气体保护焊

用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊称气体保护电弧焊，简称气体保护焊。焊接过程中不断向焊接区域输送保护性气体，包围在电弧和熔池外面，隔绝空气，免受其害，以达到保证焊接质量的目的。

保护气体的种类很多，目前应用较多的是氩气和二氧化碳。

一、氩弧焊

是以氩气作为保护气体的电弧焊。氩弧焊又分为非熔化极氩弧焊和熔化极氩弧焊两种。

1、非熔化极氩弧焊

常用铈钨棒（钨中含微量氧化铈）作电极，与焊件之间产生电弧，故又称钨极氩弧焊。由于钨的熔点高达 3410℃左右，焊接时钨极不熔化（仍有少量消耗），只作电极而无填充金属作用，故需另加焊丝。

焊接方式有手工焊和自动焊两种。图 1 左图为手工钨极氩弧焊示意图，在特制焊枪的前面有一个喷嘴，其中夹持着钨极，电流经导电嘴输入并在钨极与工件之间形成电弧。氩气由入口处进入喷嘴后向焊接区喷出形成保护层。焊工左手持焊丝，右手持焊枪沿焊缝前移。自动焊过程基本同手工焊，只是用机械代替手工操作。

为减少钨极损耗，焊接电流不能过大，故钨极氩弧焊只适于焊接 4mm 以下的薄板。

2、熔化极氩弧焊

用焊丝作电极并兼作填充金属。又分为自动焊和半自动焊，半自动焊时由焊工手持焊枪沿焊缝前进，焊丝下送等则由机械完成；自动焊时全部由机械操作。图 1 右图为熔化极自动氩弧焊示意图。由于焊接电流可大大提高，故 适 用于 3mm以上的钢板的焊接。

氩弧焊的特点

(1) 适于焊接各类合金钢、易氧化的非铁金属及锆、钽、钼等稀有金属材料。

(2) 电弧稳定，飞溅小，焊缝致密，表面没有熔渣，成形美观。

(3) 明弧可见，便于操作，容易实现全位置焊接。

(4) 电弧在气流的压缩下燃烧，热量集中，熔池较小，焊接速度较快，焊接热影响区较窄，因而工件焊后变形较小。

图 1 氩弧焊示意图

由于氩气价格较高，氩弧焊目前主要用于焊接铝、镁、钛及其合金，也用于焊接不锈钢、耐热钢和一部分重要的低合金钢焊件。

在一般氩弧焊的基础上又发展出脉冲氩弧焊，它采用可控的脉冲电流代替了一般氩弧焊的连续恒定电流。脉冲电流周期性而又瞬间地向电弧供电形成脉冲电弧，焊件的加热熔化主要依靠它。脉冲电流通过时，焊件上产生一个点状熔池，脉冲电流停歇时，熔池冷却结晶形成一个焊点。在脉冲电流停歇期间，电源仍向电弧提供一个数值很小的基值电流以维持电弧连续燃烧和使下一个脉冲电弧可靠而稳定的复燃。随着脉冲过程的重复进行，焊件上可形成一个由许多焊点互相搭接而成的链状焊缝。这种方法的电流平均值较小，而电弧仍可温度燃烧，因而可较少输入焊件的热能，由此而获得一些特点。其中很重要的一个特点是可焊很薄的金属，例如熔化极脉冲氩弧焊可焊 1～4mm 的钢板，钨极脉冲氩弧焊可焊厚度小于 0.8mm（甚至可达 0.1mm）的薄板。

二、二氧化碳气体保护焊

用二氧化碳作保护气体的气体保护焊称二氧化碳气体保护焊。此法均采用焊丝作电极兼作填充金属。除保护气体不同外，进行过程与方式均与熔化极氩弧焊大体相同，亦分自动焊和半自动焊。常用的是半自动焊，图 2 为其示意图。

图 2 二氧化碳保护焊示意图

但 CO2 是氧化性气体，在电弧热作用下能分解为 CO 和[O]。[O]与熔池中的铁、碳及其它合金元素作用，易造成气孔和强烈的飞溅，使焊缝含氧量增加，并烧损。为保证焊接质量和焊缝的合金成分，故需采用含锰、硅较高的焊接钢丝或含有相应合金元素的合金钢焊丝。例如焊接低碳钢常选用 H08MnSiA 焊丝，焊接低合金结构钢则常选用 H08Mn2SiA 焊丝。

二氧化碳气体保护焊的特点是：

（1）成本低 因采用廉价易得的二氧化碳代替焊剂，焊接成本仅是埋弧焊和焊条电弧焊的 40％左右。

（2）生产率高 由于焊丝送进是机械化或自动化进行，电流密度较大，电弧热量集中，故焊接速度较快、此外，焊后没有渣壳，节省了清渣时间，故其效率可比焊条电弧焊生产率提高 1～3 倍。

（3）操作性能好 二氧化碳保护焊是明弧焊，焊接中可清楚看到焊接过程，容易发现问题并及时调整。二氧化碳保护焊如同焊条电弧焊一样灵活，适合于各种位置的焊接。

（4）质量较好 由于电弧在气流压缩下燃烧，热量集中，因而焊接热影响区较小，变形和产生裂纹的倾向性小。 二氧化碳保护焊的缺点是，由于二氧化碳的氧化作用，熔滴飞溅较为重，因此焊缝成形不够光滑。另外，如果控制或操作不当，容易产生气孔。

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