药芯焊丝气保焊的保护气如何选择？

焊丝气保焊(下称焊丝气保焊)FCAW-G)是一种应用广泛的焊接加工工艺。广泛用于超重型生产制造、工程建筑、造船业、水上设备等领域高碳钢、高合金钢等合金制品的焊接。FCAW-G一般采用100%纯焊接加工工艺CO2或是75%~80%的Ar和20%~25%的CO2混和气体做为保护气。

因而，在执行焊丝气保焊时，应选择什么样的保护气，CO2或是Ar/CO混和气体呢？每种不同的保护气体都是有个人优缺点。在挑选焊接保护气体时，应重视成本费、品质、生产效率等多种因素。有时候保护气体的选取与种种因素相矛盾。文中关键讲述了FCAW-G在焊接建筑钢材中二种基本上保护气体优缺点。

在探讨保护气挑选利与弊以前， 较好是回望一些基本知识。需注意，本论文只探讨了几种保护气。更专业的详细介绍，请见ANSI/AWSA5.32/ A5.32M,焊接保护气的技术标准，包含实验、外包装、评定、工程验收等。除此之外，它也包括一些有价值的信息，如焊接过程的自然通风，并充分考虑安全规定。

气体保护原理

全部保护气体的基本功能之一是防护空气中氧气、氮气和水蒸汽，保护焊接溶池和电级。保护气体根据焊机进到，喷出来焊嘴，包围着电级， 拆换电级周边空气，在溶池和电弧周边产生临时性保护罩。CO2 气体和Ar/CO混合气体可达到这个目标。

这种保护气体推动了电弧等离子区域内的产生，电弧等离子地区是焊接电弧的电流量安全通道。保护气体的种类也会影响到电弧热的传导，并且在溶池上增加电弧力。在各种这个问题上，CO2和Ar/CO混合气体性能不一样。

气体保护的特征

CO2和Ar在电弧热中有着不同的反映。剖析这种差别有利于掌握每一种气体的特点是怎样危害焊接工艺焊接熔融的。

水解电势差。 电离电位是气体水解需要能量尺寸（比如，将气体转换成通电正离子情况），使气体可以导电性。电离电位越小，电弧越容易引燃并长期保持。CO2的电离电位为14.4eV, Ar电离电位为15.7eV。因而,CO2保护气比Ar保护气体比较容易引燃电弧。

导热。 气体的导热就是指气体传输热量能力尺寸,它的好与坏可能会影响到熔滴过渡的形式(例如水射流衔接和大滴过渡)、电弧外观设计、焊缝熔深和电弧温度分布等。CO2气体比Ar气和Ar/CO混和气体具有很高的导热水平。

反应性。 气体反应就是指气体是不是和熔的焊接溶池产生化学变化。气体一般可分成可塑性气体和活力气体两大类。可塑性气体在焊接溶池中不和其它原素产生反映。Ar属可塑性气体。在焊接溶池中，活力气体会与其他元素结合或反映，产生新的化学物质。在常温下,CO2属可塑性气体， 但电弧低温等离子区，CO2要被溶解产生一氧化碳(CO),O2(O2)和一些单独的氧分子(O)。因而,CO在电弧下变为活力气体，能与其他金属氧化。Ar/CO2.混和气体都是活力气体，但是比CO活力低。

当其他焊接标准主要参数一致时,不同类型的保护气所产生的焊接粉尘尺寸也不尽相同。具体说,与CO2与保护气对比，Ar/ CO因为保护气所产生的焊接粉尘偏少，主要是因为CO2.空气氧化。此外，因为具体焊接场所和焊接次序不一样，焊接粉尘的总数也不尽相同。

详细介绍可塑性气体

可塑性气体虽然能保护焊接溶池，但是不适宜铁股票基金属(如高碳钢、高合金钢、不锈钢板等)的焊接。例如, 倘若只用Ar焊接不锈钢板做为保护气焊，焊接特性会变得越来越差。主要是因为选用可塑性气体保护会导致电弧长短延长和焊丝外界钢皮太早熔融。电弧范畴扩大，无法控制，造成焊接沉积。因而，铁基原材质金属材料选用焊丝气保焊时，一般采用可塑性气体与活力气体结合的混和气体开展保护。

CO2/Ar详细介绍混和气体

北美，不锈钢板焊丝气保焊主要用于焊接Ar/CO2混和气体做为保护气体，在其中Ar占75%和CO2占25%。有时候会用80%Ar和20%的CO2混和, 但是这种混和占比并不常用。有一些气体保护焊丝必须90%Ar和10% 的CO保护混合气体。可是，假如混和保护气体Ar当成分低于75%时，会毁坏电弧性能，所以必须保护气体Ar的百分数。除此之外,Ar /CO2.非标百分数配备的混和汽罐一般比标准百分数配备(如75%)Ar/25%CO2或80%Ar/20%CO2)难以获得。

因为CO2选用2的活力实质时Ar/ CO2.焊丝保护焊混和气体保护时，比应用简易CO2.气体保护，焊丝铝合金在焊缝金属里的熔程度高。主要是因为CO2与铝合金产生反映，造成金属氧化物，与助焊剂里的金属氧化物一起产生炉渣。焊丝的药芯务必带有锰等活力原素(Mn)和硅(Si)除其他主要用途外，还可以作为除氧剂。一部分铝合金和CO水解所获得的游离氧产生反映，所产生的金属氧化物滞留炉渣中，而非焊缝金属中。因而, 选用Ar/CO2选用混和气体比CO2气体保护焊接熔敷金属Mn和Si成分更高一些。

金属材料焊接熔敷Mn和Si成分越大, 焊缝强度越大，焊接拉伸强度越小， 与此同时，厦普V型空缺的断裂韧性也会出现转变。简单的保护气从CO2换为Ar/CO2 混和气体的拉申和抗拉强度将提升7~10ksi,伴随着气体的保护，拉伸强度下降2%。Ar成分提升，焊缝强度提升，延展性减少。

保护气会影响到焊接最后的特性，AWS D1.1/D1.1M:钢架结构焊接技术规范明确了一系列确保焊接特性具体要求。对于每一个焊接，务必挑选保护气体AWS A5.32/A5.32M 规范一致。FCAW-G焊接易耗品(A5.20/A5.20M和A5.29/A5.29M)的AWS 归类明确了焊接熔化金属的强度限制。依据焊丝和焊接工艺技术设计方案，选定焊接保护气要确保焊接结论不得超过这种所规定的抗压强度限制。改动前焊接工艺标准，D1.1:2008 规定具体填充料和保护气构成适用报告。

D1.1:2008的3.7.第三条明确了二种适用方式：一种是用以焊丝分类气体保护；一种是填好金属材料生产商的信息和AWS A5规定一致,并且与WPS所规定的保护气体是一致的。假如不达到这两个标准，D1.1:2008需要对混和保护气开展评实验。

填充金属按气体种类归类

自2005年至今，国外焊接协会药芯填充金属归类将保护气种类列入焊丝分类符号。高碳钢FCAW -G焊丝的AWS序号为EXXT-XX,最后一个符号是指保护气种类。倘若较终一个是C,意味着保护气CO2;倘若为M,意味着Ar/CO2混和气体(比如， E71T-1C或E71T-1M)。针对低合金钢焊条，保护气标记与要求符号的最后熔融金属成份标记一致(如E81T1 -Ni1C)。反过来，自保护药芯焊丝无需任何保护气体，其分类号里没有保护气体的编码(比如E71T-8)。

必须使用一些焊丝CO2开展保护。也有必须使用一些焊丝Ar/CO2.混和气体保护。还有一些焊丝能同时挑选CO2气体或Ar/CO在这样的情况下，焊丝必须符合二种归类规定。

FCAW-G保护气的挑选

焊接焊丝时，挑选CO2 气体保护或者选择Ar/CO2.混和气体保护应该考虑下列三个方面。

1)保护气体成本

一般情况下，80%的焊接成本费用归属于人力和整治花费，20%归属于原材料成本， 保护气体成本约为原材料成本的1/4，或焊接成本费用的5%。假定保护气体成本是唯一的重要因素，那样根据使用CO2保护气取代Ar/CO混和保护气体的方法来大幅度降低焊接成本费。但是，别的成本费一般会危害焊接的成本费用，这将会被探讨。

CO2比Ar/CO划算，因为他能够降低成本得到。全世界CO网络资源普遍而丰富多彩。CO一般能通过别的工艺技术副产物得到。针对焊接领域，一方面能通过天然气的生产加工或分离出来得到CO2, 另一方面，还可以通过气体得到气体CO2。由于Ar大气中含量还不到1%，必须生产加工解决很多气体才可以获取一定量Ar,而且需要专业空气分离装置去处理气体。气体分离装置用电量大，必须放置于特殊监管区域。

2)电焊工的喜好和生产效率产生的影响

选用同样种类和规格的焊条焊接时，选用Ar/CO简易选用保护气比CO电弧更持久、更弱、溅出比较小，因而备受电焊工的喜欢。CO焊接时，焊接电弧很容易产生大熔滴过渡（熔滴一般超过焊丝直径），造成电弧不稳、不连贯、溅出大。Ar/CO2.混和气体保护溅出衔接的熔滴比较小(熔滴一般低于焊丝直径)，造成电弧更为平稳持续， 溅出小。

Ar/CO2混和气体保护的另一个特性也提高了电焊工对它喜爱与使用CO与保护气焊对比，其传热性比较低，因而可以保持溶池热量和液体。这也使得溶池反映更为完全，焊接焊趾比较容易熔融。选用不凡部位焊接(如上坡起步焊或仰焊)Ar/CO因为技术性差电焊工也能够很好地操纵电弧，提升焊接生产效率，具备更多的诱惑力。

选用Ar/CO2.保护焊接混和气体时， 因为Ar比含量较高CO2保护气体在焊接全过程中往电焊工释放出来更多发热量。这就意味着电焊工在焊接环节中感觉比较热。除此之外，焊机会更热(Ar/CO2保护气下焊机的pwm占空比会比CO2.保护气pwm占空比低)，必须更多的焊机更换新同样型号的焊机以及易损件构件。

3)焊接品质

如同前边探讨的，应用Ar/CO2 混和保护气体与使用CO与保护气焊对比，它可以保持溶池热量和液体， 使溶池反映更完全，焊接脚指头比较容易熔融。因而，它大大提升了焊接的成形水平和品质。

除此之外,Ar/CO2.混和气体保护焊接时溅出小，焊接质量进一步提高，减少了焊后清理的时长和开支。相对较低的溅出量也提升了超音波焊缝检测成本，而且如果溅出太多，务必提早清除溅出，以保证超声检测的精确性。

另一个危害焊接外型的品质关键是保护气体对气体痕迹的敏感度。气体印痕，类似泥鳅爬痕或鸡挠痕的不足， 它是一些有时候分布于焊接表层的小槽。它们都是由焊缝金属中溶化的气体所引起的，在溶池凝结移位出， 反被滞留凝结的炉渣下边。

Ar/CO2混和气体保护比简易CO气体保护具有很高的气痕敏感度。Ar/CO2 保护气体的溅出衔接特点造成大量小熔滴，增强了熔滴表面地区，造成焊缝金属融解大量气体。除开保护气体种类会影响到气体痕迹的敏感度外，也有外在因素，但是它们没有在文中讨论范围之内。一些具体使用场所常见的保护气体

多年以来，一些关键场所FCAW -G保护气已逐步完善规范。 在熔敷焊接用于立焊和横焊， 一般采用CO由于这类焊接部位，气体保护，Ar/CO混和气体保护没有多大优点。

航运业一般喜爱应用CO2气体保护, 由于CO气体保护的电弧特点能更好的点燃原材质面漆。北美地区水上建筑行业往下焊接T型，YK型联接焊缝焊必须平滑的焊接形状比较小的焊接溅出，因而选用Ar/CO比较适合保护混和气体。假如在工程生产车间选用不仅一种气保焊加工工艺，例如GMAW 和FCAW-G,二种工艺技术保护气一般是规范化的。有时候，很多生产商也会选择得到更好的溅出率及单脉冲电弧衔接Ar/CO2.保护混和气体GMAW焊接。

结语

当以FCAW-G在挑选保护气时， 不但要了解气体成本，还要考虑到文中探讨的三个方面。每一种气体种类怎样危害总焊接成本费？哪一种气体能够降低每米焊接成本？有生产厂家看到了Ar/CO混和气体保护可以提高焊接质量和生产效率。别的生产商觉得Ar/CO2混和气体保护焊的优势不太理想或比不上CO气体保护焊接成本费用低。但是，对于其他生产商而言，CO成本费用低，适用一些焊接场所。针对FCAW-G针对加工工艺消费者来说，怎么选择气体保护应依据该气体怎样危害焊接操控的成本费、质量与生产效率来决定。一旦选了保护气， FCAW-G焊丝应适用这类气体的焊接。