铝合金中保护气体成分对焊接效果的影响

铝合金中保护气体成分对焊接效果的影响

前言

在铝合金的焊接生产中，选择焊接保护气体对提高生产效率和保证焊接质量有着重要的意义。由于铝合金对氢气和氧气的高敏感性，因此要采用惰性气体做保护气体，常见的有氩气和氦气，主要有以下三种。

1、氩气

氩气(Ar) 是惰性气体，既不与金属起反应，又不溶于液态金属，同时能量损耗低，电弧燃烧稳定。在TIG 焊和MIG 焊中都能保证没有飞溅或最小飞溅。由于其密度比空气大，所以保护效果非常好。由于成本问题，氩气是铝合金焊接最广泛使用的保护气体。

2、氦气

氦气(He) 也是惰性气体，焊接过程中，吸热小，熔池停留时间长，因此氦气保护焊接时气孔倾向小。但由于纯氦气保护焊接时，电弧稳定性差、短路过渡形式等缺点，故一般不单独使用。

3、氩气和氦气混合气体加少量氮气或氧气

其组成（体积分数）通常为1.5% 氮气（或氧气）、30% 氦气、其余为氩气。虽然氧气 或氮气不能改善焊透性能，但电离状态下，属于发热气体，可以进一步增加焊接热输入量，减小预热温度，改善焊缝成形。

4、氩气和氦气混合气体

采用氩气保护时，可使熔滴过渡非常稳定，但采用氩气和氦气混合气体还有以下优点：

增加熔深和改善焊缝成形；

提高焊接速度；

可焊接厚度范围大；

降低预热温度；

减少气孔等焊接缺陷。

在不同的条件下，按如下原则使用焊接保护气体。

氩气：一般焊接工作保护气体。

氩气70/ 氦气30: 可以减少气孔性，在中厚壁焊接中，广泛采用。

氩气50/ 氦气50: 适合更大壁厚。

5、总结

纯氩气保护焊接铝合金时，噪声小，金属过渡稳定，但是在焊透性和氢感应气孔方面不如氩氦混合物。当提高氦、氩混合气体中氦的含量时，焊缝熔深将会从较圆的形状变为狭窄的指状。也会使焊缝余高降低、熔深增加。对于任何厚度的材料，都可以通过向氩气中添加氦气来提高焊接速度。,

含氦成分越高，所需相同电弧长度的弧电压越高。

使用含氮较高的混合气所产生的高热量输入也促进了对较厚工件的焊接。然而，除了自动焊以外，高氦含量的混合气通常不推荐使用在厚度小于3mm 的材料上。

氦气流量越高，焊缝越宽、越平坦。焊缝不再是“手指形状”了，当它与氩气结合时，反而形状变得更圆、更深。更合理的焊透性能可以保证电弧熔透焊根区，并允许更快的焊接速度。

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