(5)保护气体的影响 针对MIG/MAG保护气体的研究已经开展许多年,保护气体在焊接过程中的作用主要表现在以下几个方面:①提高电弧稳定性。②改善熔滴过渡。③提高焊缝金属力学性能。④提高焊接生产效率。⑤减少焊接缺陷的可能性,诸如气孔、未熔合等。另外,由于不同气体的物理、化学性质不同,它在焊接过程中所起的作用也不相同,因此对保护气体的选择,应该针对不同的工艺条件、不同的应用场合而有所不同。
图6说明了不同气体的电导率随着温度变化的规律。由图6可以看出随着温度的提高,气体的分解和电离更加容易,因此使气体的电导率随着温度的提高而提高。

图7所示是气体的热导率与温度之间的关系曲线。气体的热导率是保护气体的一个非常重要的特性,它直接影响到焊接电弧的温度和形态以及焊缝成形。由图7可以看出,氢气、氧气、CO2气体在低温(大约3000K)时具有较高的热导率,而氦气和氩气在高温(大约9000K)时具有较高的热导率。

MIG/MAG焊接所采用的气体通常是在纯氚、CO2和Ar-He混合的基础上加入氧气或CO2气体,来增加气体中的氧化势。目前,焊接工作者对MIG/AG焊保护气体的研究取得了很多的成果,尤其是在高效(高熔敷率)焊接的保护气体。如TIME气体(Ar/8% CO2/0.5% O2/26.5% He)、LINFAST气体Corgon He30(10%CO2/30%He/Ar)等。
上述气体虽然成分差异,但是都实现了高熔敷效率焊接工艺。那么,保护气体对焊丝的熔敷效率有什么影响呢?为了说明这个问题W.Lucas和M.Suban以及J.Tusek对不同介质保护的情况下的焊丝熔敷效率的变化情况进行了试验研究,图8a为W.Lucas 5种不同的保护气体保护的情况下得到的焊丝熔敷效率变化情况。图8b为M.Suban和J.Tusek对不同的保护气体保护的情况下得到的焊丝熔化速率变化情况。研究表明,不同成分的气体对电弧的特性、熔滴过渡的形式以及焊接熔池的特性有较大的影响,而对焊丝的熔化速率的影响是很有限的。基于上述结果,在选择保护气体时应该根据不同的工艺要求(焊接材料的成分、材料的厚度以及焊接位置等)选择不同的保护气体。


3.结语
(1)增大焊接电流可以明显提高焊接材料的熔化效率,但是在增大焊接电流的同时应该辅助其他的工艺措施,才能保证焊接工艺良好。
(2)增大焊丝的于伸长度,对提高焊丝的熔敷效率起着至关重要的作用。
(3)选用细丝大电流焊接工艺,可以在提高焊丝熔敷效率的同时,减少对母材的热输入,有利于高强钢和有特殊用途的材料的焊接。
(4)选择DCEP可以获得较大的熔深,采用DCEN可以提高焊丝的熔敷效率,适于薄板的高速焊接。
(5)保护气体的成分列焊丝的熔敷效率的影响不大,但是,保护气体可以提高电弧的稳定性,改善熔滴过渡,拓展焊接规范的使用范围。选用少氦或者无氦的价格低廉的混合气体,取代三元或四元富氦气体,再辅助其他的工艺措施(磁场控制),可实现在细丝大电流情况下的稳定熔滴过渡,这对低成本高效MAG焊接新工艺具有十分重要的现实意义。
(完)