TIG Ar 惰性 MIG 铜及铜合金 N2 － 气保焊 不锈钢及高强度钢 碳钢及低合金钢 Ar 惰性 TIG 适用于薄板焊接 氧化性 熔化极 输入热量大，可降低或取消预热，有飞溅及烟雾，一般仅在脱氧铜焊接时使用氮弧焊，氮气来源方便，价格便宜 产生稳定的射流电弧，但板厚大于5～6mm时需预热 CO2 MAG 适于短路电弧，有一定飞溅 TIG 镍基合金 Ar 惰性 MIG 对于射流、脉冲及短路电弧均适用，是焊接镍基合金的主要气体 表30 熔化极惰性气体保护焊时不同被焊材料适用的保护气体
保护气体 Ar 除钢材外的一切金属 Ar+He 除钢材外的一切金属 He 铝 Ar+O20.5%～1% 高合金钢 Ar+O21% 合金钢 Ar+O21%～3% 非合金钢及低合金钢 Ar+O21%～5% 非合金钢 Ar+CO225% Ar+O23%～7%+CO213%～17% 非合金钢及低合金钢 表31 大电流等离子弧焊用保护气体的选用
保 护 气 体 被焊材料 板厚/mm ＜3.2 ＞3.2 低合金钢 ＜3.2 小 孔 法 Ar Ar Ar 熔 透 法 Ar Ar Ar 水蒸气 非合金钢 CO2+O215%～20% 非合金钢 CO2 非合金钢 N2 铜 Ar+N215%～20% 铜 Ar+N20.2% 一切金属,尤其适用于铜和铝的合金的焊接 Ar+H26% 镍及镍合金 铝合金 被焊材料 保护气体 Ar+CO21%～3% 被焊材料 铝合金 碳钢 ＞3.2 不锈钢 Ar He75%+Ar25% Ar He75%+Ar25% He或He75%+Ar25% He Ar He75%+Ar25% Ar He75%+Ar25% ＜3.2 Ar或Ar92.5%+He7.5% ＞3.2 Ar或Ar95%+He5% Ar － 铜 ＜2.4 ＞2.4 镍合金 ＜3.2 Ar或Ar92.5%+He7.5% ＞3.2 Ar或Ar95%+He5% Ar Ar+He(50～75)% 活性金属 ＜6.4 ＞6.4 表32 小电流等离子弧焊用保护气体的选用
保 护 气 体 被焊材料 板厚/mm ＜1.6 ＞1.6 碳钢 ＜1.6 ＞1.6 ＜1.6 低合金钢 ＞1.6 小 孔 法 － He － Ar,He75%+Ae25% － 熔 透 法 Ar,He He Ar,He25%+Ar75% Ar,He75%+Ar25% Ar,He,Ar+H2(1～5)% 铝 He75%+Ae25%, Ar+H2(1～5)% Ar,He,Ar+H2(1～5)% 不锈钢 所有厚度 Ar, He75%+Ae25%, Ar+H2(1～5)% Ar,He,Ar+H2(1～5)% 铜 ＜1.6 ＞1.6 － He75%+Ae25%,He He25%+Ae75% Ar,He75%+Ar25% 镍合金 所有厚度 Ar, He75%+Ae25%,Ar+H2(1～5)% Ar,He,Ar+H2(1～5)% 活性金属 ＜1.6 ＞1.6 Ar, He75%+Ae25%,HeAr He75%+Ae25%,He Ar Ar,He75%+Ar25% 3.3 混合气体的性质及选用
在单一气体的基础上加入一定比例的某些气体形成混合气体，在焊接及切割过程中具有一系列的优点，可以改变电弧形态、提高电弧能量、改善焊弧成形及力学性能、提高焊接生产率。 （1）混合气体的性质
焊接时，用纯CO2作保护气体，电弧稳定性较差，熔滴呈非轴向过渡，飞溅大，焊缝成形较差。用纯Ar焊接低合金钢时，阴极斑点飘移大，也易造成电弧不稳。向Ar中加入少量氧化性气体，如O2和CO2等，可显著提高电弧稳定性，使熔滴细化，增加过渡效率，有利于改善焊缝成形和提高抗气孔能力。气体保护焊常用的混合气成分及特性见表33。可燃混合气体的某些物理和化学性能见表34。
表33 气体保护焊常用的混合气成分及特性
气体组合 气体成分 弧柱电电弧 金属过化学性能 焊缝熔深 加热特性 位 梯度 Ar+He He≤75% 中等 稳定性 渡 特性 形状 好 好 － 还原性， 扁平形，熔深较大 － Ar+H2 H25%～15% 中等 好 － H2＞5%会 产生气孔 熔深较大 对焊件热输入比纯Ar高 CO25% Ar+CO2 CO220% 低至中等 好 好 弱氧化性 扁平形，熔深较大（改善焊缝成中等氧化形） 性 蘑菇形，熔深较大（改善焊缝成弱氧化性 形） 中等氧化扁平形，熔深较大（改善焊缝成性 形） 扁平形，熔深大 － Ar+O2 O21%～5% CO220%， Ar+CO2+O2 O25% CO2+O2 O2≤20% 低 好 好 － 中等 好 好 － 高 稍差 满意 弱氧化性 － 表34 可燃混合气体的某些物理和化学性能
着火点 最大燃烧速(空气度/m·s-1 中) /℃ － － － － 491 － 453 － 580～590 － 2.5～19 － 2.7～35 2.5～10.5 爆炸范围(空气中可燃气体体积分数/%) 分 主要气体 组成 子 (体积分数)/% 量 乙炔70+丙烯30 乙炔 乙炔85+丙烯和乙烯15 乙烯 乙烯80+乙炔20 31 －27.6 － 2 密度 (标准状态下)/kg·m-3 总发热火焰 量 温度 /MJ·㎏-1 /℃ 1.3 － 1.242 － 47.9 3200 － － 50.3 3150 48.5 3300 丙烯45～50+丁二烯20+丙丙烯 炔30～35 氢 氢45～50+丙烷20～30+丙烯20～30 氢 氢45～50+丙炔10～16+丁二烯10～14+ 丙烯20～30 氢50+石油气50 － 0.08 － 2600 11.2 4.0～74.2 － － 60.0 － － 2.8～15.6 － － 57.6 － － － 2.6～17.1 － 1.07～1.12 － 3100 7.5～11 459～494 2.6～17.1 天然气 甲烷88+(丙烯+丙烷+ － 丁烷)12 丙炔35+乙炔1+丁二烯1+－ 50.0 1900 － － 5.3～14 丙炔 丙二烯31+丁烯2+丙烯12+－ 丙烷18 1.812 49 2930 － － 3.4～10.8 (2)混合气体的选用
混合气体一般也是根据焊接方法、被焊材料以及混合比对焊接工艺的影响等进行选用。如焊接低合金高强钢时，从减少氧化物夹杂和焊缝含氧量出发，希望采用纯Ar作保护气体；从稳定电弧和焊缝成形出发，希望向Ar中加入氧化性气体。综合考虑，以采用弱氧化性气体为宜。对于惰性气体氩弧焊射流过渡推荐采用Ar+（1%～2%）O2的混合气体；而对短路过渡的活性气体保护焊采用20%CO2+80%Ar的混合气体应用效果最佳。 从生产效率方面考虑，钨极氩弧焊时在Ar气中加入He、N2、H2、CO2或O2等气体可增加母材的热量输入，提高焊接速度。例如，焊接大厚度铝板，推荐选用Ar+He混合气体；焊接低碳钢或低合金钢时，在CO2气体中加入一定量的O2，或者在Ar中加入一定量的CO2或O2，可产生明显效果。此外，采用混合气体进行保护，还可增大熔深，消除未焊透、裂纹及气孔等缺陷。不同材料焊接用混合气体及适用范围见表35。
表35 不同材料焊接用混合气体及适用范围 化被焊材料 混合比 保护气体 /% 性方法 质 铝及铝合金 钛、锆及其 合金 惰性 Ar+He 75/25 惰性 Ar+He He10(MIG) He10～90 (TIG焊) 惰性 TIG MIG He的传热系数大,在相同电弧长度下,电弧电压比用Ar时高。电弧温度高，母材热输入大，熔化速度较高。适于焊接厚铝板，可增大熔深，减少气孔，提高生产效率。但如加入He的比例过大，则飞溅较多 学 焊接 主 要 特 性 TIG MIG TIG 可增加热量输入。适用于射流电弧、脉冲电弧及短路电弧，可改善熔深及焊缝金属的润湿性 Ar+He 50/50或30/70 铜及铜合金 Ar+N2 80/20 可改善焊缝金属的润温性，提高焊接质量。输入热量比纯Ar MIG 熔化极 － 气保焊 输入热量比纯Ar大，但有一定飞溅和烟雾，成形较差 不锈Ar+O2 O21～2 氧化熔化细化熔滴，降低射流过渡的临界电流，减小液体金属的黏度和表面张力，从而防止产生气孔和咬边等缺陷。焊接不锈钢时加入钢及 高强度钢 性 极 O2的体积分数不宜超过2%，否则焊缝表面氧化严重，会降低焊接接头质量。用于射流电弧及脉冲电弧 气保焊 (MAG) Ar+N2 N21～4 O22 Ar+O2+CO2 CO25 惰性 氧化MAG 用于射流电弧、脉冲电弧及短路电弧 性 氧Ar+CO2 CO22.5 化MAG 性 氧Ar+O2 O21～5或20 化MAG 性 氧 用于短路电弧。焊接不锈钢时加入CO2的体积分数最大量应小于5%，否则渗碳严重 TIG 可提高电弧刚度，改善焊缝成形 生产率较高，抗气孔性能优。用于射流电弧及对焊缝要求较高的场合 碳钢及 低合金钢 Ar+CO2 70(80)/30(20) 化MAG 有良好的熔深，可用于短路过渡及射流过渡电弧 性 氧Ar+O2+CO2 80/15/5 化MAG 有较佳的熔深，可用于射流、脉冲及短路电弧 性 惰性 TIG 热输入量比纯Ar大 MIG 可以抑制和消除焊缝中的CO气孔，提高电弧温度，增加热输入量 Ar+He 镍基合金 He 20～25 还非熔 Ar+H2 H2＜6 原性 化极 近年来还推广应用了粗Ar混合气体，其成分为Ar=96%、O2≤4%、H2O≤0.0057%、N2≤0.1%。粗Ar混合气体不但能改善焊缝成形，减少飞溅，提高焊接效率，而且用于焊接抗拉强度500～800MPa的低合金高强钢时，焊缝金属力学性能与使用高纯Ar时相当。粗Ar混合气体价格便宜，经济效益好。