在焊接不锈钢水箱时,使用氩气是至关重要的,它的目的与之前提到的“煤油”完全不同。煤油是用于焊后检测,而氩气是用于焊接过程中的保护。核心原因只有一个:防止不锈钢在高温下氧化和变脆,从而保证焊缝的质量、耐腐蚀性和强度。
氩气的作用:隔绝空气,充当“保护伞”
不锈钢之所以“不锈”,是因为其含有铬(Cr)元素,铬在与氧气接触时会在表面形成一层极薄且致密的氧化铬钝化膜。然而,在焊接时,电弧产生的高温(远超不锈钢的熔点)会带来两个问题:
1. 这层天然的钝化膜会被破坏。
2. 金属处于熔融状态,非常活泼。
如果此时没有保护,空气中的氧气和氮气就会迅速与熔融的不锈钢发生反应:
· 与氧气反应:会形成新的、疏松的氧化物(如氧化铬),夹在焊缝中,造成“夹渣”,严重削弱焊缝的强度和致密性。同时,会大量消耗掉铬元素,导致焊缝区域“贫铬”,使其失去防锈能力。
· 与氮气反应:会导致焊缝金属变脆,塑性下降。
而氩气的角色,就是在电弧和熔池周围建立一个“保护罩”,将空气彻底隔绝开。
为什么偏偏是氩气?
在工业上,这类用于保护焊接的气体称为“保护气体”。氩气是最常用的选择,因为它具备以下理想特性:
1. 惰性气体:氩气是惰性气体,这意味着它几乎不与任何金属发生化学反应。它只是单纯地“排开”空气,提供一个无氧、无氮的纯净环境。
2. 比空气重:氩气的密度大于空气,因此它能更好地覆盖在焊接区域,形成有效的保护层,不易被吹散。
3. 易于电离:氩气在电弧中很容易被电离(变成带电的离子),这使得电弧燃烧非常稳定,易于引弧和操作,能获得平滑美观的焊缝。
具体应用工艺:氩弧焊
焊接不锈钢水箱,普遍采用的是 氩弧焊,主要分为两种:
1. 手工钨极氩弧焊
· 原理:使用纯钨或活化钨(如铈钨)作为电极(不熔化),产生电弧熔化母材和焊丝。同时,从焊枪的喷嘴中持续喷出氩气,保护钨极、电弧以及熔融的焊接熔池。
· 应用:特别适用于不锈钢水箱的薄板焊接、打底焊以及要求较高的密封焊缝。它的焊缝质量高,成型美观。
2. 熔化极氩弧焊
· 原理:使用的焊丝本身就是电极,在送丝过程中不断熔化并进入熔池。同样,氩气从焊枪喷嘴喷出进行保护。
· 应用:对于较厚板材或长焊缝,效率更高。为了保护效果更好并改善焊缝成型,有时会采用 氩气混合少量氧气或二氧化碳的混合气体。
总结:对不锈钢水箱而言,使用氩气意味着什么?
如果不使用氩气进行保护,焊接不锈钢水箱将导致:
· 焊缝生锈:因“贫铬”而失去耐腐蚀性,水箱会从焊缝开始锈蚀。
· 焊缝泄漏:焊缝内部存在氧化物夹渣和气孔,无法保证致密性。
· 焊缝开裂:焊缝金属变脆,在水箱承压或轻微震动时可能开裂。
· 外观丑陋:焊缝表面会发黑、氧化,布满麻点,非常不美观。
结论:
焊接不锈钢水箱时使用氩气,是现代焊接工艺中保证其使用寿命、安全卫生和结构强度的绝对必要措施。它通过提供纯净的惰性气体保护层,确保了焊缝金属具有与母材同等优异的耐腐蚀性和机械性能,从而制造出真正“不锈”、不漏、坚固耐用的水箱。