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摘要：随着经济的发展与科学技术的不断进步，焊接工艺也在随着时代的变迁逐步革新，熔化极气体保护焊是在焊接工艺中使用比较宽泛的一种焊接工艺方法。随着近年来对这种焊接工艺方法的不断完善，研究人员创造性地提出了将混合气体应用到熔化极气体保护焊当中以提高保护焊的质量，这种观点引起人们的重视和研究。在混合气体应用的过程当中，各种不同成分的其他的比例成为影响熔化极气体保护焊性能以及质量的关键因素。本文从混合气体比例的角度，分析混合气体如何在熔化极气体保护焊工艺中发挥作用。
关键词：混合气体;熔化极气体保护焊;配比;应用
一、前言
熔化极气体保护焊的特点是速度快、生产效率高、容易实现自动化，因此在焊接工艺中逐渐得到广泛应用。近年来随着技术的不断革新，熔化极气体保护焊由单一气体保护焊逐步向混合气体保护焊发展。混合气体在熔化极气体保护焊中应用，相比较于单一气体保护焊有着非常大的优势，它容易适应不同金属材料与焊接工艺的需求，可让焊接获得最优保护效果、最优电弧特性以及最稳定的熔滴过度特性。随着混合气体在熔化极气体保护焊中的应用趋势的加强，研究混合气体中的各种气体比例关系成为当前研究的重点。
二、混合气体的种类与特性
当前应用与焊接工艺的主要混合气体为二元、三元和四元混合气体，集体种类与特性如下图图一所示。
三、混合气体的配比及其应用
1.Ar+He[1]
Ar+He组合的混合气体属于二元混合气体中的一种，主要应用于非铁金属如铝、钛合金的焊接工艺中。在单独用Ar气体时易产生电弧漂移现象，加入He的混合气体，可以有效缓解这种现象。He气体导热性强，电弧电压高，有效提高了混合气体电弧温度。
当He气体在气体总量中占比小于10%时会对电弧和焊缝的力学性能产生不利影响，根据研究表明，He在混合气体中占比至少达到21%时才可以产生稳定电弧的理想效果，并且He的占比根据与板的厚度呈正比关系。值得注意的是，以下三种占比状态：
首先，Ar+25%He的配比。这种配比应用很少，仅仅适用于铝合金焊接等需要增加熔深与对焊缝成型要求严苛的情况
其次，Ar+75He配比，这种配比广泛应用于25毫米以上的铝合金平位自动焊。
最后，Ar+90%He配比。这种配比可以有效提高热能输入，也可用于高Ni的过渡焊接工艺。
2.Ar+N2
Ar+N2组合的混合气体属于二元混合气体中的一种，N元素可以有效促进奥氏体化，这种气体组合可以使不锈钢焊缝得到全奥氏体组织，通常加入1.5%至3.5%左右的N2气体，与He相比，N2价格更为实惠，但存在着焊缝不够光滑、外观糟糕等外观上的弊病。但是在管壁较厚的紫铜板中，添加N2比添加He气体效果更为显著，随着N2的添加，可以有效降低紫銅板的预热温度，可以得到预计效果良好的焊缝，使焊道的溢流情况得到有效改善。
3.Ar+O2
Ar+O2组合的混合气体属于二元混合气体中的一种，，少量O2的添加也可以缓解单一Ar的电弧漂移现象，降低焊接部位的表面张力，改善焊缝湿润程度、流动性，促进焊缝成型与焊道平坦。
Ar+1%O2主要用勇于不锈钢的焊接工艺，1%的O2足够让电弧稳定，这种配比有时也应用与焊接非铁金属。
Ar+2%O2主要适用于低合金钢、不锈钢的喷射电弧焊，这种配比可以使电弧静电特性降至最低，在保持抗腐蚀性与抗压性不变的基础上更增加焊缝湿润与流动性。
Ar+5%O2可大幅提高焊接速度。
4.其他二元混合气体
如图一所示，除上述三种二元混合配比之外，还有一些其他配比方式。
由于CO2具有可以改变焊缝组织、降低焊接管道脆弱性的特点，使用Ar+CO2的配比，可以有效改善熔深与气孔，根据不同焊接情况调整CO2所占比重，可以改善焊接区域的人性，美化外观、使焊缝成型好且更加光滑。
5.三元混合气体
综合利用O2与CO2的优势，使用Ar+O2+CO2的配比，可应用于如短路过渡、脉冲等多种情况，被焊接人员称为“万能混合气”。
综合利用CO2与H2的有时，使用Ar+ CO2+H2的配比可以在保持焊缝湿润的情况下稳定电弧，值得注意的是，这种配比中CO2的占比要少，H2的占比要高，所以这种配比不适用与低合金钢。
综合利用He与CO2的优势，使用Ar+He+CO2的配比可以在曝出电弧稳定性与焊道湿润性的同时使焊缝更加光滑、成型更好。
6.四元混合气体
当前主要四元混合气体时Ar+He+CO2+O2，这种配比方法以Ar为主，He次之，CO2与O2为辅，通过增大送丝速率增加熔敷率，既适用于低合金钢焊接也适用于低碳钢焊接，适用面比较广泛。当前由于相关技术尚未完备，还没有加以普及。我国研究人员正在对这种配比大力研究，期望可以早些应用于熔化极气体保护焊工艺当中。
四、结语
通过以上论述可知，当前混合气体主要以Ar气体为基本气体元素，辅助以其他气体来弥补Ar气单一只使用的缺陷，不同种类、相同种类不同占比的混合气体都在影响着焊接的电弧特性、焊缝成型程度等不同方面，工作人员应当根据具体情况如焊接材料的材质、成分以及焊接后的用途等选择合适的混合气体种类以及气体占比，以更好达到预期效用。
随着经济的不断发展，混合气体在熔化极气体保护焊中的应用的要求会逐步提高，它的具体应用也会逐步完善，混合气体将在熔化极气体保护焊中的应用发挥日益重要的作用。
参考文献
[1]张建春，王国荣，石永华，钟继光.混合气体在熔化极气体保护焊中的应用[J].焊管，2006（03）：46-49+79.
（作者单位：大庆油田工程建设有限公司化建公司）
关键词：混合气体;熔化极气体保护焊;配比;应用
一、前言
熔化极气体保护焊的特点是速度快、生产效率高、容易实现自动化，因此在焊接工艺中逐渐得到广泛应用。近年来随着技术的不断革新，熔化极气体保护焊由单一气体保护焊逐步向混合气体保护焊发展。混合气体在熔化极气体保护焊中应用，相比较于单一气体保护焊有着非常大的优势，它容易适应不同金属材料与焊接工艺的需求，可让焊接获得最优保护效果、最优电弧特性以及最稳定的熔滴过度特性。随着混合气体在熔化极气体保护焊中的应用趋势的加强，研究混合气体中的各种气体比例关系成为当前研究的重点。
二、混合气体的种类与特性
当前应用与焊接工艺的主要混合气体为二元、三元和四元混合气体，集体种类与特性如下图图一所示。
三、混合气体的配比及其应用
1.Ar+He[1]
Ar+He组合的混合气体属于二元混合气体中的一种，主要应用于非铁金属如铝、钛合金的焊接工艺中。在单独用Ar气体时易产生电弧漂移现象，加入He的混合气体，可以有效缓解这种现象。He气体导热性强，电弧电压高，有效提高了混合气体电弧温度。
当He气体在气体总量中占比小于10%时会对电弧和焊缝的力学性能产生不利影响，根据研究表明，He在混合气体中占比至少达到21%时才可以产生稳定电弧的理想效果，并且He的占比根据与板的厚度呈正比关系。值得注意的是，以下三种占比状态：
首先，Ar+25%He的配比。这种配比应用很少，仅仅适用于铝合金焊接等需要增加熔深与对焊缝成型要求严苛的情况
其次，Ar+75He配比，这种配比广泛应用于25毫米以上的铝合金平位自动焊。
最后，Ar+90%He配比。这种配比可以有效提高热能输入，也可用于高Ni的过渡焊接工艺。
2.Ar+N2
Ar+N2组合的混合气体属于二元混合气体中的一种，N元素可以有效促进奥氏体化，这种气体组合可以使不锈钢焊缝得到全奥氏体组织，通常加入1.5%至3.5%左右的N2气体，与He相比，N2价格更为实惠，但存在着焊缝不够光滑、外观糟糕等外观上的弊病。但是在管壁较厚的紫铜板中，添加N2比添加He气体效果更为显著，随着N2的添加，可以有效降低紫銅板的预热温度，可以得到预计效果良好的焊缝，使焊道的溢流情况得到有效改善。
3.Ar+O2
Ar+O2组合的混合气体属于二元混合气体中的一种，，少量O2的添加也可以缓解单一Ar的电弧漂移现象，降低焊接部位的表面张力，改善焊缝湿润程度、流动性，促进焊缝成型与焊道平坦。
Ar+1%O2主要用勇于不锈钢的焊接工艺，1%的O2足够让电弧稳定，这种配比有时也应用与焊接非铁金属。
Ar+2%O2主要适用于低合金钢、不锈钢的喷射电弧焊，这种配比可以使电弧静电特性降至最低，在保持抗腐蚀性与抗压性不变的基础上更增加焊缝湿润与流动性。
Ar+5%O2可大幅提高焊接速度。
4.其他二元混合气体
如图一所示，除上述三种二元混合配比之外，还有一些其他配比方式。
由于CO2具有可以改变焊缝组织、降低焊接管道脆弱性的特点，使用Ar+CO2的配比，可以有效改善熔深与气孔，根据不同焊接情况调整CO2所占比重，可以改善焊接区域的人性，美化外观、使焊缝成型好且更加光滑。
5.三元混合气体
综合利用O2与CO2的优势，使用Ar+O2+CO2的配比，可应用于如短路过渡、脉冲等多种情况，被焊接人员称为“万能混合气”。
综合利用CO2与H2的有时，使用Ar+ CO2+H2的配比可以在保持焊缝湿润的情况下稳定电弧，值得注意的是，这种配比中CO2的占比要少，H2的占比要高，所以这种配比不适用与低合金钢。
综合利用He与CO2的优势，使用Ar+He+CO2的配比可以在曝出电弧稳定性与焊道湿润性的同时使焊缝更加光滑、成型更好。
6.四元混合气体
当前主要四元混合气体时Ar+He+CO2+O2，这种配比方法以Ar为主，He次之，CO2与O2为辅，通过增大送丝速率增加熔敷率，既适用于低合金钢焊接也适用于低碳钢焊接，适用面比较广泛。当前由于相关技术尚未完备，还没有加以普及。我国研究人员正在对这种配比大力研究，期望可以早些应用于熔化极气体保护焊工艺当中。
四、结语
通过以上论述可知，当前混合气体主要以Ar气体为基本气体元素，辅助以其他气体来弥补Ar气单一只使用的缺陷，不同种类、相同种类不同占比的混合气体都在影响着焊接的电弧特性、焊缝成型程度等不同方面，工作人员应当根据具体情况如焊接材料的材质、成分以及焊接后的用途等选择合适的混合气体种类以及气体占比，以更好达到预期效用。
随着经济的不断发展，混合气体在熔化极气体保护焊中的应用的要求会逐步提高，它的具体应用也会逐步完善，混合气体将在熔化极气体保护焊中的应用发挥日益重要的作用。
参考文献
[1]张建春，王国荣，石永华，钟继光.混合气体在熔化极气体保护焊中的应用[J].焊管，2006（03）：46-49+79.
（作者单位：大庆油田工程建设有限公司化建公司）