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氬氣保護焊的原理

2025-07-28 21:36:06 王經理
氬氣保護焊的核心是利用氬氣的惰性隔絕空氣,防止焊接區域被氧化,同時通過電弧產生的高溫熔化金屬實現連接,其原理可拆解為氣體保護、電弧加熱和金屬熔合三個關鍵環節,既保證了焊接質量,又拓展了適用范圍。

氬氣為何能 “守護” 焊接過程?

氬氣是一種惰性氣體,化學性質穩定,幾乎不與任何物質發生反應。在焊接時,氬氣通過焊槍噴嘴持續噴出,形成一道 “氣體屏障”,將焊接區域(包括電弧、熔池及高溫金屬)與空氣中的氧氣氮氣氫氣等隔離開來。


這一過程的關鍵作用在于:


  • 阻止氧氣與高溫金屬反應生成氧化物,避免焊縫出現氣孔、夾渣等缺陷;

  • 防止氮氣進入熔池形成脆性氮化金屬,保證焊縫的力學性能;

  • 隔絕氫氣,減少焊接裂紋的產生。

電弧如何實現金屬熔化?

氬氣保護焊的電弧是在鎢極(非熔化電極)與工件之間引燃的。電流通過鎢極時,其尖端與工件表面的間隙會被擊穿,產生高溫電弧(溫度可達 10000℃以上),瞬間將工件待焊部位及填充焊絲(若使用)熔化,形成熔池。


電弧的穩定性直接影響焊接質量,而氬氣的流動狀態和純度是維持電弧穩定的重要因素:純度不足(含氧量、水分超標)會導致電弧飄移、飛濺增多;氣流不穩則可能破壞保護屏障,使空氣侵入熔池。

焊接過程的核心流程

氬氣保護焊的操作可分為四個關鍵步驟,各環節緊密配合以確保焊縫質量:

1.

引弧前準備開啟氬氣閥門,調節流量(通常 5-15L/min),確認噴嘴出氣均勻;清潔工件表面油污、氧化皮建立有效保護氛圍,避免雜質影響熔合

2.

引弧通過高頻振蕩器或接觸短路方式引燃電弧,保持鎢極與工件距離 2-5mm啟動焊接熱源,形成穩定電弧

3.

填充與熔合若為熔化極焊接,送絲機構將焊絲連續送入熔池;若為非熔化極,手動添加焊絲至熔池,同時移動焊槍使熔池均勻擴展使熔化金屬充分融合,形成連續焊縫

4.

收弧逐漸減小電流,延長氬氣保護時間(滯后關氣),待熔池凝固后關閉電弧防止焊縫收尾處氧化,避免產生裂紋

與其他焊接方法的對比

氬氣保護焊與常見的焊條電弧焊、二氧化碳氣體保護焊相比,在適用場景和性能上有明顯差異:
焊接方法保護介質優勢局限性適用材料
氬氣保護焊氬氣(惰性)焊縫無飛濺、成形美觀;無焊渣,省去清渣步驟;可焊接薄至 0.5mm 的工件成本較高(氬氣價格貴);風速超過 2m/s 需防風措施不銹鋼、鋁、銅、鈦等有色金屬及高合金鋼
焊條電弧焊藥皮產生的氣體和熔渣設備簡單、成本低;野外作業適應性強焊縫有焊渣,需清渣;飛濺大,成形較差低碳鋼、低合金鋼、部分不銹鋼
二氧化碳氣體保護焊CO?(氧化性)焊接效率高,焊絲連續送進;成本低于氬氣焊焊縫易產生氣孔,需嚴格控制氣體純度;飛濺較大低碳鋼、低合金鋼

總結:氬氣保護焊的核心價值

氬氣保護焊的本質是利用惰性氣體的隔絕作用,在高溫焊接過程中為熔池筑起 “防護墻”,從而實現高質量、低缺陷的焊縫。其核心優勢在于對易氧化金屬的適應性和焊縫的精細化成形,因此在精密制造(如航空航天、醫療器械)、有色金屬加工等領域不可替代。

掌握其原理的關鍵在于理解 “保護” 與 “熔化” 的協同 —— 氬氣的保護是前提,電弧的高溫是動力,兩者的平衡決定了焊接的最終效果。


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