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焊接剂用气体的基本性质及技术要求

发布时间:2012-12-12 15:21
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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