气体保护电弧焊(氩弧焊)知识完全讲解，你值得拥有！

液体为保护静组织工作台全称液体为保护焊或气组织工作台，它是利用静电做为冷却系统，液体做为为保护介质的熔化焊。在冲压操作过程中，为保护液体在静电周遭造成液体为隔热，将静电、硝酸锶与水蒸气分隔，避免有毒液体的影响，并保证静电稳定熔化。液体为保护焊，可以按阴极的状态、操作方式、为保护液体种类、电特性、阴离子、通则等相同加以分类。

根据详细情况的相同，液体为保护焊可采用相同的液体，常见的为保护液体有二氧化碳、氩气、氮气、氮气及混合液体。液体为保护焊的优点是：静电非线性好，对中容易，易实现全边线冲压和自动冲压；静电热量集中，硝酸锶小，冲压速度慢，热影响区较阔，焊件变形小，抗裂潜能强，沟槽产品质量好。缺点是不宜在有风的场地施焊，静电反应热较强。此栏着重介绍氩焊。

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一、氩焊

氩焊按照阴极的相同分为熔化极氩焊和非熔化极氩焊两种。

1．非熔化极氩焊的组织工作基本原理及特征

非熔化极氩焊是静电在非熔化极(一般来说是钨极)和钻孔间熔化，在冲压静电周遭流往一种不和钛起化学变化的惰性液体(常常见氩气)，逐步形成两个为保护气罩，使钨极端头，静电和硝酸锶及已处于低温的钛不与水蒸气接触，能避免氧化和吸收有毒液体。从而逐步形成球状的冲压接点，其机械性能十分好。如图3-9所示。

钨极氩焊的特征如下。

(1)可以冲压物理性质十分爽朗的钛及钛。惰性液体氩或氦即使在低温下也不与物理性质爽朗的铝、钛、镁、铜、镍及其钛起化学变化，也不溶于液态钛中。用电炉为保护的冲压方式(如手焊或埋焊等)很难冲压这些材料，或者根本不能冲压。

(2)可赢得体质的冲压接点。用这种冲压方式赢得的沟槽钛熔点高，液体和液体钛参杂物少，冲压缺陷少。对沟槽钛产品质量要求高的盒形、低钛钢及钢制常见这种冲压方式来冲压。

(3)可冲压薄件、饰品。

(4)可实心焊单面成型与及边线冲压。

(5)冲压生产率低。

钨极氩焊所使用的冲压电流受钨极磁偶极子潜能的限制，静电功率较细，静电贯穿力小，熔厚薄且冲压速度低，同时在冲压操作过程中需经常更换钨极。

2．熔化极氩焊的组织工作基本原理及特征

塞雷县通过丝轮送进，阴离子嘴阴离子，在助焊剂与塞雷县间产生静电，使塞雷县和助焊剂熔化，并用惰性液体氩气为保护静电和熔化钛来进行冲压的。它和钨极氩焊的区别：两个是塞雷县作阴极，并被不断熔化插入硝酸锶，熔化后逐步形成沟槽；另两个是为保护液体，随着熔化极氩焊的技术应用，为保护液体已由单一的氩气发展出多种混合液体的广泛应用，如Ar 80％＋CO220％的富氩为保护气。一般来说前者称为MIG，后者称为MAG。从其操作方式看，目前应用最广的是半自动熔化极氩焊和富氩混合气为保护焊，其次是自动熔化极氩焊。

熔化极氩焊与钨极氩焊相比，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，冲压速度慢。另外，容易引弧。

(2)需加强防护 因弧光强烈，烟气大，所以要加强防护。

3．为保护液体

(1)最常见的惰性液体是氩气。它是一种五色无味的液体，在水蒸气的含量为0．935％(按体积计算)，氩的沸点为－186℃，介于氧和氦的沸点间。氩是氧气厂分馏液态水蒸气制取氧气时的副产品。

我国均采用瓶装氩气用于冲压，在室温时，其充装压力为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。

氩气是一种比较理想的为保护液体，比水蒸气密度大25％，在平焊时有利于对冲压静电进行为保护，降低了为保护液体的消耗。氩气是一种物理性质十分不爽朗的液体，即使在低温下也不和钛发生化学变化，从而没有了钛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钛，因而不会引起气孔。氩是一种单原子液体，以原子状态存在，在低温下没有分子分解或原子吸热的现象。氩气的比热容和热传导潜能小，即本身吸收量小，向外传热也少，静电中的热量不易散失，使冲压静电熔化稳定，热量集中，有利于冲压的进行。

氩气的缺点是电离势较高。当静电空间充满氩气时，静电的引燃较为困难，但静电一旦引燃后就十分稳定。

(2)氮气(He)。氮气在水蒸气中的含量很少，按体积计算只占0．0005％，密度约为氩气的1／10。因而为了赢得良好的为保护效果，就要加大流量。

用氮气为保护时，静电电压比氩要高得多，氦弧的发热量要比氩弧大得多。因此，氮气为保护焊可冲压大厚度钻孔及导热性好的材料，如铜及铜钛，也用于钢制管的高速机械化冲压。

但是，氮气提取的成本费用昂贵，因而应用很少。

(3)混合液体。在一种液体中加人少量的另外一种或两种液体后，对细化熔滴、减少飞溅、提高静电稳定性、改变熔深及提高静电温度等有一定好处。因而，以氩为主的混合液体熔化极液体为保护焊应用十分广泛，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．非熔化阴极

(1)非熔化极液体为保护焊对阴极材料的要求

①耐低温，在冲压操作过程中本身不熔化。

②阴极要有较高的电子发射潜能，要易于引弧及维持静电的稳定熔化。

从这些要求来看，钨是比较理想的阴极材料。

(2)常见钨极材料的特征 钨极氩焊用的非熔化极材料有纯钨极、钍钨极、铈钨极、镧钨极、锆钨极、钇钨极等。其中前三种是最常见的。

①纯钨极 是使用历史最长的一种非熔化阴极。但其有一些缺点：一是电子发射潜能较差，要求电源有较高的空载电压；二是抗烧损性差，使用寿命较短，需要经常更换重磨钨极端头。目前主要用于交流电冲压铝、镁及其钛时，利用其破碎氧化膜的作用好的特征。

②钍钨极 在钨中加入一定量的氧化钍(ThO2)后就成为钍钨极。其电子发射潜能高，所需静电电压低，引弧容易而且稳定，大大延长钨极的使用寿命。但氧化钍(THO2)有微量放射性。

③铈钨极 在钨中加入2％以下的氧化铈(CeO)，就制成了铈钨极。其主要特征是：没有放射性，许用电流增大，热电子发射潜能强，静电稳定，热量集中，使用寿命长，端头形状易于保持。

5．电流种类和阴离子

氩焊既可以使用直流电又可以使用交流电。而在使用直流电时，直流正阴离子应用最广。电流种类及阴离子相同时，静电的特征也截然相同。

(1) 直流反阴离子 产生两种极重要的物理现象，即阴极破碎作用和钨极过热问题。

(2) ①阴极破碎作用。电流在直流反阴离子时，由于焊件是阴极，静电空间的正离子飞向冲压硝酸锶及其附近的区域，产品质量大的正离子带着很大的动力撞击其表面，释放出很多能量，正离子撞击阴极释放出的能量要比电子撞击阳极表面释放出的能量多。在正离子的撞击作用下，钛表面氧化膜被破坏，甚至发生分解、蒸发而消失，液态钛附近的助焊剂表面清洁而光亮。冷却以后，沟槽表面无氧化膜，成型美观。这就是阴极破碎作用，被广泛应用于物理性质十分爽朗的钛，如铝、镁及其钛的冲压。

②钨极过热 由于钨极是阳极，电子以很高的速度轰击钨极，放出大量的热量，造成钨极温度升高，降低钨极使用寿命，因而除了冲压铝镁钛外，一般很少使用。

(3) 直流正阴离子

① 焊件为正极，经受电子轰击时放出的全部能量转变成热能，冲压硝酸锶深而窄，有利于钛的连接，冲压内应力和变形都小，冲压生产率高。

②钨极不易过热，使用寿命长，许用电流值大。

③钨极发射电子潜能强，静电稳定。

④没有阴极破碎作用，因而不能冲压铝、镁及其钛，但广泛用于碳钢、低钛钢、钢制、镍基钛、钛钛、铜钛等的冲压。

二、操作流程

1．准备组织工作

(1)熟悉图样及工艺规程，掌握施焊边线、尺寸和要求，合理地选择施焊方式及顺序。

(2)清理好组织工作场地，准备好辅助工具和防护用品。

(3)检查设备。焊机上的调整机构、导线、电缆及接地是否良好；手把绝缘是否良好，地线与钻孔连接是否可靠；水路、气路是否畅通；高频或脉冲引弧和稳弧器是否良好。

(4)检查钻孔。坡口内不得有电炉、泥土、油污、砂粒等物存在，在沟槽两侧20mm范围内不得有油、锈，塞雷县应进行除油除锈组织工作。

(5)不要在风口处或强制通风的地方施焊。

(6)依据工艺文件和产品图样要求，正确选择塞雷县。

2．安全技术

(1)穿戴好个人防护用品，应在通风良好的环境下组织工作，组织工作场地严防潮湿和存有积水，严禁堆放易燃物品。

(2)钻孔必须可靠接地，用直流电源冲压时要注意减少高频电作业时间，引弧后要立即切断高频电源。

(3)冬季施焊时，一定要用压缩水蒸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．工艺参数的选择

钨极氩焊的工艺参数主要有冲压电流种类及阴离子、冲压电流、钨极直径及端头形状、为保护液体流量等。

(1)冲压电流种类及大小 一般根据钻孔材料选择电流种类。冲压电流的大小是决定沟槽熔深的最主要参数，它主要根据钻孔材料、厚度、接点形式、冲压边线选择，有时还考虑焊工技术水平(手工焊时)等因素。

(2)钨极直径及端头形状 钨极直径根据冲压电流大小、电流阴离子选择，钨极端头形状是两个重要工艺参数。根据所用冲压电流种类，选用相同的端头形状，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列出了钨极相同尖端尺寸推荐的电流范围。

(3)液体流量和喷嘴直径 氩焊产品质量在很大程度上取决于氩气的为保护效果。在一定条件下，液体流量和喷嘴直径有两个最佳范围，此时，液体为保护效果最佳，有效为保护区最大。表3-16列出冲压电流和喷嘴直径、液体流量的关系。

4．操作技术

钨极氩焊的操作技术包括引弧、填丝冲压、收弧等操作过程。

(1)引弧

①短路引弧法(接触引弧法)，即在钨极与焊件瞬间短路，立即稍稍提起，在焊件和钨极间便产生了静电；

②高频引弧法，是利用高频引弧器把普通工频交流电(220V或380V，50Hz)转换成高频(150～260kHz)、高压(2000～3000V)电，把氩气击穿电离，从而引燃静电。

(2)收弧

①增加焊速法，即在冲压即将终止时，焊炬逐渐增加移动速度；

②电流衰减法，冲压终止时，停止填丝使冲压电流逐渐减少，从而使硝酸锶体积不断缩小，最后断电，焊枪或焊炬停止行走。

(3)填丝冲压 填丝时必须等助焊剂熔化充分后才可填加，以免未熔合，填充边线一定要填到硝酸锶前沿部位，并且塞雷县收回时尽量不要马上脱离氩气为保护区。