鎢極氬弧焊雖然能獲得優(yōu)良的焊接質(zhì)量，但由于受到鎢極許用電流的限制，焊接電流不能用得太大。一般鎢極氬弧焊進(jìn)行對(duì)接接頭焊接時(shí)，板厚小于4mm可以焊透，超過(guò)此厚度的焊件不但需要開(kāi)坡口，有時(shí)還需預(yù)熱才能施焊。所以鎢極氬弧焊焊接中、厚板時(shí)，生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)條件差，焊接變形大且影響焊接接頭耐蝕性，已不能滿足生產(chǎn)的需要。

  熔化極氣體保護(hù)焊是用焊絲作為電極，焊接電流可以大大提高。由于熔深大，焊絲熔敷速度快，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。對(duì)于中、厚板焊接，焊前不需要預(yù)熱，改善了勞動(dòng)條件，減少了焊接變形，同時(shí)還有利于提高焊接接頭耐蝕性。熔化極氣體保護(hù)焊適用于中等和大厚度板材的焊接，在生產(chǎn)中已得到廣泛使用。

  熔化極氣體保護(hù)焊，是用可熔化的焊絲與被焊工件之間的電弧作為熱源來(lái)熔化焊絲和母材金屬，并向焊接區(qū)輸送保護(hù)氣體。保護(hù)氣體能使電弧、熔化的焊絲、熔池及附近金屬免受周?chē)諝獾挠泻ψ饔谩Ｍㄟ^(guò)連續(xù)送進(jìn)焊絲不斷熔化并過(guò)渡到熔池，最后形成焊縫金屬。

  奧氏體不銹鋼熔化極氣體保護(hù)焊的種類(lèi)和不同焊絲形式分類(lèi)見(jiàn)圖3-42。

  熔化極氣體保護(hù)焊焊接奧氏體型不銹鋼時(shí)的熔滴過(guò)渡類(lèi)型有滴狀過(guò)渡、短路過(guò)渡和噴射過(guò)渡三種。其中，滴狀過(guò)渡時(shí)，熔滴直徑比焊絲直徑大，飛濺較大，導(dǎo)致焊接過(guò)程不穩(wěn)定，在生產(chǎn)上極少使用；短路過(guò)渡電弧間隙小，電弧電壓較低，電弧功率比較小，適用于薄板焊接；生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的是噴射過(guò)渡，對(duì)于一定直徑焊絲和保護(hù)氣體，當(dāng)焊接電流增大到臨界電流值時(shí)（見(jiàn)圖3-43）焊絲端頭熔化的金屬被壓縮成筆尖狀，以細(xì)小熔滴從液柱尖端高速軸向射入熔池，即噴射過(guò)渡，如圖3-44所示。

一、熔化極惰性氣體保護(hù)焊

  熔化極惰性氣體保護(hù)焊的惰性氣體通常采用氬氣。該焊接工藝已開(kāi)始在許多領(lǐng)域中得到使用，其中經(jīng)機(jī)械操作縱縫焊應(yīng)用最多。焊接時(shí)選擇直流反極性電源。以短路過(guò)渡和噴射過(guò)渡的熔滴形式進(jìn)行操作，其坡口尺寸和焊接參數(shù)見(jiàn)表3-32和表3-33。在熔化極氬氣保護(hù)焊的基礎(chǔ)上加入脈沖電流即成脈沖熔化極氬弧焊，它不僅具有熔化極氬弧焊所有的特點(diǎn)，同時(shí)能控制焊接熱輸入，控制金屬熔池，使焊縫正反面成形良好，實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形。表3-34為一組脈沖熔化極氬弧焊的單面焊雙面成形對(duì)接焊縫的焊接參數(shù)。表3-35為一組脈沖熔化極氬弧焊焊接角焊縫的焊接參數(shù)。在焊接同樣厚度的材料時(shí)，焊接熱輸入比非脈沖熔化焊小，相應(yīng)地減少了熱影響區(qū)，有利于提高耐蝕性；同時(shí)減少了焊接應(yīng)力與變形。脈沖電流的熱循環(huán)對(duì)金屬熔池能起到攪拌作用，有利于細(xì)化焊縫結(jié)晶，降低產(chǎn)生裂紋的傾向。此外，這種焊接方法可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。

二、熔化極混合氣體保護(hù)焊

  采用混合氣體保護(hù)作為保護(hù)氣體具有下列優(yōu)點(diǎn)：

   1. 可以提高熔滴過(guò)渡的穩(wěn)定性；

   2. 穩(wěn)定陰極斑點(diǎn)，提高電弧燃燒的穩(wěn)定性；

   3. 增大電弧的熱功率，改善焊縫熔深和外觀成形，使焊縫能呈圓滑過(guò)渡，焊縫的余高適中。

  混合氣體是在氬氣的基礎(chǔ)上加體積分?jǐn)?shù)為0.5％～1.0％的氧或加體積分?jǐn)?shù)1％～5％的二氧化碳作為保護(hù)氣體。這時(shí)，焊接過(guò)程比較穩(wěn)定，焊絲端部呈細(xì)熔滴過(guò)渡，焊縫成形有所改善。混合氣體的組成成分對(duì)焊絲的熔滴過(guò)渡形式和焊接特性的影響，見(jiàn)表3-36。在生產(chǎn)上應(yīng)用比較廣泛的是在混合氣體保護(hù)下的脈沖焊接工藝。例如，Ar＋O₂混合氣體的脈沖焊，其焊接參數(shù)見(jiàn)表3-37；Ar＋CO₂混合氣體焊的焊接參數(shù)見(jiàn)表3-38。奧氏體型不銹鋼的熔化極氣體保護(hù)焊一般采用細(xì)焊絲，焊絲熔化速度很快，電弧熱量集中。為了保證焊縫外表和內(nèi)在質(zhì)量，用手工操作焊不太可能達(dá)到這一目的，廣泛應(yīng)用的是機(jī)械操作的脈沖熔化極氣體保護(hù)焊。

  焊接電源一般采用平特性，為直流正接連接。采用脈沖焊時(shí)，脈沖電源為平特性，維弧電源用平特性或降特性，仍為直流正極性。

  脈沖熔化極氣體保護(hù)焊的焊接設(shè)備比較復(fù)雜，價(jià)格較高。需要調(diào)整的焊接參數(shù)較多，焊工需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)培訓(xùn)才能上崗操作。

三、藥芯焊絲電弧焊

  藥芯焊絲按結(jié)構(gòu)分為有縫焊絲（有多種截面形式）和無(wú)縫焊絲（可鍍銅）。藥芯焊絲按填料來(lái)又分有藥粉型（有造渣劑）和金屬粉劑型（無(wú)造渣劑）。藥芯焊絲電弧焊是依靠藥芯焊絲在高溫時(shí)，反應(yīng)形成的熔渣和氣體聯(lián)合自行保護(hù)焊接區(qū)進(jìn)行焊接的方法，也有加外加保護(hù)氣體的。它與普通熔化極氣體電弧焊一樣，是以熔化的藥芯焊絲作為一個(gè)電極，母材金屬作為另一個(gè)電極，在兩極間燃燒電弧進(jìn)行焊接。焊接奧氏體型不銹鋼時(shí)，通常外加保護(hù)氣體來(lái)保護(hù)藥芯焊絲、熔池和母材金屬。與普通熔化極氣體保護(hù)焊的主要區(qū)別在于不用實(shí)芯焊絲而用內(nèi)部裝有焊劑混合物的藥芯焊絲。焊接時(shí)，在保護(hù)氣體氣氛中，在電弧熱的作用下，熔化狀態(tài)的焊劑材料、焊絲金屬、母材金屬相互之間發(fā)生冶金作用，同時(shí)形成一層較薄的液態(tài)熔渣包覆熔滴并覆蓋熔池，對(duì)熔池金屬形成又一層保護(hù)。實(shí)質(zhì)上這種焊接方法是一種氣渣聯(lián)合保護(hù)的方法，如圖3-45所示。

  不銹鋼藥芯焊絲氣體保護(hù)焊焊接方法分藥芯焊絲電弧焊（FCAW）和氣體保護(hù)焊。氣體保護(hù)形式：有自保護(hù)、CO₂氣體保護(hù)和混合氣體保護(hù)（75～85％Ar＋CO₂），施焊時(shí)采用直流反接電流；惰性氣體電弧焊（GTAW）氣體保護(hù)為100％Ar，施焊時(shí)采用直流正接電流。

 藥芯焊絲氣體保護(hù)焊綜合了焊條電弧焊和熔化極氣體保護(hù)焊的優(yōu)點(diǎn)。其特點(diǎn)如下：

   1. 熔敷速度快

   （熔敷速度是指單位時(shí)間熔敷到焊縫中金屬量）藥芯焊絲與藥皮焊條相比，可使用的電流大，電流密度更大，而且其填充系數(shù)（同一段焊絲中藥粉重量與金屬重量的百分比即質(zhì)量分?jǐn)?shù)％）小于焊條藥皮涂料系數(shù)（有藥皮的同一段焊條上焊條藥皮重量與焊芯重量的百分比即質(zhì)量分?jǐn)?shù)％），因此藥芯焊絲的熔敷速度明顯大于藥皮焊條。

   2. 操作系數(shù)

  （指包括燃弧時(shí)間的實(shí)際焊接時(shí)間與總工時(shí)的時(shí)間之比）比較，藥芯焊絲與藥皮焊條相比，由于省去了更換焊條的時(shí)間，因此操作系數(shù)明顯提高；與實(shí)芯焊絲相比，由于需要清渣工作，所以操作系數(shù)略低于實(shí)芯焊絲。

   3. 材料系數(shù)

  （指材料在焊件上實(shí)際熔敷金屬量與所用材料質(zhì)量之比）比較，藥芯焊絲的材料效率約為78％～85％，實(shí)芯焊絲材料效率高達(dá)90％，埋弧焊的材料效率約為40％～55％，藥皮焊條大約65％～70％。

  4. 減少填充金屬比較 

   由于藥芯焊絲熔深較大，而且焊絲易于深入坡口底部，所以允許采用較大的坡口鈍邊和較小的坡口角度，減少了填充到焊縫金屬的數(shù)量。

  藥芯焊絲與實(shí)芯焊絲相比，其優(yōu)越之處主要表現(xiàn)在芯部焊藥的作用，由于藥芯焊絲的芯部加有穩(wěn)弧劑、造渣劑和合金劑，從而使電弧燃燒穩(wěn)定，熔滴過(guò)渡平穩(wěn)，克服了實(shí)芯焊絲在施焊過(guò)程中的飛濺大、表面成形差等缺陷；并能提高全位置焊接，有適應(yīng)性。另外，由于藥芯焊絲可通過(guò)金屬管坯和藥芯兩種途徑過(guò)渡合金元素，有助于合金元素的調(diào)整，使焊縫金屬力學(xué)性能特別是沖擊性能得到提高，并且也使焊縫金屬耐蝕性得到提高。

  藥芯焊絲氣體保護(hù)焊焊接奧氏體型不銹鋼時(shí)，可采用機(jī)械化焊接，但通常使用廣泛的仍是手工操作焊接方法。焊接設(shè)備選用普通的CO₂氣體保護(hù)設(shè)備即可。氣體可選擇用CO₂氣體；也可用CO2＋Ar混合氣體，但氬氣比例超過(guò)80％時(shí)，反而會(huì)使焊縫中形成氣孔。

  藥芯焊絲斷面結(jié)構(gòu)有不同形式，如圖2-1所示。“O”形斷面藥芯焊絲由于焊絲內(nèi)部的焊劑不導(dǎo)電，電弧易沿鋼皮旋轉(zhuǎn)：當(dāng)直徑較大時(shí)，電弧穩(wěn)定性較差，飛濺增大，焊縫成分可能出現(xiàn)不夠均勻的現(xiàn)象。其直徑2.4mm的藥芯焊絲在生產(chǎn)上得到應(yīng)用。折疊式焊絲因管坯在整個(gè)斷面上分布比較均勻，藥芯焊絲內(nèi)部亦能導(dǎo)電，所以電弧燃燒穩(wěn)定，焊絲熔化均勻，冶金反應(yīng)充分，容易獲得優(yōu)質(zhì)的焊縫。直徑大于2.4mm時(shí)，更顯出這些優(yōu)勢(shì)。

  藥芯焊絲氣體保護(hù)焊的焊接參數(shù)主要有焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲伸出長(zhǎng)度和保護(hù)氣體流量等。當(dāng)其他條件不變時(shí)，焊接電流與送絲速度成正比；焊接電流變化時(shí)，電弧電壓要相應(yīng)的變化；采用純CO₂氣體保護(hù)焊時(shí)，通常采用長(zhǎng)弧法焊接，焊接電流調(diào)節(jié)范圍廣，可達(dá)200～700A，電弧電壓為25～35V。焊絲伸出長(zhǎng)度太長(zhǎng)會(huì)使電弧不穩(wěn)定，飛濺過(guò)大；焊絲伸出長(zhǎng)度過(guò)短，會(huì)造成過(guò)多的飛濺物堵塞噴嘴，使氣體保護(hù)不好，焊縫中易產(chǎn)生氣孔。通常焊絲伸出長(zhǎng)度在19～38mm范圍內(nèi)。平焊位置時(shí)焊槍前進(jìn)方向與焊件之間的傾角為2°～15°；焊接角焊縫時(shí)為40°～50°。如果角度太大，會(huì)降低氣體保護(hù)效果。下面介紹一組用E308LT藥芯焊絲焊接奧氏體型不銹鋼的焊接參數(shù)，見(jiàn)表3-39。