焊接气体大全：作用原理、分类与选用指南

什么是焊接气体？

焊接气体用途广泛：保护电弧免受空气/粉尘/杂质气体侵入；保护焊缝背面（吹扫/保护）；加热金属。覆盖气体还用于焊后保护金属。

焊割工艺用气包括：

• 保护气：二氧化碳、氩气、氦气等
• 燃料气：乙炔、丙烷、丁烷等
• 氧气：助燃及少量混入保护气混合物

传统药皮焊工鲜涉气体，但近70-80年MIG/TIG普及使焊接气体成为车间常备品。本文将探讨各类焊接气体及其用途。

焊接中气体的作用

用途包括：净化电弧区（防尘/杂气/污垢）；辅助电弧稳定与金属过渡；保护焊缝背面熔池洁净（吹扫）；覆盖保护与加热。气体使用不当会导致焊缝薄弱/多孔或飞溅过多（虽不破坏焊缝但降低生产效率）。

1. 惰性气体与活性气体

焊接涉及两类气体：

惰性气体。 特定条件下不发生反应，用于焊接/密封/标记避免氧化水解等降解反应。高纯氮、氩因丰度高（空气中N₂ 78%、Ar 1%）成本低而常用。

活性气体。 也称半惰性气体，特定条件下不发生氧化等反应。包括氩、二氧化碳、氦、氮。焊接还原性保护气总是混合气：氩/氮+氢。氩氢用于不锈钢TIG，氮氢作背部保护气。注意：氢超10%须燃烧排放防火爆。

2. 保护气体

空气侵入电弧会在熔融金属中形成气泡，造成软弱丑陋焊缝。MIG/TIG离不开保护气，除非用药芯/药皮填充材料（以不同方式实现同等保护）。多数保护气为惰性气体，极端条件下稳定，并根据气体不同赋予熔深、流动性、成形光滑等特性。

3. 吹扫气体

保护焊缝背面，独立于正面焊接过程。焊接正面时，背面密封并通保护气。常用于不锈钢，可与正面同气或异气。

4. 加热气体

气焊、钎焊需燃料气加热金属/填充丝替代电弧。某些工艺要求预热，即燃料气与空气/氧混合点燃加热熔化金属。

5. 覆盖气体

完工后向罐体/密闭空间充气，隔绝空气污染防止成品损伤变色。有时完全填充，有时混入空气形成保护性混合气。

焊接常用气体详解

氩、氦为惰性；氢、氧、二氧化碳、氮为半惰性。选气需综合考虑成本、前期准备、母材、焊缝性能、后期清理。

MIG四大常用保护气：氩、氦、二氧化碳、氧气，各有利弊。

氩气 (Ar)

熔深窄，利于对接/角焊；电弧平滑流畅。焊钛/铝/镁等有色金属须用纯氩。常与氢/氦/氧混合强化电弧特性助金属过渡。追求质量美观可用混合气：75-95%氩+5-25%二氧化碳，电弧更稳、飞溅少于纯二氧化碳。混合气可实现喷射过渡，提升外观与效率。氩/二氧化碳适合低合金、部分不锈钢、碳钢，但高二氧化碳增加飞溅。

氦气 (He)

主要用于有色金属，亦可焊不锈钢。宽深熔透适合厚件，常用25-75%氦+75-25%氩。调比例可改变熔深、成形、焊速。不锈钢常用氩/氦/二氧化碳三元混合。防止不锈钢/铝/镁/铜合金氧化。氦气电弧更热，焊速快、效率高，但价格贵、流量大，需权衡成本效益。

二氧化碳 (CO₂)

最常用、唯一可纯用无需惰性气混合的反应性气体，成本最低。纯二氧化碳熔深大，利于厚件，但电弧不稳、飞溅多、仅限短路过渡。适合外观不重要或不可见处（如车身底部），后期清理较繁。

氧气 (O₂)

活性气体，通常以1-9%小比例添加于保护气中，改善熔池流动性、电弧稳定性与熔深（不锈钢/低碳钢/低合金钢）。易致氧化，不宜用于铝/铜/镁/特种金属。氩氧混合气用于不锈钢/碳钢，电弧稳飞溅少，但高氧致熔池过流动导致全位置焊困难。

氮气 (N₂)

廉价保护气，混合时增加熔深稳弧，改善含氮合金化学性能。作不锈钢管吹扫气；微量加入氩气作不锈钢保护气。

氢气 (H₂)

加入氩气提供深熔透、快焊速。氩氢二氧化碳三元混合改善熔透，但误用致气孔。高温应用（如不锈钢）作保护气，常与氩混合用于奥氏体不锈钢。

常见混合气体

氩+二氧化碳

最常用保护混合气：80-95%氩+5-20%二氧化碳。多数应用下成形平滑飞溅少。钢厚则增二氧化碳，薄则增氩。用于：碳钢GMAW、碳钢FCAW、不锈钢FCAW。

氩+二氧化碳+氧气

需更好熔池流动性时选用。性能近似氩/二氧化碳，额外提升流动性、焊速与生产率。用于：碳钢GMAW、部分不锈钢GMAW。

氩+氦+二氧化碳

比例范围宽，氩或氦主导。适用碳钢至不锈钢，甚至铝焊（MIG焊不锈钢良方）。用于：不锈钢GMAW、碳钢FCAW、不锈钢FCAW。

氦+氩

焊铝首选，亦适合合金。提供更深熔透、更宽焊缝。常用：铝GMAW、不锈钢/铝GTAW。

氩+氧气

不适合不锈钢，焊钢通常为薄规钢材，促进熔合。氧含量极低避免过热烧穿薄件。用于：不锈钢/碳钢GMAW。

氩+氢气

TIG焊需洁净焊缝时理想选择。氢阻隔氧气防氧化，生成水蒸发。维持窄而精准电弧、增强传热。用于：奥氏体钢GTAW。

氮+氢气

专用于奥氏体不锈钢（高铬镍低碳）制备保护气。提高熔透加快焊速，改善成品力学性能。

氧燃料焊接气体

乙炔、丙烷、丙烯三种极易燃气体用于氧燃料焊。

1. 乙炔

极易燃、空气中极易燃烧，制取易、成本低。与氧混合作燃料，火焰温度极高，能切割/焊接大多数金属。

2. 丙烷

即液化石油气(LPG)，易燃、空气中易燃烧。但不可作气焊燃料：氧中燃烧不产生还原区（焊接时清洁钢面）。主要用于焊后钎焊。

3. 丙烯

实为氧气混合气。燃烧热值超丙烷氧，适合非结构熔合焊、钎焊、加热。但常装小型一次性罐，不足大件加热。

4. 压缩空气

最廉价（经净化）。与燃料混合产生低温强焰，利于控制碳层厚度。

气体焊接安全

储存与搬运

• 远离物理损伤、热源、人为破坏
• 链条固定防倾倒
• 隔离易燃可燃物
• 氧气瓶与燃气瓶分开存放
• 直立存放
• 搬运前关闭瓶阀
• 保护帽/调压器保持就位
• 底部滚动搬运—严禁拖拽
• 运输中尽量减少晃动

通用气焊安全贴士

• 用认可检漏液检查所有接头泄漏
• 检查软管泄漏磨损
• 更换损坏软管
• 保护软管瓶体免火花/火焰/热金属
• 用打火石点火器引燃
• 开瓶阀时站在调压器侧面
• 缓慢开阀防止高压冲毁调压器
• 乙炔瓶阀仅开1/4-3/4圈，扳手留在阀上以便急停
• 先开乙炔点燃，再开氧调中性焰
• 关炬按厂家建议；无指引时通常先关氧阀
• 作业完毕：关瓶阀、放空管路泄压、盘好软管、归位设备
• 焊接现场备灭火器