§8-1 气体保护电弧焊的原理及特点
气体保护电弧焊的原理，特点，气体种类及用途怎么样？
气体保护电弧焊的原理，特点，气体种类及用途怎么样？
气体保护电弧焊原理；
气体保护电弧焊（简称气电焊），它的基本原理是利用气体作为保护介质对电弧，熔进行保护的一种熔焊方法。
气体保护电弧焊特点；
气体保护电弧焊特点如下。
1，实现了明弧焊接，不必使用焊剂，熔池能见度好，操作简便，可进行全位置焊接，便于机械化和自动化焊接。
2，电弧热量集中，热影响区小，焊件应力，变形小，特别有利于簿板焊接。
3，对于化学性质较活泼金属和合金的焊接非常有利。
4，对作业场所要求气流稳定，不适应室外焊接或室内有穿堂风处焊接，必要时应采取围挡隔措施。
保护气体种类及用途；
可以用来作为保护的气体的有氩气，氢气，氮气，氦气，二氧化碳气，水蒸气，也有两种或叁种气体混合使用的。
其中氩气，氦气保护效果最好用途最广。
氮气，氢气适用于铜及铜合金焊接。
二氧化碳气适用于碳素钢合金钢焊接。
水蒸气主要用于电弧堆焊。
气体保护焊电弧特性一
气体保护焊电弧特性（一）1.1 什么是焊接电弧?电弧是一种气体放电现象，它能把电能有效而简便地转化为热能、机械能和光能。
定义：有焊接电源供给的，具有一定电压的两电极间或电极与母材间，在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象称为焊接电弧。
1.2 焊接电弧的基本特点是什么？焊接电弧的基本特点为：1）维持电弧稳定燃烧的电弧电压很低，只有10～50V。
2）在电弧中能通过很大电流，可从几安～几千安。
3）电弧具有很高的温度，弧柱温度是不均匀的，中心温度最高，可达到50 00～30000K，而远离中心则温度降低。
4）电弧能发出很强的光。
电弧的光辐射波长为（1.7～50）×10-7m。
它包括红外线，可见光和紫外线3个部分。
1.3 电弧由哪几部分组成？其特点是什么？电弧是由3部分组成，即弧柱区、阴极区和阳极区，如图1所示。
1、弧柱区弧柱区呈电中性，它是由分子、原子、受激的原子、正离子、负离子及电子所组成，其中带正电荷的离子与带负电荷的离子几乎相等，所以又称为等离子体。
带电的粒子在等离子体定向移动，基本上不消耗能量，所以才能够在低电压条件下，传输大电流。
传输电流的主要带电粒子是电子，大约占带电粒子总数的99. 9%，其余为正离子。
因为阴极区和阳极区的长度极短，所以可以认为弧柱区长度为电弧长度。
弧柱区的电场强度较低，通常只有5～10V/cm。
2、阴极区阴极被认为是电子之源。
它向弧柱提供99.9%的带电粒子（电子）。
阴极发射电子的能力，对电弧稳定性影响极大。
阴极区的长度为10-5～10-6cm，如果阴极压降为10V，则阴极区的电场强度为106～107V/cm。
3、阳极区阳极区主要是接受电子，但还应向弧柱提供0.1%的带电粒子（正离子）。
通常阳极区的长度为10-2～10-3cm，则阳极区的电场强度为103～104V/cm。
由于阳极材料和焊接电流对阳极区压降影响很大，它可以在0～10V之间变化。
例如当电流密度较大，阳极温度很高，使阳极材料发生蒸发时，阳极压降将降低，甚至到0V。
气体保护电弧焊培训
气体保护电弧焊气体保护电弧焊的原理及特点1. 气体保护电弧焊的原理：用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊方法。
2.气体保护电弧焊的分类• 按所有的电极材料不同，分为：熔化极气体保护焊、非熔化极气体保护焊。
如图5.1和5.2。
其中熔化极气体保护焊应用最广。
非熔化极气体保护焊是钨极惰性气体保护焊，如钨极氩弧焊。
熔化极气体保护焊又可分为熔化极惰性气体保护焊（MIG ）、熔化极活性气体保护焊（MAG ）、CO 2气体保护焊（CO 2焊）三种。
• 按照保护气体的种类不同，分为：氩弧焊、氦弧焊、CO 2气体保护焊和混合气体保护焊。
• 按操作方法不同，可分为：手工、半自动和自动气体保护焊。
3. 气体保护电弧焊的特点• 采用明弧焊，一般不必用焊剂，没有熔渣，熔池可见度好，便于操作； • 焊接变形小，焊接裂纹倾向不大；• 用氩、氦等惰性气体保护焊，焊接化学性质较活泼的金属时，可获得高质量的焊接接头； • 不宜在有风的地方施焊，室外焊接时必须有专门的防风措施，此外，电弧光的辐射较强，焊 接设备较复杂。
图5.1 熔化极气体保护焊示意图 图5.2 非熔化极气体保护焊示意图熔化极活性气体保护焊（MAG ）1.定义利用CO 2和Ar 混合气体作为保护气体，依靠焊丝和焊件之间产生的电弧来熔化金属的一种气体焊接方法。
2.特点 优点：• 生产效率高，生产率比焊条电弧焊高1～4倍。
• 焊接质量高，焊缝中不易产生气孔；焊缝含氢量低，抗裂性能好；焊接应力和变形小。
• 操作性能好。
• 适用范围广，可适用低碳钢高强度钢普通铸钢全方位焊。
缺点：• 使用大电流焊接时，焊缝表面成形较差，飞溅较多。
1.送丝滚轮；2.焊丝；3.喷嘴；4.导电嘴；5.保护气体；6.焊缝金属；7.电弧；8.送丝机1.喷嘴；2.钨极夹头；3.保护气体；4.钨极；5.填充金属；6.焊缝金属；7.电弧直流直流或交流电源123 4 57 61 23 45678• 不能焊接容易氧化的有色金属材料。
气体保护电弧焊的知识介绍
气体保护电弧焊的知识介绍
气体保护电弧焊:是指用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊，简称气体保护焊。
最常用的保护气体是CO2或惰性气体（如氩气）。
焊接时，利用保护性气体在焊接电弧周围形成局部的气体保护层，将电弧、熔融金属与外界隔开，防止有害气体侵入，从而保证焊缝质量。
同时，焊丝和保护气体由不同的机构连续地分别送入焊接区域，也便于实现自动化。
气体保护焊可以实现全位置焊接，透过气体介质能观察到焊接情况。
但是，气体保护焊不宜在有风场地工作。
CO2气体保护焊具有成本低、质量较好、生产率高、操作性能好等优点，目前广泛用于汽车、造船、农业机械等部门，主要用于焊接低碳钢材料和强度级别不高的低合金高强度结构钢材料。
CO2气体保护焊的缺点是用较大电流焊接时，飞溅较大，烟雾较多，弧光强烈，设备较复杂，焊缝表面不如埋弧焊、氩弧焊平滑，故应用受到一定限制，一般不宜焊易氧化的有色金属材料。
氩弧焊具有焊缝表面成形好。
电弧稳定性好、飞溅少等优点，因此，氩弧焊几乎可以用于所有的钢材、有色金属及合金的焊接，已广泛应用于航空航天、造船、化工、机械及电子等工业部门。
但氩气成本较高，设备较复杂，因此，应用受到一定限制，主要用于焊接有色金属、稀有金属、特殊性能钢等。
气体保护电弧焊
被焊材料保护气体混合比化学性质焊接方法铝及铝合金ar惰性熔化极及钨极arhehe10铜及铜合金ar惰性熔化极及钨极arn20熔化极还原性不锈钢ar惰性氧化性熔化极aro氧化性熔化极arco1015co钛及钛合金ar惰性熔化极及钨极arhehe25镍基合金ar惰性熔化极及钨极arhehe15arn61常用保护气体的选择613气体保护电弧焊的分类1根据所用的电极材料不同可分为
气体保护电弧焊
气体保护电弧焊以电弧作为热源﹑利用气体保护熔池的焊接方法。
气体的作用主要是保护熔化金属不受空气中氧﹑氮﹑氢等有害元素和水分的影响﹐但它同时对电弧的稳定性﹑熔滴过渡形式和熔池的活动性有一定影响。
因此﹐採用不同的气体会產生不同的冶金反应和工艺效果。
气体保护电弧焊的主要特点是电弧可见﹐熔池较小﹐易於实现机械化和自动化﹐生產率高。
20世纪70年代迅速发展的焊接机器人主要就是用於电阻点焊和气体保护电弧焊。
气体保护电弧焊适用於钢铁﹑铝和鈦等金属的焊接﹐广泛应用於汽车﹑船舶﹑锅炉﹑管道和压力容器等產品的製造﹐特别是其中要求质量较高或全位置焊接的场合。
气体保护电弧焊按电极类型可分为钨极惰性气体保护焊和熔化极气体保护焊。
钨极惰性气体保护焊简称TIG焊。
用钨棒作为电极﹐用氬或氦作为保护气体。
电弧熔化母材形成接头﹐必要时还可加入填充焊丝(图1 钨极惰性气体保护焊)。
钨极惰性气体保护焊的特点是电弧稳定﹐输入能量易於控制。
因此多用於焊接尺寸精度要求较高﹑材料易於过热脆化和在空气中易於氧化的工件。
熔化极气体保护焊用连续送进的焊丝作为电极﹐用氬﹑二氧化碳或混合气体作为保护气体(图2 熔化极气体保护焊)。
与钨极惰性气体保护焊相比﹐这种保护焊生產率较高﹐应用较广﹐仅次於手工电弧焊和埋弧焊﹐有进一步发展的趋势。
焊丝可用实心焊丝﹐也可用药芯焊丝。
熔化极气体保护焊按保护气体种类不同又可分为惰性气体保护焊﹑二氧化碳气体保护焊和混合气体保护焊。
①熔化极惰性气体保护焊﹕用氬或氦作为保护气体。
惰性保护气体不参与熔池的冶金反应﹐适用於各种质量要求较高或易氧化的金属材料﹐如不锈钢﹑铝﹑鈦﹑鋯等的焊接﹐但成本较高。
②二氧化碳气体保护焊﹕以二氧化碳作为保护气体。
二氧化碳在高温下会分解出氧而进入熔池﹐因此必须在焊丝中加入适量的锰﹑硅等脱氧剂。
这种保护焊的主要优点是成本较低﹐但只能用於碳钢和低合金钢焊接。
③混合气体保护焊﹕保护气体以氬为主﹐加入适量的二氧化碳(15～30％)或氧(0.5～5％)。
气体保护焊焊接原理
气体保护焊焊接原理
气体保护焊，又称惰性气体保护焊或氩弧焊，是一种利用惰性气体（如氩气）来保护焊接区域，防止与空气中的氧气和水蒸气发生反应而导致氧化和污染的焊接方法。
气体保护焊的原理主要包括两个方面：气体保护和电弧传递。
首先，气体保护是通过将惰性气体从焊接枪或喷嘴喷射到焊接区域周围形成保护气围，以防止焊接区域与空气接触。
惰性气体通常选用氩气，因为氩气具有惰性、稳定性和化学惰性等特点，可以有效地防止氧气、水蒸气等参与反应，从而避免氧化和污染的产生。
其次，电弧传递是通过电源产生的电流和电压，在焊接枪中形成电弧，并在焊接区域产生高温，使焊接材料熔化，然后形成焊缝。
电弧的温度高达5000°C，可以使金属表面融化，并在
融化的金属表面形成一层氩气屏障，防止空气的进入和氧化的产生。
同时，电弧的热量还可以使金属表面的气体和杂质挥发，进一步提高焊缝的质量和可靠性。
需要注意的是，气体保护焊还需要使用特殊的设备和工艺，如焊接枪、气流调节器、电源和控制系统等，以实现气体的喷射和电弧的传递，从而完成焊接过程。
此外，还要对焊接材料、焊缝形状和接头设计等进行合理选择和安排，以确保焊接质量和强度的要求。
总而言之，气体保护焊通过气体保护和电弧传递两个主要原理，
实现了焊接区域的保护和金属材料的熔化，从而完成焊接过程。
它具有焊缝质量高、焊接金属材料各种性能好、焊接速度快等优点，被广泛应用于工业生产和制造领域中。
气体保护电弧焊
焊机的空载电压就是引弧也越高，一般为16-35V。焊工只要简单的防护，就不会触电。
因为电焊机的电压比较低，空载时电焊机的电压是50伏左右，焊接时电焊机的电压是25伏左右。人体干燥皮肤电阻和50多伏的电压相比，还算阻值大，电压不会穿透皮肤，所以就不会电人。当天热出汗多时，电焊机也会电人，50伏左右电压还不会出现触电事故。但是在潮湿的或大雨中电焊作业，电焊机也会电死人的
应用
TIG焊能获得焊接质量优良的焊缝，它的缺点是焊接能量有限，不适合焊接厚件，尤其是导热性能较强的金属。为了克服这一缺点，1948年产生了熔化金属极惰性气体保护电弧焊(MIG)，这种方法利用金属焊丝作为电极，电弧产生在焊丝和工件之间，焊丝不断送进，并熔化过渡到焊缝中去。因此这种方法所用焊接电流可大大提高，适合于中、厚板的焊接。 因为氩气稀缺、焊接成本较高，故目前TIG和MIG焊主要用来焊接易氧化的有色金属(铝、镁及其合金)、稀有金属(钼、钛、镍及其合金)和不锈钢等。为了降低气体保护焊的成本，人们成功地在1953年用CO2气体取代氩气，发明了二氧化碳气体保护焊(CO2welding)。它是以CO2气体作为保护介质的电弧焊方法，以焊丝作电极，以自动或半自动方式进行焊接。CO2焊接成本低，生产率高，适用范围广泛。但因电弧气氛具有较强的氧化性，易使合金元素烧损、会引起气孔以及焊接过程中易产生金属飞溅，故必须采用含有脱氧剂的焊丝及专用的焊接电源。目前CO2电弧焊主要用于焊接低碳钢及低合金钢等黑色金属，对于不锈钢、高合金钢和有色金属则不适宜。 在气体保护电弧焊初期，使用的主要是单一气体；如氩气(Ar)、氦气(He)和CO2气，后来发现在一种气体中加入一定分量的另一种或两种气体后，可以分别在细化熔滴、减少飞溅、提高电弧的稳定性、改善熔深以及提高电弧的温度等方面获得满意的效果。常用的混合气体有：(1)Ar+He。广泛用于大厚度铝板及高导热材料的焊接，以及不锈钢的高速机械化焊接。(2)Ar+H2。利用混合气体的还原性来焊接镍及其合金，可以消除镍焊缝中的气孔。(3)Ar+O2混合气体(O2量为1％)。特别适用于不锈钢MIG焊接，能克服单独用氩气时的阴极飘移现象。(4)Ar+CO2或Ar+CO2+O2。适于焊接低碳钢和低合金钢，焊缝成形、接头质量以及电弧稳定性和熔滴过渡都非常满 利用电焊机的低压电流，通过电焊条(为一个电极)与被焊件(另一个电极)间形成的电路，在两极间引起电弧来熔融被焊接部分的金属和焊条，使熔融的金属混合并填充接缝而形成电弧焊缝。
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熔化极气体保护焊又可分为熔化极惰性气体保护焊（MIG）、熔化极 活性气体保护焊（MAG）、CO按照保护气体的种类不同，可分为氩弧焊、氦弧焊、氮弧焊、 氢原子焊、CO2 气体保护焊等。 （3）按操作方式的不同，可分为手工气体保护焊、半自动气体保护 焊和自动气体保护焊等。
二、气体保护电弧焊的特点
1. 采用明弧焊，一般不必用焊剂， 没有熔渣，熔池可见度好，便于操 作。 2. 焊接变形小、焊接裂纹倾向不大，尤其适用于薄 板焊接。 3. 采用氩、氦等惰性气体保护，焊接化学性质较活泼的金属或合金时， 可获得高质量的焊接接头。 4. 气体保护焊不宜在有风的地方施焊，在室外作业时须有专门的防风 措施。
开来，以保证焊接过程的稳定性，并获得质量优良的焊缝。
2. 气体保护电弧焊的分类
（1）按所用的电极材料不同， 可分为非熔化极气体保护焊和熔化极 气体保护焊。
熔化极气体保护焊示意图 1-送丝滚轮 2-焊丝 3-喷嘴 4-导电嘴 5-保护气体 6-焊缝金属 7-电弧 8-送丝机
非熔化极气体保护焊示意图 1-喷嘴 2-钨极夹头 3-保护气体 4-钨极-填充金属 6-焊缝金属 7-电弧
三、保护气体的种类及应用
§8-1 气体保护电弧焊的原理及特点
一、气体保护电弧焊的原理及分类
1. 气体保护电弧焊的原理
气体保护电弧焊是用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的
电弧焊方法， 简称气体保护焊。 气体保护焊直接依靠从喷嘴中连续送出的气流，在电弧周围形成局
部的气体保护层，使电极端部、熔滴和熔池金属与周围空气机械地隔绝