焊接用保护气体是指在焊接过程中用于保护金属熔滴、焊接熔池及焊接区的高温金属免受外界有害气体侵袭的气体。
304管焊接用保护气体究竟有哪些呢?
焊接用保护气体可分成惰性气体和活性气体两大类。惰性气体高温时不分解,且既不与金属起化学作用,也不溶解于液态金属,是单原子气体。常用的惰性气体有氩气和氦气两种;活性气体高温时能分解出与金属起化学反应或溶于液态金属的气体,常用的活性保护气体有CO
2以及含有CO
2、O
2的混合气体等。
1.氩气(Ar)。密度比空气大,热导率和比热容比空气小,具有很好的稳弧特性。用Ar保护进行熔化极焊接时,焊丝金属很容易呈稳定的轴向射流过渡,飞溅极小。作焊接用保护气体的纯度应达到99.9~99.999%。因其是分馏液态空气的副产品,故其中的有害杂质是氧、氮及水蒸气。
2.氦气(He)。氦的电离能较高,故焊接时引弧较困难,电弧引燃特性差,氦弧的电弧电压高,使电弧具有较大的电功率,电弧温度高,传递给焊接的热量较大。因密度较空气小,故流量要大。价格昂贵。
3.氢气(H2)。密度小,热导率大,分解时可吸收大量的分解热,故对电弧有较强的冷却作用。氩气中加入适量的氢,可增大母材金属的输入热,提高电弧电压及电弧温度,从而提高热功率,增加熔透性且提高焊接速度和生产效率。氢在弧柱中会吸热分解成氢原子,产生两种相反的作用:氢原子流到较冷的304管表面上时,会复合成氢分子而释放出化学能,对304管起补充加热作用;氢原子在高温时能溶解于液体金属中,其溶解度随温度降低而减少,故液体金属冷却时析出的氢若来不及外逸,则易在焊缝金属中出现气孔、白点等缺陷。
4.二氧化碳(CO2)。CO
2气体纯度要求≥99.5%,含水量≤0.05%。液态CO
2可溶解0.05%的水,多余的水则沉于瓶底。这些水在焊接过程中随CO
2一起挥发并混入CO
2中,成为主要的有害杂质。故需采取措施:倒置新灌气瓶,开启阀门将沉积在底部的水排出(一般排放2~3次,每次间隔约30min),放水结束后仍将气瓶倒正;因上部的气体含有较多的水分和空气,故使用前先放气2~3min;气路中设置采用硅胶或脱水硫酸铜的干燥器,进一步减少CO
2中的水分;当瓶中气压降低到0.1Mpa时不再使用,此时液态CO
2已挥发完,气体压力随气体消耗而降低,水分分压相对增大,使焊缝金属产生气孔。
5.混合气体。混合气体可细化熔滴、减少飞溅、提高电弧稳定性、改善熔深及提高电弧温度。
①Ar+He。He的加入量视厚度而定,不锈钢管越厚加入的He应越多。该种混合气体可改善熔深及焊缝金属的润湿性。
②Ar+H
2。可用来焊接奥氏体不锈钢,可抑制和消除镍焊缝金属中的CO气孔,H
2含量须小于6%。
304管焊接用保护气体常用的有以上几种,选择焊接用的保护气体,主要取决于焊接方法,其次与304管的性质、接头的质量要求、管材厚度和焊接位置等因素有关。