药芯焊丝气保焊保护气的选择
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
等方面。此外，它还包括焊接过程中通风透气等一些有 用信息，全面考虑安全要求。保护气工作原理所有保护 气的一个主要作用是隔绝空气中氧气、氮
气和水蒸气，保护焊接熔池和电极。保护气通过焊枪进 入，从焊嘴喷出，包围在电极的周围,置换掉电极周围的 空气，在熔池和电弧周围形成一个临时
的保护气罩。CO2气体和Ar/CO2混合气都能实现这个目的。 这些保护气促进了电弧等离子区的形成，电弧等离子区 是焊接电弧的电流通道。保
护气类型也影响着电弧热的传导以及在熔池上施加电弧 力大校在这些问题上，CO2和Ar/CO2混合气的表现并不相 同。保护气的特点CO2和A
r在电弧热中的反应各异。分析这些差异能帮助了解每种 气体的特性是如何影响焊接工艺和焊接熔敷的。电离电 势。电离电势是气体电离所需能量的大
小（比如，将气体转换成带电的离子状态），使气体能 够导电。电离电势越低，电弧越容易引燃并保持稳定。 CO2的电离电势为14.4eV,Ar
的电离电势为15.7eV。因此，CO2保护气比Ar保护气更容 易引燃电唬热传导。气体的热传导是指气体传导热能的 能力大小，它的好坏将影响
到熔滴过渡的方式（比如射流过渡和大滴过渡）、电弧 形状、焊缝熔深和电弧温度分布等。CO2气体比Ar气和 Ar/CO2混合气体具有更高的热
传导能力。反应性。气体的反应性是指气体是否与熔融 的焊接熔池发生化学反应。气体可以大体分成两类：惰 性气体和活性气体。惰性气体，在焊接熔
池中不和其它元素发生反应。Ar就属于惰性气体。活性 气体，在焊接熔池中会与其它元素结合或反应，形成新 的化合物。在室温下，CO2属于惰性
气体,但在电弧等离子区，CO2会被分解，形成一氧化碳 （CO），氧气（O2）和一些独立的氧原子（O）。因此， CO2在电弧下就变成了活性
气体，能够与其它金属发生氧化。Ar/CO2混合气体也属 于活性气体，不过比CO2的活性要低。当其它焊接规范参 数一致时，不同的保护气产生
O2气体保护，焊条合金在焊缝金属中的熔敷程度更高。 这是因为CO2和合金发生反应，生成氧化物，与焊剂中的 氧化物一起，形成熔渣。焊条的药
芯必须包括一些活性元素，比如锰（Mn）和硅（Si）等， 除了其它的用途外，还可用作脱氧剂。这些合金的一部 分和CO2电离获得的游离氧发生
反应，生成氧化物滞留在熔渣中而不是滞留在焊缝金属 中。因此,采用Ar/CO2混合气体比采用CO2气体保护的焊 接熔敷金属中的Mn和Si含
量更高。
转载请注明文章出处，谢谢。
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的焊接烟尘大小也不同。具体说，与CO2保护气相比， Ar/CO2保护气产生焊接烟尘较少，这是因为CO2具有氧化 性。此外，由于具体的焊接
场合和焊接顺序的不同，焊接烟尘的多少也不一样。惰 性气体介绍尽管惰性气体能够为焊接熔池提供保护，但 它们本身却并不适合铁基金属（比如低碳
钢、低合金钢、不锈钢等）药芯焊丝气保焊的焊接。比 如,如果仅用Ar作为保护气焊接不锈钢，焊缝性能会变得 非常差。这是因为采用惰性气体保护
和缺陷。选择焊接保护气的时候，要重点考虑成本、质 量、生产率等因素。有时候保护气的选择和这些因素是 相矛盾的。本文主要阐述了FCAW-G
在焊接钢材中两种基本保护气选择的优缺点。在具体讨 论保护气选择利弊之前,最好回顾一些基本知识。需要说 明的是本文只是讨论少数几种保护气。
更全面的介绍，请参考ANSI/AWSA5.32/A5.32M，焊接保 护气规范中详细规定了保护气的技术要求，包括试验、 包装、鉴定、验收
药芯焊丝气保焊（简称FCAW-G）是一种应用非常广泛的 焊接工艺，如图1所示。它广泛应用于重型制造、建筑、 造船、海上设施等行业中低碳钢
、低合金钢和其它各种合金材料的焊接。FCAW-G焊接工 艺常常采用100％的纯CO2或者75％~80％的Ar和20％~25 ％的CO2混
合气体作为保护气。那么在实施药芯焊丝气保焊时，究 竟该选择哪一种保护气，CO2还是Ar/CO2混合气呢？每种 类型的保护气都有各自的优点
用90％的Ar和10％的CO2混合气进行保护。但是，如果混 合保护气中的Ar含量小于75％时，就会对电弧性能产生 破坏，因此必须确保保护
气中Ar的百分比。此外，Ar/CO2非标准百分比配置的混 合气罐通常要比标准百分比配置混合气罐（比如75％ Ar/25％CO2或80％A
r/20％CO2）更难获龋合金存留和机械性能由于CO2的活 性本质，当采用Ar/CO2混合气体保护进行药芯焊丝保护 焊时，比采用单纯的C
会造成电弧长度加长和焊条外部钢皮过早熔化。电弧范 围增大且难以控制，导致焊缝堆积。因此，采用药芯焊 丝气保焊焊接铁基母材金属时，通常采用
惰性气体与活性气体相结合的混合气体保护。CO2/Ar混 合气体介绍在北美，不锈钢药芯焊丝气保焊的焊接常采 用Ar/CO2混合气体作为保护
气，其中Ar占75％和CO2占25％。有时也采用80％的Ar和 20％的CO2混合,不过这种混合比例不常用。有一些气保 护药芯焊丝需要采
等方面。此外，它还包括焊接过程中通风透气等一些有 用信息，全面考虑安全要求。保护气工作原理所有保护 气的一个主要作用是隔绝空气中氧气、氮
气和水蒸气，保护焊接熔池和电极。保护气通过焊枪进 入，从焊嘴喷出，包围在电极的周围,置换掉电极周围的 空气，在熔池和电弧周围形成一个临时
的保护气罩。CO2气体和Ar/CO2混合气都能实现这个目的。 这些保护气促进了电弧等离子区的形成，电弧等离子区 是焊接电弧的电流通道。保
护气类型也影响着电弧热的传导以及在熔池上施加电弧 力大校在这些问题上，CO2和Ar/CO2混合气的表现并不相 同。保护气的特点CO2和A
r在电弧热中的反应各异。分析这些差异能帮助了解每种 气体的特性是如何影响焊接工艺和焊接熔敷的。电离电 势。电离电势是气体电离所需能量的大
小（比如，将气体转换成带电的离子状态），使气体能 够导电。电离电势越低，电弧越容易引燃并保持稳定。 CO2的电离电势为14.4eV,Ar
的电离电势为15.7eV。因此，CO2保护气比Ar保护气更容 易引燃电唬热传导。气体的热传导是指气体传导热能的 能力大小，它的好坏将影响
到熔滴过渡的方式（比如射流过渡和大滴过渡）、电弧 形状、焊缝熔深和电弧温度分布等。CO2气体比Ar气和 Ar/CO2混合气体具有更高的热
传导能力。反应性。气体的反应性是指气体是否与熔融 的焊接熔池发生化学反应。气体可以大体分成两类：惰 性气体和活性气体。惰性气体，在焊接熔
池中不和其它元素发生反应。Ar就属于惰性气体。活性 气体，在焊接熔池中会与其它元素结合或反应，形成新 的化合物。在室温下，CO2属于惰性
气体,但在电弧等离子区，CO2会被分解，形成一氧化碳 （CO），氧气（O2）和一些独立的氧原子（O）。因此， CO2在电弧下就变成了活性
气体，能够与其它金属发生氧化。Ar/CO2混合气体也属 于活性气体，不过比CO2的活性要低。当其它焊接规范参 数一致时，不同的保护气产生
O2气体保护，焊条合金在焊缝金属中的熔敷程度更高。 这是因为CO2和合金发生反应，生成氧化物，与焊剂中的 氧化物一起，形成熔渣。焊条的药
芯必须包括一些活性元素，比如锰（Mn）和硅（Si）等， 除了其它的用途外，还可用作脱氧剂。这些合金的一部 分和CO2电离获得的游离氧发生
反应，生成氧化物滞留在熔渣中而不是滞留在焊缝金属 中。因此,采用Ar/CO2混合气体比采用CO2气体保护的焊 接熔敷金属中的Mn和Si含
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场合和焊接顺序的不同，焊接烟尘的多少也不一样。惰 性气体介绍尽管惰性气体能够为焊接熔池提供保护，但 它们本身却并不适合铁基金属（比如低碳
钢、低合金钢、不锈钢等）药芯焊丝气保焊的焊接。比 如,如果仅用Ar作为保护气焊接不锈钢，焊缝性能会变得 非常差。这是因为采用惰性气体保护
和缺陷。选择焊接保护气的时候，要重点考虑成本、质 量、生产率等因素。有时候保护气的选择和这些因素是 相矛盾的。本文主要阐述了FCAW-G
在焊接钢材中两种基本保护气选择的优缺点。在具体讨 论保护气选择利弊之前,最好回顾一些基本知识。需要说 明的是本文只是讨论少数几种保护气。
更全面的介绍，请参考ANSI/AWSA5.32/A5.32M，焊接保 护气规范中详细规定了保护气的技术要求，包括试验、 包装、鉴定、验收
药芯焊丝气保焊（简称FCAW-G）是一种应用非常广泛的 焊接工艺，如图1所示。它广泛应用于重型制造、建筑、 造船、海上设施等行业中低碳钢
、低合金钢和其它各种合金材料的焊接。FCAW-G焊接工 艺常常采用100％的纯CO2或者75％~80％的Ar和20％~25 ％的CO2混
合气体作为保护气。那么在实施药芯焊丝气保焊时，究 竟该选择哪一种保护气，CO2还是Ar/CO2混合气呢？每种 类型的保护气都有各自的优点
用90％的Ar和10％的CO2混合气进行保护。但是，如果混 合保护气中的Ar含量小于75％时，就会对电弧性能产生 破坏，因此必须确保保护
气中Ar的百分比。此外，Ar/CO2非标准百分比配置的混 合气罐通常要比标准百分比配置混合气罐（比如75％ Ar/25％CO2或80％A
r/20％CO2）更难获龋合金存留和机械性能由于CO2的活 性本质，当采用Ar/CO2混合气体保护进行药芯焊丝保护 焊时，比采用单纯的C
会造成电弧长度加长和焊条外部钢皮过早熔化。电弧范 围增大且难以控制，导致焊缝堆积。因此，采用药芯焊 丝气保焊焊接铁基母材金属时，通常采用
惰性气体与活性气体相结合的混合气体保护。CO2/Ar混 合气体介绍在北美，不锈钢药芯焊丝气保焊的焊接常采 用Ar/CO2混合气体作为保护
气，其中Ar占75％和CO2占25％。有时也采用80％的Ar和 20％的CO2混合,不过这种混合比例不常用。有一些气保 护药芯焊丝需要采