一、保護氣體主要有氬氣、富氬混合氣體這兩種。

1.氬氣

氬氣是惰性氣體，具有高溫下不分解又不與焊縫金屬起化學反應的特征。氬弧引燃后，就能比較穩定地燃燒。這是因為氬氣是單原子氣體，無分子分解成原子的過程，所以電離時能量損失較少。氬氣的熱容量與熱導率較小，故只要較小的熱量就可把電弧空間加熱到高溫，且電弧的熱量不易散失，這有利于氣體的熱電離，致使電弧燃燒穩定。

氬氣在空氣中含量極少，按體積分數計算，僅占0.93%，按質量分數計算，僅占1.3%。它比空氣重，沸點為-185.7℃。氬氣是在液態空氣分餾制氧時獲得的。但由于氬氣的沸點介于氧氣和氮氣的沸點之間（氧的沸點是-183℃，氮的沸點是-195.8℃），沸點溫度差值小，所以在制氬時，氬氣中會含有一定數量的氧、氮、二氧化碳和水分。如果這些雜質含量過多，就會削弱氬氣的保護作用，并直接影響焊縫的質量和造成鎢極的燒損。

氬弧焊用的氬氣，其純度一般應大于99.95%以上。對化學性能活潑的金屬，如鋁、鎂、鈦、鋯及其合金，氬氣純度要求應更高些。焊接用的純氬是裝在鋼瓶內，在20℃時，滿瓶壓力為15MPa。

2.富氬混合氣體

在氬氣中加入一定量的另一種或兩種氣體后，可以分別在細化熔滴、減少飛濺、提高電弧穩定性、改善熔深以及提高電弧的溫度等方面獲得滿意的效果。富氬混合氣體主要應用在熔化極氬弧焊上，如前所述，MIG焊和MAG焊的主要區別就是其保護氣體的不同。常用的富氬混合氣體有以下幾種：

（1）Ar+He。氦也是惰性氣體，電弧溫度比氬弧高得多，因此焊接速度快，在氮氣中加入氦后，電弧具有兩者共同的優點，這種混合氣體常用來焊接大厚度的鋁及鋁合金以及高導熱材料。例如，焊接鋁及鋁合金時，氦（He）不宜超過10%，否則會產生較多的飛濺；焊接銅及銅合金時，氦與氬氣的體積比例一般為50︰50或70︰30，這樣可減小預熱溫度或不預熱；焊接鎳基合金時，氦（He）為15%～20%。

（2）Ar+O₂。Ar+O₂混合氣體分為兩種類型。一種含氧量較低，含氧量為1%～5%，用于焊接碳鋼、不銹鋼、高合金鋼及強度級別較高的高強度鋼，可以克服用純氬焊接時陰極產生的漂移現象，即電弧挺度不好，并可克服由于液體金屬表面張力較大，易產生氣孔、咬邊的現象，還可改善焊縫成形，有利于熔滴過渡。另一種類型含氧量較高，含氧量為5%～20%，主要用于焊接碳素鋼和低合金結構鋼。

（3）Ar+CO₂。Ar+CO₂常用來焊接低碳鋼和低合金結構鋼。在氬氣中通常加入二氧化碳量為20%～30%。用Ar+CO₂混合氣體焊接時，既具有氬弧焊的特點，如電弧燃燒穩定、飛濺少、容易獲得噴射過渡，又因為這種混合氣體帶有氧化性，克服了用單一氣體焊接時表面張力大、斑點易漂移及液態金屬黏稠等問題，這種氣體可用于噴射過渡、短路過渡和脈沖過渡的熔滴過渡形式。

（4）Ar+H₂。氫氣（H₂）具有還原性，在氬氣中加入少量氫氣可用來焊接鎳及其合金。一定含量的氫氣可以抑制和消除鎳焊縫中的一氧化碳氣孔，但氫氣含量必須低于6%，否則會導致產生氫氣孔。此外，氫氣的密度很小，而導熱系數大，且為雙原子氣體，在高溫下將分解吸熱，因此氬氣中加入氫氣可提高電弧溫度，從而提高生產率。在鎢極氬弧焊焊接不銹鋼時，為提高焊速通常在氬氣中加入4%～8%的氫氣。

（5）Ar+N₂。對于銅及銅合金，氮氣（N₂）相當于惰性氣體。氮氣為雙原子氣體，熱導率比氬氣高，因而弧柱的電場強度及溫度均較高。這種混合氣體的氬氣、氮氣比例通常為80∶20。與Ar+He氣體相比，氮氣價格便宜，但焊接時有飛濺，且焊縫表面較粗糙，焊縫外觀不如Ar+He混合氣體好。由于氮氣的存在，焊接中還伴有一定的煙霧。此外，在焊接奧氏體不銹鋼時，在氬氣中加入少量的氮氣（1%～4%），對提高電弧挺度以及改善焊縫成形可獲得一定的效果。

表1-2為氬弧焊用保護氣體，其中的混合比為參考數據，在實際焊接中應視具體工藝要求進行調整。

表1-2　氬弧焊用保護氣體及適用范圍