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    解析混合三元保护焊气体的应用

    2016-7-16 16:36:22

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       熔焊分为火焰焊、电弧焊、电子束焊、激光焊和摩擦焊等。电弧焊又包括焊条电弧焊、气体保护焊和埋弧焊。我们说的焊接保护气是指用于气体保护焊用的保护气体,包括钨极氩弧焊(TIG焊),CO2焊接和等离子焊接。介绍三元焊接保护气及应用
     
      1.气体的分类及特点
     
      保护气体分活性气体和惰性气体。
     
      活性气体有:CO2、O2、N2、H2;
     
      惰性气体有:Ar、He。
     
      常用的焊接保护气体和混合气有:氩气(TIG和MIG),CO2(MAG或CO2焊接),氩气+CO2(MAG),氦气(TIG和MIG),氩 气+O2(MAG),氩气+CO2+O2(MAG),氩气+氦气(TIG和MIG),氩气+氦气+CO2(MAG),氩气+H2(TIG),氩 气+CO2+H2(MAG)。
     
      CO2焊接特点如下:
     
      (1)用于碳钢的一般目的焊接。
     
      (2)CO2在电弧中分解成为一氧化碳(CO)和氧气(O2)。
     
      (3)具有高度氧化性的保护气。
     
      (4)通过焊丝中的还原剂避免产生孔隙。
     
      (5)比氩气温度高——更大的熔深、球根状剖面。
     
      (6)只限于浸送(短路)模式。
     
      (7)较差的电弧稳定性导致形成大熔滴。
     
      (8)较多的飞溅物。
     
      而氩气可作为所有材料的TIG焊,特别是用于铝合金、铜与合金以及对氧气敏感的其他材料的MIG焊。
     
      2.混合三元保护焊气体焊接的特点
     
      介绍以氩气+CO2+O2(MAG焊钢)和氩气+CO2+H2(MAG不锈钢)等三元混合气的特点。
     
      氩气/CO2/O2混合物(MAG)的特点如下:
     
      (1)结合了CO2和O2的好处。
     
      (2)改善电弧稳定性。
     
      (3)优化金属过渡特性。
     
      (4)产生最少的飞溅物。
     
      (4)改善焊缝横截面外形。
     
      (5)稳定焊接特性——短途经渡和喷射过渡。
     
      (6)易用——更适应对参数设置的变化。
     
      在TIG焊中在氩气中添加H2(最高5%)可增加电弧电压,收缩电弧和熔池,熔深具有更高的深宽比,进步焊接速度。仅针对奥氏体不锈钢(300系列, 例如304、316)在MAG不锈钢焊中在氩气/CO2中添加H2(最高1.5%),可增加熔深的深宽比,与等价的氩气/CO2相比,焊缝表面更明亮。
     
      3.用混合三元保护气体和纯CO2气来比较焊接碳钢的差别
     
      CO2保护气由于气体的物理特性,在用作MAG焊的电弧保护气时,在生产效率和质量方面有一定的局限性。经过开发出混合三元保护焊气体来解决CO2的局限性。
     
      分别从焊接速度、飞溅大小或打磨往飞溅、可见的焊缝质量(光滑度、凸出)、烟尘等环境、单位焊接本钱上分别测试。
     
      (1)焊接速度由使用混合三元保护气体的焊接速度进步了33.4%,由于焊接速度的进步,可大大节约每米焊缝的本钱,增加生产效益,降低单位能耗。
     
      (2)更低的飞溅使用混合三元保护气体可带来更少的飞溅,飞溅颗粒更小,更轻易清除,每米焊缝的清理时间可减2min。较少的硅化物和干净的焊缝表 面,多道焊时带来较少的打磨和清理时间。混合三元保护气体可焊出较平滑的焊缝表面,焊缝高出部分可从CO2保护焊的30%降到10%。
     
      混合三元保护气体的焊接过程效率比CO2的焊接过程效率高,这个差别是由于飞溅和烟尘造成的。CO2的效率是85%,混合三元保护气体的效率为94.5%。由于较平滑的焊缝和较高的利用率,可减少单位长度焊缝的焊丝消耗量。
     
      CO2与混合三元保护气体的表面成形对比。
     
      在同样的焊接时间里,混合三元保护气体的飞溅明显减少,这样可以减少清理喷嘴的时间。同时,导电嘴飞溅少,可保证稳定的送丝、稳定电弧和好的焊接质量。
     
      (3)更低的烟尘在焊接过程中,拍下焊接烟尘的照片,混合三元保护气体的烟尘较少。
     
      经试验得知,新的混合三元保护焊气体每米焊缝的本钱比CO2降低了20%。
     
      在提倡低碳经济和可持续发展的今天,由于混合三元保护焊气体具有高效、节能、降耗、安全和环保等重大优点,因此具有很大的市场潜力。混合三元保护焊气 体常用在多种焊接工艺中,最常见于MIG/MAG及TIG焊接。选择一种合适的焊接气体在焊接工艺中十分关键。焊接气体不仅会保护焊接金属免受周围空气的 影响,还有助于提升产能并改善焊缝的机械性能。
      谱源气体常配置的三元混合气有Ar-He-CO2、Ar-He-N2、Ar-He-O2、Ar-O2-CO2等。可根据客户需求配制。配制混合气用的Ar、H2、N2、CO2等气体,纯度为99.999%,通常水分均被视为有害杂质,要求H210mg/m3。
     应用说明:钨极惰性气体保护焊简称TIG焊。气体的作用主要是保护熔化金属不受空气中氧﹑氮﹑氢等有害元素和水分的影响﹐但它同时对电弧的稳定性﹑熔 滴过渡形式和熔池的活动性有一定影响。因此﹐采用不同的气体会产生不同的冶金反应和工艺效果。气体保护电弧焊的主要特点是电弧可见﹐熔池较小﹐易于实现机 械化和自动化﹐生产率高。气体保护电弧焊适用于不锈钢﹑碳钢、含锰型钢、铝和钛等金属的焊接﹐广泛应用於汽车﹑船舶﹑锅炉﹑管道和压力容器、医药设备、不 锈钢阀门等产品的制造﹐特别是其中要求质量较高或全位置焊接的场合。
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