焊接用氣體焊接用氣體主要是指氣體保護(hù)焊（二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、惰性氣體保護(hù)焊）中所用的保護(hù)性氣體和氣焊、切割時(shí)用的氣體，包括二氧化碳（CO2）、氬氣（Ar）、氦氣（He）、氧氣（O2）、可燃?xì)怏w、混合氣體等。焊接時(shí)保護(hù)氣體既是焊接區(qū)域的保護(hù)介質(zhì)，也是產(chǎn)生電弧的氣體介質(zhì)；氣焊和切割主要是依靠氣體燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量集中的高溫火焰完成，因此氣體的特性（如物理特性和化學(xué)特性等）不僅影響保護(hù)效果，也影響到電弧的引燃及焊接、切割過程的穩(wěn)定性。
1.焊接用氣體的分類
焊接用氣體主要是指氣體保護(hù)焊（二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、惰性氣體保護(hù)焊）中所用的保護(hù)性氣體和氣焊、切割時(shí)用的氣體，包括二氧化碳（CO2）、氬氣（Ar）、氦氣（He）、氧氣（O2）、可燃?xì)怏w、混合氣體等。焊接時(shí)保護(hù)氣體既是焊接區(qū)域的保護(hù)介質(zhì)，也是產(chǎn)生電弧的氣體介質(zhì)；氣焊和切割主要是依靠氣體燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量集中的高溫火焰完成，因此氣體的特性（如物理特性和化學(xué)特性等）不僅影響保護(hù)效果，也影響到電弧的引燃及焊接、切割過程的穩(wěn)定性。
- 焊接用氣體的分類
焊接用氣體主要是指焊接或切割時(shí)所使用的各種氣體。根據(jù)氣體在工作過程中作用，焊接用氣體可分為保護(hù)氣體和氣焊、切割用氣體兩大類。
(1)保護(hù)氣體：保護(hù)氣體是指氣體保護(hù)焊時(shí)所用的起保護(hù)作用的氣體，主要包括二氧化碳(CO2)，氬氣(Ar)，氦氣(He)，氧氣(O2)、氮?dú)?N2)、氫氣(H2)及其混合氣體(如Ar+He、Ar+CO2、Ar+CO2+O2等)。國(guó)際焊接學(xué)會(huì)指出，保護(hù)氣體統(tǒng)一按氧化勢(shì)進(jìn)行分類：即惰性氣體或還原性氣體(i類)、弱氧化性氣體(m1類)、中等氧化性氣體(m2類)、強(qiáng)氧化性氣體(m3和c類)。
(2)氣焊、切割用氣體：根據(jù)氣體的性質(zhì)，氣焊、切割用氣體又可分為助燃?xì)怏w(O2)和可燃?xì)怏w兩類。可然氣體與氧氣混合燃燒時(shí)，放出大量的熱，形成熱量集中的高溫火焰，可將金屬加熱熔化。氣焊、切割時(shí)常用的可然氣體主要是乙炔(C2H2)，其他推廣使用的可燃?xì)怏w還有丙烷(C3H8 )、丙烯(C3H6)、天然氣(以甲烷CH4為主)、液化石油氣(以丙烷為主)等。
2.焊接用氣體的特性
不同焊接或切割過程中氣體的作用也有所不同，并且氣體的選擇還與被焊材料有關(guān)，這就需要在不同的場(chǎng)合選用具有某一特定物理或化學(xué)性能的氣體甚至多種氣體的混合。焊接和切割中常用氣體的主要性質(zhì)和用途見表1，不同氣體在焊接過程中的特性見表2。
表1 ?焊接常用氣體的主要特征和用途
| 氣體 | 符號(hào) | 主??要??性??質(zhì) | 在焊接中的應(yīng)用 |
| 二氧化碳 | CO2 | ??化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不燃燒、不助燃，在高溫時(shí)能分解為CO和O，對(duì)金屬有一定氧化性。能液化，液態(tài)CO2蒸發(fā)時(shí)吸收大量熱，能凝固成固態(tài)二氧化碳，俗稱干冰 | ??焊接時(shí)配用焊絲可用為保護(hù)氣體，如CO2氣體保護(hù)焊和CO2+O2、CO2+Ar等混合氣體保護(hù)焊 |
| 氬氣 | Ar | ??惰性氣體，化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫和高溫下不與其他元素起化學(xué)作用 | ??在氬弧焊、等離子焊接及切割時(shí)作為保護(hù)氣體，起機(jī)械保護(hù)作用 |
| 氧氣 | O2 | ??無色氣體，助燃，在高溫下很活潑，與多種元素直接化合。焊接時(shí)，氧進(jìn)入熔池會(huì)氧化金屬元素，起有害作用 | ??與可燃?xì)怏w混合燃燒，可獲得極高的溫度，用于焊接和切割，如氧-乙炔火焰、氫-氧焰。與氬、二氧化碳等按比例混合，可進(jìn)行混合氣體保護(hù)焊 |
| 乙炔 | C2H2 | ??俗稱電石氣，少溶于水，能溶于酒精，大量溶于丙酮，與空氣和氧混合形成爆炸性混合氣體，在氧氣中燃燒發(fā)出3500℃高溫和強(qiáng)光 | ??用于氧-乙炔火焰焊接和切割 |
| 氫氣 | H2 | ??能燃燒，常溫時(shí)不活潑，高溫時(shí)非常活潑，可作為金屬礦和金屬氧化物的還原劑。焊接時(shí)能大量熔于液態(tài)金屬，冷卻時(shí)析出，易形成氣孔 | ??焊接時(shí)作為還原性保護(hù)氣體。與氧混合燃燒，可作為氣焊的熱源 |
| 氮?dú)?/td> | N2 | ??化學(xué)性質(zhì)不活潑，高溫時(shí)能與氫氧直接化合。焊接時(shí)進(jìn)入熔池起有害作用。與銅基本上不反應(yīng)，可作保護(hù)氣體 | ??氮弧焊時(shí)，用氮作為保護(hù)氣體，可焊接銅和不銹鋼。氮也常用于等離子弧切割，作為外層保護(hù)氣 |
表2 不同氣體在焊接過程中的特性
| 氣體 | 純度 | 弧柱電位梯度 | 電弧穩(wěn)定性 | 金屬過渡特性 | 化學(xué)性能 | 焊縫熔深形狀 | 加熱特性 |
| CO2 | 99.90% | 高 | 滿意 | 滿意，但有些飛濺 | 強(qiáng)氧化性 | 扁平形、熔深較大 | － |
| Ar | 99.995% | 低 | 好 | 滿意 | － | 蘑菇形 | － |
| He | 99.99% | 高 | 滿意 | 滿意 | － | 扁平形 | 對(duì)焊件熱輸入比純Ar高 |
| N2 | 99.90% | 高 | 差 | 差 | 在鋼中產(chǎn)生氣孔和氮化物 | 扁平形 | － |
3． 焊接用氣體的選用
CO2氣體保護(hù)焊、惰性氣體保護(hù)焊、混合氣體保護(hù)焊、等離子弧焊、保護(hù)氣氛中的釬焊以及氧-乙炔氣焊、切割等都要使用相應(yīng)的氣體。焊接用氣體的選擇主要取決于焊接、切割方法，除此之外，還與被焊金屬的性質(zhì)、焊接接頭質(zhì)量要求、焊件厚度和焊接位置及工藝方法等因素有關(guān)。
3.1? 根據(jù)焊接方法選用氣體
根據(jù)在施焊過程所采用的焊接方法不同，焊接、切割或氣體保護(hù)焊用的氣體也不相同，焊接方法與焊接用氣體的選用見表3。保護(hù)氣氛中釬焊常用氣體的選用見表4。各種氣體在等離子弧切割中的適用性見表5。
表3 ? 焊接方法與焊接用氣體的選用
| 焊??接??方??法 | 焊??接??氣??體 | |||||
| 氣焊 | C2H2+O2 | H2 | ||||
| 氣割 | C2H2+O2 | 液化石油氣+O2 | 煤氣+O2 | 天然氣+O2 | ||
| 等離子弧切割 | 空氣 | N2 | Ar+N2 | Ar+H2 | N2+H2 | |
| 鎢極惰性氣體保護(hù)焊（TIG） | Ar | He | Ar+He | |||
| 實(shí)芯焊絲 | 熔化極惰性氣體保護(hù)焊（MIG） | Ar | He | Ar+He | ||
| 熔化極活性氣體保護(hù)焊（MAG） | Ar+O2 | Ar+CO2 | Ar+CO2+O2 | |||
| CO2氣體保護(hù)焊 | CO2 | CO2+O2 | ||||
| 藥芯焊絲 | CO2 | Ar+O2 | Ar+CO2 | |||
表4 ?保護(hù)氣氛中釬焊常用氣體的選擇
| 氣???體 | 性???質(zhì) | 化學(xué)成分及純度要求 | 用???途 |
| 氬氣 | 惰性 | 氬＞99.99% | 合金鋼、熱強(qiáng)合金、銅及銅合金 |
| 氫氣 | 還原性 | 氫100% | 合金鋼、熱強(qiáng)合金及無氧銅 |
| 分解氨 | 還原性 | 氫75%,氮25% | 碳鋼、低合金鋼及無氫銅 |
| 非充分壓縮的分解氨 | 還原性 | 氫7%～20%,其余氮 | 低碳鋼 |
| 氮?dú)?/td> | 相對(duì)于銅是惰性 | 氮100% | 銅及銅合金 |
表5 各種氣體在等離子弧切割中的適用性
| 氣?????體 | 主??要??用??途 | 備?????注 | |
| Ar，Ar+H2，Ar+N2，Ar+H2+N2 | 切割不銹鋼、有色金屬或合金 | Ar僅用于切割較薄金屬 | |
| N2，N2+H2 | N2作為水再壓縮等離子弧的工作氣體，也可用于切割碳素鋼 | ||
| O2，空氣 | 切割碳素鋼和低合金鋼，也用于切割不銹鋼和鋁 | 重要的鋁合金結(jié)構(gòu)件一般不用 | |
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| 二氧化碳 | 分解氨 | Ar+CO2 |
| 氮?dú)?/td> | C2H2+O2 | CO2+O2 |
| 氬氣 | 液化石油氣+O2 | Ar+O2 |
| 氧氣 | Ar+N2 | Ar+H2+N2 |
| 乙炔 | N2+H2 | 焊接混合氣 |
| 氫氣 | Ar+H2 | Ar+He |