0.85 1.35 29 45 1.92 15.00 47 55 随着CO2气体中水分的增加(即露点温度的提高),焊缝金属中含氢量逐渐升高,塑性下降,甚至产生气孔等缺陷,因此焊接用的CO2气体必须具有较高的纯度,焊接用液体CO2的技术要求见表10。国内一般要求CO2＞99%，O2＜0.1%,H2O＜0.05%；国外有时还要求CO2＞99.8%,H2O＜0.0066%,露点低于-40℃(相当于GB的Ⅰ类)。
表10 焊接用液体CO2的技术要求（GB 6052—85）
Ⅱ类% 指标名称 Ⅰ类% 一级 二级 三级 CO2含量 ≥99.8 ≥99.5 ≥99.0 ≥99.0 水分含量 ≤0.005 ≤0.05 ≤0.10 － 如果在生产现场使用的市售CO2气体水分含量较高、纯度偏低时,应该做提纯处理，经常采用的方法如下。 a、将新灌CO2气体钢瓶倒立静置1～2h，使水分沉积在底部，然后打开倒置钢瓶的气阀，根据瓶中含水量的不同，一般放水2～3次，每次放水间隔约30min，放水结束后将钢瓶放正。
b、经放水处理后的钢瓶在使用前先放气2～3min，因为上部的气体一般含有较多的空气和水分，而这些空气和水分主要是灌瓶时混入瓶内的。
c、在CO2供气管路中串接高压干燥器和低压干燥器，干燥剂可采用硅胶、无水氧化钙或脱水硫酸铜，以进一步减少CO2气体中的水分，用过的干燥剂烘干后可重复使用。 d、当瓶中气压降低到0.98MPa时，不再使用。
当通风不良或狭窄空间内采用CO2作保护气体施焊时，须加强通风措施，以免因CO2浓度超过国家规定的允许浓度（30kg/m2），而影响焊工身体健康。 2.2氩气（Ar） （1）氩气的性质
氩气是空气中除氮、氧之外，含量最多的一种稀有气体，其体积分数约0.935%。氩气无色无味，在0℃和1atm（101325Pa）下，密度是1.78g/L,约为空气的1.25倍。氩气的沸点为-186℃，介于氧气（-183℃）和氮气（-196℃）的沸点之间。分馏液态空气制取氧气时，可同时制取氩气。
氩气是一种惰性气体，焊接时既不与金属起化学反应，也不溶解于液态金属中，因此可以避免焊缝中金属元素的烧损和由此带来的其他焊接缺陷，使焊接冶金反应变得简单并容易控制，为获得高质量的焊缝提供了有利条件。
Ar、He、H2、N2的热导率与温度的关系见图4。由此可见，氩气的热导率最小，又属于单原子气体，高温时不会因分解而吸收热量，所以在氩气中燃烧的电弧热量损失较小。氩气的密度较大，在保护时不易漂浮散失，保护效果良好。焊丝金属很容易呈稳定的轴向射流过渡，飞溅极小。 （2）氩气的存储
氩气可在低于-184℃下以液态形式储存和运输，但焊接时多使用钢瓶装的氩气，氩气钢瓶规定漆成银灰色，上写绿
色（氩）字。目前我国常用氩气钢瓶的容积为33L、40L、44L，在20℃以下，满瓶装氩气压力为15MPa。氩气钢瓶在使用中严禁敲击、碰撞；瓶阀冻结时，不得用火烘烤；不得用电磁超重搬运机搬运氩气钢瓶；夏季要防日光暴晒；瓶内气体不能用尽；氩气钢瓶一般应直立放置。 （3）焊接用氩气的纯度
氩气是制氧的副产品，因为氩气的沸点介于氧和氮之间，差值很小，所以在氩气中常残留一定数量的其他杂质。按我国现行规定，焊接用氩气的纯度应达到99.99%，具体技术要求按GB 4842—84和GB 10642—89的规定（见表11）执行。不同材质焊接时所使用的氩气纯度见表12。
表11 焊接用氩气的纯度要求
指标名称 氩含量(≥)/% 氮含量(≤)/% 氧含量(≤)/% 氢含量(≥)/% 碳含量(≤)/% 氩气(GB 4842—84) 高纯度氩气(GB 10624—89) 工业用氩 99.99 0.007 0.001 0.0005 0.001 0.002 优等品 一级品 合格品 99.9996 99.9993 99.999 0.0002 0.0004 0.0005 0.0001 0.0001 0.0002 0.00005 0.0001 0.0001 0.00005 0.0001 0.0002 0.00001 0.00026 0.0004 水分含量(≤)/% 注：气体的含量用体积分数表示；水分的含量用质量分数表示。
表12 不同材质焊接时所使用的氩气纯度
各气体含量/% 被 焊 材 料 钛、锆、钼、铌及其合金 Ar N2 O2 H2O ≥99.98 ≤0.01 ≤0.005 ≤0.07 铝、镁及其合金、铬镍耐热合金 ≥99.9 ≤0.04 ≤0.05 ≤0.07 铜及铜合金、铬镍不锈钢 ≥99.7 ≤0.08 ≤0.015 ≤0.07 焊接中如果氩气的杂质含量超过规定标准，在焊接过程中不但影响对熔化金属的保护，而且极易使焊缝产生气孔、夹渣等缺陷，影响焊接接头质量，加剧钨极的烧损量。 2.3 氦气（He） （1）氦气的性质
氦气也是一种无色、无味的惰性气体，与氩气一样也不知其他元素组成化合物，不易溶于其他金属，是一种单原子气体，沸点为-269℃。氦气的电离电位较高，焊接时引弧困难。与氩气相比它的热导率较大，在相同的焊接电流和电弧强度下电压高，电弧温度高，因此母材输入热量大，焊接速度快，弧柱细而集中，焊缝有较大的熔透率。这是利用氦气进行电弧焊的主要优点，但电弧相对稳定性稍差于氩弧焊。 氦气的原子质量轻，密度小，要有效地保护焊接区域，其流量要比氩气大得多。由于价格昂贵，只在某些具有特殊要求的场合下应用，如核反应堆的冷却棒、大厚度的铝合金等关键零部件的焊接。氩气和氦气在焊接过程中的特性比较见表13。
表13 氩气和氦气在焊接过程中的特性比较
气 符 体 号 特 性 ⑴电弧电压低：产生的热量少，适用于薄金属的钨极氩弧焊 ⑵良好的清理作用：适合焊接形成难熔氧化皮的金属，如铝、铝合金及含铝量高的铁基合金 ⑶容易引弧：焊接薄件金属时特别重要 氩气 Ar ⑷气体流量小：氩气比空气密度大，保护效果好，比氦气受空气的流动性影响小 ⑸适合立焊和仰焊：氩气能较好地控制立焊和仰焊时的熔池，但保护效果比氦气差 ⑹焊接异种金属：一般氩气优于氦气 ⑴电弧电压高：电弧产生的热量大，适合焊接厚金属和具有高热导率的金属 ⑵热影响区小：焊接变形小，并得到较高的力学性能 氦气 He ⑶气体流量大：氦气比空气密度小，气体流量比氩气大0.2～2倍,氦气对空气流动性比较敏感,但氦气对仰焊和立焊的保护效果好 ⑷自动焊速度高：焊接速度大于66mm/s时，可获得气孔和咬边较小的焊缝 由于氦气电弧不稳定，阴极清理作用也不明显，钨极氦弧焊一般采用直流正接，即使对于铝、镁及其合金的焊接也不采用交流电源。氦弧发热量大且集中，电弧穿透力强，在电弧很短时，正接也有一定的去除氧化膜效果。直流正接氦弧焊接铝合金时，单道焊接厚度可达12mm，正反面焊可达20mm。与交流氩弧焊相比，
熔深大、焊道窄、变形小、软化区小、金属不易过烧。对于热处理强化铝合金，其接头的常温及低温力学性能均优于交流氩弧焊。 （2）焊接用氦气的纯度
作为焊接用保护气体，一般要求氦气的纯度为99.9%～99.999%，此外还与被焊母材的种类、成分、性能及对焊接接头的质量要求有关。一般情况下，焊接活泼金属时，为防止金属在焊接过程中氧化、氮化，降低焊接接头质量，应选用高纯度氦气。焊接用氦气的技术要求见表14。
表14 焊接用氦气的技术要求 纯 氦 高纯氦 一级品 二级品 工业用氦 一级品 99.9 二级品 98 指标名称 氦含量(≥)/% 99.999 99.99 99.99 氖含量(≤)/10-6 4.0 氢含量(≤)/10 1.0 氧总含量(≤)/10-6 1.0 氮含量(≤)/10 2.0 CO含量(≤)/10-6 0.5 CO2含量(≤)/10-6 0.5 甲烷含量(≤)/10-6 0.5 水分含量(≤)/10-6 3.0 -6-615 3.0 3.0 10 1.0 1.0 1.0 10 25 5.0 5.0 20 1.0 1.0 1.0 15 (Ne+H2)≤800 29 50 (Ne+H2+O2+Ar)≤2.0% 不作规定 不作规定 30 注：表中气体的含量用体积分数表示；水分含量用质量分数表示。 2.4 氧气的性质 （1）氧气的性质
氧气在常温常压下是一种无色、无臭、无味、无毒的气体。在0℃和1atm（101325Pa）下氧气密度为1.43kg/m3，比空气大。氧的液化温度为-182.96℃，液态氧呈浅蓝色。常温时，氧则以化合物和游离态大量存在于空气和水中。
氧气本身并不能燃烧，但它是一种化学性质极为活泼的助燃气体，能与很多元素化合，生成氧化物。通常情况下把激烈的氧化反应称为燃烧。气焊和切割正是利用可燃气体和氧燃烧所放出的热量作为热源的。 （2）氧气的制取
制取氧气的方法很多，如化学法、电解水法及液化空气法等。但在工业上大量制取氧气时，都采用液化空气法。就是将空气压缩，并且冷却到-196℃以下，使空气变成液体，然后再升高温度，当液体空气的温度上升到-196℃时，空气中的氮则蒸发变成气体，但温度继续升高到-183℃时，氧开始气化。再用压缩机将气体氧压缩到120～150atm，装入专用的氧气瓶中，以便使用和储存。 （3）氧气的存储
氧气的存储和运输一般都将氧气装在专用的氧气瓶中，并且氧气瓶外部应涂上天蓝色油漆，用黑色油漆写上“氧气”两字以作标志。氧气瓶应在使用过程中每隔3～5年应在充气工厂进行检验，即检查气瓶的容积、质量，查看气瓶的腐蚀和破裂程度。常用氧气瓶的尺寸和装气量见表15。工作过程中氧气的供气量主要靠气瓶上的减压器进行调节，气瓶用减压器的主要技术参数见表16，减压器常见故障及防止措施见表17。
表15 常用氧气瓶的尺寸和装气量
外形尺寸/mm 外 径 高 度 内容积/L 瓶重/㎏ 瓶阀型号 (20℃,14.7MPa条件下) 33 36 40 44 47 47 53 57 QF-2铜阀 60 63 5 5.5 6 6.5 7 装气量/m3 1150±20 1250±20 219 1370±20 1480±20 1570±20 表16 气瓶用减压器的主要技术参数
减压器型号 QD1 QD-2A QD-2A DJ-6 SJ7-10 QD-20 QW2-16/0.6 单级丙烷 减压器 名称 单级氧气减压器 双级氧气减压器 单级乙炔减压器 压高力压表表 规格/MPa 低压表 0～3.92 0～1.568 0～0.392 0～3.92 0～3.92 0～0.245 0～0.157 0～24.5 0～24.5 0～24.5 0～24.5 0～24.5 0～24.5 0～24.5 最进高气工侧 作压工力作/MP侧 a 工作压力调节范围/MPa 最大供气能力80 40 12 180 － 9 － 0.1～2.45 0.1～0.98 0.01～0.2 0.1～2.0 0.1～1.96 0.01～0.05 0.02～0.05 2.45 0.98 0.196 1.96 1.96 0.147 0.059 14.7 14.7 14.7 14.7 14.7 1.96 1.96