Ar-CO2混合氣在焊接工藝上的應用 

　　近年來，氣體保護焊尤其是CO2氣體保護焊正逐步取代手工電焊條的焊接。CO2氣體保護焊代替手工電焊條大大地提高了焊接效率，也提高了焊接的質量，它在焊接業中是一個質的飛越。然而，CO2氣體保護焊在焊接時所產生的大量飛濺，一直困擾著焊接業的進一步發展。而Ar-CO2混合氣體保護焊的出現解決了這一難題，Ar-CO2混合氣體保護焊相對于純CO2氣體保護焊來說，進一步提高了焊接效率和焊接質量，同時減少了大量的飛濺，而且更重要的是它也大大降低了焊接成本。Ar-CO2混合氣體保護焊的焊接表現優于CO2氣體保護焊，它應是焊接低碳鋼的一種比較理想的保護氣體。
　　1Ar-CO2混合氣在焊接過程中的表現
　　1.1焊接保護氣在焊接中的作用
　　好的焊接保護氣應當具有低的電離勢，即氣體電離所需的電壓。低的電離電壓可以使氣體容易電離，從而容易起弧，并同時保持電弧的穩定。好的焊接保護氣還可以保護焊接熔池和熔滴不受大氣侵蝕，保護氣體對于影響焊接質量的其他氣體起到了排斥作用，因此保護氣體大多由惰性氣體組成。
　　純CO2是一種比空氣重的氣體。它有高的導熱性，產生的電弧較寬，焊縫也較寬。CO2有較強的氧化性，它焊接時產生的飛濺較大，而且焊接質量也不是很理想。Ar氣也是一種比空氣重的氣體。它用于焊接可以有效地保護熔滴和焊接熔池，提高焊接表面的光滑度，飛濺較少，但Ar氣所產生的電離弧較窄，而且電弧不穩定。因此，這兩種氣體在單獨用于焊接低碳鋼時，都有各自不同的優缺點。
　　CO2與Ar氣的混合，使兩種氣體在焊接時的優勢得到了充分的發揮，同時又避免了各自的劣勢。Ar氣成分改善了焊接表面的質量，減少了CO2氣帶來的飛濺。而CO2成分又使電弧的穩定性得到增強，熱傳導得到了提高，從而增加了焊接材料的機械性能。Ar-CO2混合氣是一種比較理想的焊接保護氣。
　　1.2混合氣體保護焊的機械性能和表面成形
　　Ar-CO2混合氣體比純CO2的氧化性相對要低得多。CO2在電弧中容易分解成CO和O2分解的氣體在高溫狀態下會與焊絲中的Mn、Si等元素反應。因此，采用純CO2保護氣焊接時Mn、Si等元素大量損失，損失率大約在40%以上。采用Ar-CO2混合氣焊接，由于CO2成份的減少，焊絲中的元素損失也大量減少，焊絲中的大部分的元素得以熔入到了焊池中去，這樣，勢必增強了焊縫的機械性能，抗拉強度和韌性都得到了相應的加強。試驗證明：采用80%Ar-CO2的混合氣焊接，元素的損失大約為純CO2保護氣的一半。同樣的道理，由于Ar-CO2混合氣中含氧百分比的減少，使焊縫表面的氧化物也大大地減少，焊縫表面也就比純CO2保護氣焊接的表面光滑得多了。因此，Ar-CO2混合氣在焊接的機械性能和表面成形上都比純CO2氣的表現要好得多。
　　1.3Ar-CO2混合氣體保護焊的飛濺率
　　焊接專家們在減少CO2氣體保護焊的飛濺率方面作了很多的工作，也取得了一定的效果。Ar-CO2混合氣體保護焊減少飛濺的特點已經取得焊接行業許多人士的認可。
　　采用純CO2焊接一般不易產生噴射過度。由于它使焊絲在焊接過程中產生的熔滴較大，在熔滴擺脫表面張力向下落入焊池的過程中受到了一個向上的電磁力的作用，由于熔滴大，因此電磁力不平衡地作用于熔滴上，這樣，大量的熔滴在下落中便掉落到了焊池外邊，便產生了大量的飛濺。
　　Ar-CO2混合氣可以產生噴射過度，它使焊絲熔滴變得越來越細小。當細小的熔滴下落時，作用在熔滴上的電磁力要比大熔滴平衡得多，這樣大量的小熔滴便會掉到熔池中去，飛濺的產生便會大大減少了。飛濺的減少，使焊接工人用不著經常停下來清理焊嘴，也用不著專門用工人去清理縫道上的飛濺，混合氣焊接大大地提高了焊接的生產效率。使用Ar-CO2混合氣焊接減少的飛濺是純CO2氣體焊接所望塵莫及的。
　　2市場的開發與應用
　　我公司自合資以來，在BOC總部的協助下開始開發混合氣。經過我公司人員的共同努力，終于與太重(集團)第二焊接廠簽定混合氣的合同，混合氣的比例為Ar：CO2=75%：25%。太重二焊與美國MG公司合作為平朔煤礦生產大電鏟，焊接質量要求很高。在整個生產過程中，太重二焊共使用混合氣約6000瓶，在焊接過程中，經過與CO2焊接的比較，混合氣焊接無論從機械性能還是表面成形都有了很大的提高，同時焊接效率也提高了很多。太重二焊工程結束后經過美國專家的鑒定一次性獲得了通過，混合氣焊接的效果受到了美國專家和太重客戶的一致好評。我公司利用這一良好的契機，再接再勵一舉開發了太原機車廠、汾西機器廠以及太鋼七軋廠、太鋼二公司等混合氣客戶，混合氣的比例各有不同?；旌蠚獾膽玫玫搅丝蛻舻恼J可，混合氣市場的開發取得了初步的成功。
　　但是，在混合氣的開發中也遇到了許多的困難和阻力?；旌蠚廨^之與CO2氣的高價格是開發市場的最大阻力。因此，混合氣在焊接市場上要得到廣泛的認可，還需一個循序漸進的過程。
　　3混合氣的經濟性評價
　　有人認為Ar-CO2混合氣焊接質量好，但成本太高，不宜大量推廣使用，實際上這樣的理解很不全面。一般來講，低碳鋼的焊接成本主要由以下幾個部分組成：焊絲、勞動力、電力、氣體，其中焊絲約占總成本的55%，勞動力約占38%，氣體占5%，電力占2%。氣體只占焊接總成本的極小部分，而占有焊接大部分成本的是焊絲和勞動力。雖然Ar-CO2混合氣的價格高于純CO2氣體的價格，但焊接成本的測算，不應只看單個成本的變化，而應綜合考慮總成本的變化。試驗證明Ar-CO2混合氣體焊接減少的飛濺可以節省40%的焊絲。由于焊絲占有了焊接總成本的一半以上，這樣一來，就大大降低了焊接總成本。由于使用了Ar-CO2混合氣體，雖然使氣體的成本增加了25%，但是由于減少了40%的焊絲成本，同時又由于飛濺的減少，清理飛濺而發生的勞動力成本其實也隨之有所降低。所以綜合考慮的話，Ar-CO2混合氣體保護焊接成本實際要比純CO2焊接的成本低15%以上。
　　由此可見，Ar-CO2混合氣不僅提高了焊接質量和焊接效率，而且也降低了焊接成本，適合在低碳鋼焊接上大量使用。
　　4結論
　　采用Ar-CO2混合氣保護焊主要的優點是：
　　(1)可獲得噴射過度模式，增加焊接速度，提高生產率，降低成本。
　　(2)減少氧化，焊縫較光滑，焊接質量好，元素損失少，改善機械性能。
　　(3)降低飛濺率，焊絲浪費少，減少清理時間。
　　(4)有利于環保，降低了煙塵，減少了一氧化碳的排放。