焊接剂用气体的基本性质及技术要求

焊接焊接剂用气体主要是指气体保护焊中使用的保护气体（如CO2、Ar、He、O2、N2等）和焊接用气体（O2-C2 H2焊、H2气焊等）。 氧气(O₂) 在常温状态下和大气中，氧气是无色无味的气体。在标准状态下（即0℃和101.325kPa压力下），1m³气体质量为1. 43kg，比空气重。氧气本身不能燃烧，是一种活泼的助燃气体。氧气是气焊、焊接剂及气割中不可缺少的助燃气体。氧气的纯度对气焊、焊接剂、气割的效率和质量有很大的影响。对质量要求高的气焊、焊接剂、气割应采用纯度高的I类或Ⅱ类一级氧气。氧气常用作惰性气体保护焊与焊接剂时的附加气体，可细化熔滴，克服电弧阴极斑点飘移，增加母材输入热量，提高焊接剂焊接速度等。 氩气( Ar) 氩是无色无味的气体，比空气约重25%，在空气中的体积分数约为0.935%（按容积计），是一种稀有气体，其沸点为-186℃，介于O2（-183℃）和N₂（-1 96℃）的沸点之间，是分馏液态空气制取氧气时的副产品。 氩气是一种惰性气体，它既不与金属起化学作用，也不溶于金属中，因此可以避免焊接剂焊缝中合金元素的烧损（合金元素的蒸发损失仍然存在，尽管是次要的）和由此带来的其他焊接剂焊接用缺陷，使焊接冶金反应变得简单和易于控制，为获得高质量的焊接剂焊缝提供了有利条件。 氩气导热系数小，且是单原子气体，高温时不分解吸热，电弧在氩气中燃烧时热量损失少，故在各类气体保护焊中氩气保护焊焊接剂的电弧燃烧稳定性最好。氩气的密度较大，在保护时不易漂浮散失，保护效果良好。熔化极氩弧焊焊丝金属很易呈现稳定的轴向射流过渡，使用焊接剂时飞溅极小。氩弧焊适用于强度钢、铝、镁、铜及其合金的焊接焊接剂和异种金属的焊接剂焊接。TIG焊还适用于补焊、定位焊、反面成形打底焊等。 氩气作为焊接剂焊接用保护气体，一般要求纯度（体积分数）为99.99%-99.999%，应视被焊金属的性质、焊接剂和焊缝质量要求而选定。 氮气(N₂) 氮在空气中约占78%（体积），沸点-196℃，氮的电离热较低，相对原子质量较Ar小，分解时吸收热量较大。氮可用作焊接剂焊接时的保护气体。由于氮气导热及携热性较好，常用作等离子弧切割的工作气体，有较长的弧柱，又有分子复合热能，故可切割较厚的金属。用作焊接剂焊接时或等离子弧切割的氮气的纯度应符合GB7T 3864《工业氮》规定的I类或Ⅱ类一级的技术要求。 二氧化碳气（CO₂） CO₂是氧化性保护气体，有固、液、气三种状态。液态CO₂ 是无色液体，其密度随温度不同而变化，当温度低于-11℃比水重，高于-11℃则比水轻。CO₂由液态变为气态的沸点很低（-78℃），所以工业用CO₂都是液态，常温下即可气化。在0℃和101.3kPa大气压下，1kg液态CO₂可气化为509L气态的CO₂ 。使用液态CO₂非常方便，一个容积为40L的标准钢瓶即可装入25kg的液态CO₂（按容积的80%计），剩余约20%的空间则充满气化了的CO₂。气瓶压力表所指示的压力值，就是部分气体的饱和压力。此压力的大小与环境温度有关，温度升高压力增大。只有当气瓶内液态CO₂全部挥发成气体后，瓶内的气压才会随CO₂气体的消耗而逐渐下降。 液态CO₂ 中可溶解质量分数为0.05%的水，多余的水则成自由状态沉于瓶底。这些水在焊接防飞溅剂使用焊接剂焊接过程中随CO₂ 一起挥发并混入CO₂ 气体中，一起进入焊接剂焊接区。因此水分是CO₂气体中最主要的有害物质，随气CO₂ 气体中水分的增加即露点温度的提高，焊接剂焊缝金属中含有氢量增高、塑性下降，甚至产生气孔等会缺陷。焊接剂焊接用CO₂的纯度（体积分数）应大于99.5%（相当于GB中的Ⅱ类一级），国外有时还要求纯度大于99.8%、露点低于-40℃（水分的质量分数为0.0066%，相当于GB的Ⅰ类）。 本文参考《焊接材料手册》一书。 相关链接
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