鋁合金中保護氣體成分對焊接效果的影響

前言

在鋁合金的焊接生產(chǎn)中，選擇焊接保護氣體對提高生產(chǎn)效率和保證焊接質(zhì)量有著重要的意義。由于鋁合金對氫氣和氧氣的高敏感性，因此要采用惰性氣體做保護氣體，常見的有氬氣和氦氣，主要有以下三種。

1、氬氣

氬氣(Ar) 是惰性氣體，既不與金屬起反應(yīng)，又不溶于液態(tài)金屬，同時能量損耗低，電弧燃燒穩(wěn)定。在TIG 焊和MIG 焊中都能保證沒有飛濺或最小飛濺。由于其密度比空氣大，所以保護效果非常好。由于成本問題，氬氣是鋁合金焊接最廣泛使用的保護氣體。

2、氦氣

氦氣(He) 也是惰性氣體，焊接過程中，吸熱小，熔池停留時間長，因此氦氣保護焊接時氣孔傾向小。但由于純氦氣保護焊接時，電弧穩(wěn)定性差、短路過渡形式等缺點，故一般不單獨使用。

3、氬氣和氦氣混合氣體加少量氮氣或氧氣

其組成（體積分數(shù)）通常為1.5% 氮氣（或氧氣）、30% 氦氣、其余為氬氣。雖然氧氣 或氮氣不能改善焊透性能，但電離狀態(tài)下，屬于發(fā)熱氣體，可以進一步增加焊接熱輸入量，減小預(yù)熱溫度，改善焊縫成形。

4、氬氣和氦氣混合氣體

采用氬氣保護時，可使熔滴過渡非常穩(wěn)定，但采用氬氣和氦氣混合氣體還有以下優(yōu)點：

增加熔深和改善焊縫成形；

提高焊接速度；

可焊接厚度范圍大；

降低預(yù)熱溫度；

減少氣孔等焊接缺陷。

在不同的條件下，按如下原則使用焊接保護氣體。

氬氣：一般焊接工作保護氣體。

氬氣70/ 氦氣30: 可以減少氣孔性，在中厚壁焊接中，廣泛采用。

氬氣50/ 氦氣50: 適合更大壁厚。

5、總結(jié)

純氬氣保護焊接鋁合金時，噪聲小，金屬過渡穩(wěn)定，但是在焊透性和氫感應(yīng)氣孔方面不如氬氦混合物。當(dāng)提高氦、氬混合氣體中氦的含量時，焊縫熔深將會從較圓的形狀變?yōu)楠M窄的指狀。也會使焊縫余高降低、熔深增加。對于任何厚度的材料，都可以通過向氬氣中添加氦氣來提高焊接速度。,

含氦成分越高，所需相同電弧長度的弧電壓越高。

使用含氮較高的混合氣所產(chǎn)生的高熱量輸入也促進了對較厚工件的焊接。然而，除了自動焊以外，高氦含量的混合氣通常不推薦使用在厚度小于3mm 的材料上。

氦氣流量越高，焊縫越寬、越平坦。焊縫不再是“手指形狀”了，當(dāng)它與氬氣結(jié)合時，反而形狀變得更圓、更深。更合理的焊透性能可以保證電弧熔透焊根區(qū)，并允許更快的焊接速度。

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