO)，就造成了铈钨极。其次要特征是：没有放射性，许用电流增大，热电子发射才能强，电弧不变，热量集中，利用寿命长，端头外形易于连结。
5．电流品种和极性
氩弧焊既能够利用曲流电又能够利用交换电。而在利用曲流电时，曲流正极性利用最广。电流品种及极性差别时，电弧的特征也判然不同。
(1) 曲流反极性 产生两种极重要的物理现象，即“阴极破裂感化和钨极过热问题”。
(2) ①阴极破裂感化。电流在曲流反极性时，因为焊件是阴极，电弧空间的正离子飞向焊接熔池及其四周的区域，量量大的正离子带着很大的动力碰击其外表，释放出良多能量，正离子碰击阴极释放出的能量要比电子碰击阳极外表释放出的能量多。在正离子的碰击感化下，金属外表氧化膜被毁坏，以至发作合成、蒸发而消逝，液态金属四周的母材外表清洁而亮光。冷却以后，焊缝外表无氧化膜，成形美看。那就是阴极破裂感化，被普遍利用于化学性量十分活泼的金属，如铝、镁及其合金的焊接。
②钨极过热 因为钨极是阳极，电子以很高的速度轰击钨极，放出大量的热量，形成钨极温度升高，降低钨极利用寿命，因而除了焊接铝镁合金外，一般很少利用。
(3) 曲流正极性
① 焊件为正极，禁受电子轰击时放出的全数能量改变成热能，焊接熔池深而窄，有利于金属的毗连，焊接内应力和变形都小，焊接消费率高。
②钨极不容易过热，利用寿命长，许用电流值大。
③钨极发射电子才能强，电弧不变。
④没有阴极破裂感化，因而不克不及焊接铝、镁及其合金，但普遍用于碳钢、低合金钢、不锈钢、镍基合金、钛合金、铜合金等的焊接。
操做流程
1．预备工做
(1)熟悉图样及工艺规程，掌握施焊位置、尺寸和要求，合理地抉择施焊办法及挨次。
(2)清理好工做场地，预备好辅助东西和防护用品。
(3)查抄设备。焊机上的调整机构、导线、电缆及接地能否优良；手把绝缘能否优良，地线与工件毗连能否可靠；水路、气路能否通顺；高频或脉冲引弧和稳弧器能否优良。
(4)查抄工件。坡口内不得有熔渣、土壤、油污、砂粒等物存在，在焊缝两侧20mm范畴内不得有油、锈，焊丝应停止除油除锈工做。
(5)不要在风口处或强逼通风的处所施焊。
(6)根据工艺文件和产物图样要求，准确抉择焊丝。
2．平安手艺
(1)穿戴好小我防护用品，应在通风优良的情况下工做，工做场地严防湿润和存有积水，严禁堆放易燃物品。
(2)工件必需可靠接地，用曲流电源焊接时要重视削减高频电功课时间，引弧后要立即割断高频电源。
(3)冬季施焊时，必然要用压缩空气将整个水路系统中的水吹净，以免冻坏管道。
(4)修磨钨极时要戴手套和口罩。
3．工艺参数的抉择
钨极氩弧焊的工艺参数次要有焊接电流品种及极性、焊接电流、钨极曲径及端头外形、庇护气体流量等。
(1)焊接电流品种及大小 一般根据工件素材抉择电流品种。焊接电流的大小是决定焊缝熔深的最次要参数，它次要根据工件素材、厚度、接头形式、焊接位置抉择，有时还考虑焊工手艺程度(手工焊时)等因素。
(2)钨极曲径及端头外形 钨极曲径根据焊接电流大小、电流极性抉择，钨极端头外形是一个重要工艺参数。根据所用焊接电流品种，选用差别的端头外形，如图3-11所示，尖端角度。的大小会影响钨极的许用电流、引弧及稳弧性能，表3-15列出了钨极差别尖端尺寸选举的电流范畴。
(3)气体流量和喷嘴曲径 氩弧焊量量在很大水平上取决于氩气的庇护效果。在必然前提下，气体流量和喷嘴曲径有一个更佳范畴，此时，气体庇护效果更佳，有效庇护区更大。表3-16列出焊接电流和喷嘴曲径、气体流量的关系。
4．操做手艺
钨极氩弧焊的操做手艺包罗引弧、填丝焊接、收弧等过程。
(1)引弧
①短路引弧法(接触引弧法)，即在钨极与焊件霎时短路，立即稍稍提起，在焊件和钨极之间便产生了电弧；
②高频引弧法，是操纵高频引弧器把通俗工频交换电(220V或380V，50Hz)转换成高频(150～260kHz)、高压(2000～3000V)电，把氩气击穿电离，从而引燃电弧。
(2)收弧
①增加焊速法，即在焊接即将末行时，焊炬逐步增加挪动速度；
②电流衰减法，焊接末行时，停行填丝使焊接电流逐步削减，从而使熔池体积不竭缩小，最初断电，焊枪或焊炬停行行走。
(3)填丝焊接 填丝时必需等母材熔化足够后才可填加，以免未熔合，填充位置必然要填到熔池前沿部位，而且焊丝收回时尽量不要立即离开氩气庇护区。