焊接混合保護氣體的類型及特性解析

各種混合氣體中各組分的比例可以在很大范圍內發生變化，主要由焊接工藝、焊接

材料、焊絲型號等諸多因素決定。一般來說，焊縫質量要求越高，混合氣體的純度

要求越高。

1.二元混合氣體

（1）氬-氧

氬氣中加入少量氧氣用于熔化極氣體保護焊，可提高電弧穩定性，提高熔滴細化率，

降低噴射過渡電流，提高潤濕性和焊道成型。例如，Ar+（1%-2%）O2常用于碳鋼、

低合金鋼和非刺繡鋼的噴射電弧焊。

適當增加電弧氛圍的氧化性，提高熔池液態金屬的溫度和流動性。熔融金屬可以充

分流向焊趾，減少咬邊傾向，使焊道平整。例如，用Ar+（5%-10%）O2焊接碳鋼

可以提高焊接速度。有時在焊接非鐵金屬時加入少量氧氣。例如，在焊接非常干凈

的鋁板時，加入體積分數為1%的氧氣可以使電弧穩定性好。

(2)氬-二氧化碳

這種混合氣體主要用于碳鋼和低合金焊接，對非繡鋼的焊接應用有限。Ar-二氧化碳

飛濺少于純二氧化碳飛濺，減少合金元素的燒傷，有助于提高焊縫的強度和沖擊韌

性。在Ar中加入少量二氧化碳產生噴射電弧，就像加入少量二氧化碳一樣。最大的

區別是二氧化碳混合物比二氧化碳混合物產生噴射電弧的臨界電流更高。

Ar-CO2是我國應用最廣泛的焊接二元混合氣體。為滿足市場需求，規范質量要求，

制定了HG/T3728-2004化工標準《焊接混合氣體氬-二氧化碳》，規定了Ar-CO2混

合氣體的純度、混合氣體產品的技術要求、試驗方法和檢驗規則。

Ar-CO2混合氣體的比例幾乎可以是任何比例。例如，低合金鋼厚板全位置脈沖MAG

焊接中加入5%CO2的混合氣體非常常見，通常比加入2%O2時焊縫氧化少，熔深提

高，孔隙小；

Ar+(10%-20%)CO2用于碳鋼、低合金鋼窄間隙焊、薄板全位置焊和高速MAG焊；

Ar+(21%-25%)CO2常用于低碳鋼短路過渡焊；Ar+高熱輸入深熔焊采用50%CO2；

Ar+厚壁管焊接采用70%CO2。

（3）氬-氦

Ar-He混合物用于非鐵金屬焊接，如鋁、銅、鎳合金和活性金屬。這些氣體通過不同

的組合提高TIG焊接和MIG焊接的電弧電壓和熱量，保持氬氣的有利特性，特別適合

焊縫質量要求高的場合。氦的添加量應至少為20%，以產生和保持穩定的噴射電弧。

(4)氬-氮

焊接雙相不銹鋼時，可在混合氣體中加入2%-3%的N2，以提高接頭的耐點蝕性和耐

應力腐蝕性。

（5）氬-氫

H2是一種具有高導熱性的雙原子分子。使用Ar-H2混合物時，可以提高電弧溫度，增

加透氣性，提高焊接速度，防止咬邊。此外，氫氣還原，可防止CO孔的形成，Ar-H2

混合氣體主要用于焊接鎳基合金、鎳銅合金、非繡鋼等，氫含量一般應控制在6%以下。

2.三元混合氣體

(1)氬-二氧化碳-氧氣

含有這三種成分的混合氣體，一般CO2在20%以下，O2在5%以下。其主要優點是可

焊接各種厚度的碳鋼、低合金鋼和無刺繡鋼，無論哪種過渡形式，都具有多種適應性。

(2)氬-二氧化碳-氫

焊接無刺繡鋼脈沖MIG時，加入少量H2（體積分數為1%-2%），改善焊縫潤濕，電弧

穩定。因此，CO2也應少（體積分數為1%-3%），以減少滲碳，保持良好的電弧穩定

性。這種氣體不建議用于低合金鋼，因為它會導致焊縫金屬含氫量高、機械性能差和

裂紋。

(3)氬-氦-二氧化碳

在Ar中加入He和CO2可以增加焊縫的熱輸入，提高電弧的穩定性，更好地潤濕和成形

焊道。焊接碳鋼和低合金鋼時，加He增加熱輸入，提高熔池的流動性，He也是惰性的

，對焊縫金屬的氧化合金燒傷沒有影響。

例如，Ar+(10%-30%)He+(5%-15%)CO2用于碳鋼和低合金鋼脈沖噴射電弧焊；(60%

-70%)He+(20%-35%)Ar+5%CO2用于高強鋼，特別是全位短路過渡焊；90%CO2用于

高強鋼；He+7.5%Ar+2.5%CO2廣泛應用于無繡鋼全位置短路電弧焊。