生產車間焊接保護氣體質量管理

■ 王海峰，葛福清，孫秀雯

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1. 概述

焊接保護氣，顧名思義就是在進行焊接作業時用來保護焊接的一種氣體，這種氣體可以是單純的氣體，比如二氧化碳（CO2）、氬氣（Ar）等等；也可以是一種混合氣體，比如二氧化碳+氬氣（CO2+Ar），氬氣+氧氣（Ar+O2）等，如果保護氣體不純，參雜著水分或其他不利于焊接的氣體，那么將會對焊接作業造成影響，進而對產品質量造成重大的影響，嚴重會直接影響企業的信用和聲譽，造成不可估量的損失。

焊接作業從焊接方法上來說使用保護氣的種類有很多，本文著重從熔化極氣體保護焊這種焊接方法上來進行論證與闡述。

2. 焊接保護氣體灌裝形式

（1）瓶裝氣體 一般情況下，焊接保護氣通過瓶裝的形式進行供給，一般單瓶的氣體容量在20～25kg或40L左右，2.56元/kg，如果用量較多，更換單瓶氣體頻率過于頻繁，有時候會將8瓶或12瓶聯成氣體大排進行供給，一般小型規模企業可以使用這種供氣模式。

（2）車間氣體管道 一般中等偏上規模的焊接企業，都會建立焊接保護氣管道，焊接保護氣體管道貫穿于整個車間，在車間的任何一個地方，就近都可以找到焊接保護氣體管道接口，使用時直接把氣體保護焊機接入保護氣管道，方便作業。這種供氣方式靈活機動性較強，焊接保護氣體管道在車間建立起來后，相應的焊接保護氣站（1.84元/kg）將要建立，氣站一般建在車間外面比較空曠的地方，氣站主要由氣體大罐和氣體混合柜組成，氣體大罐的具體容量要根據企業焊接作業的規模大小來實際設定，比如本企業的氬氣罐是15t的，二氧化碳使用單瓶15kg的，可以滿足焊接作業的需要；氣體混合柜是將焊接使用的兩種保護氣按照實際使用的比例進行混合配比，將配比好的氣體通過保護氣體管道輸送到車間的各個地方。

從價格可以看出，通過氣站混合的氣體在單價上明顯要低于單瓶氣體，并且免去了單瓶氣體運輸、配送、回收空瓶、重新灌裝等這些工序，對本企業以及供應商來說，都節省了成本。

3. 氣站及管道的建立與維護

（1）氣站的建立 根據企業生產用焊接保護氣體種類來設置具體的大罐種類及容量，本企業使用90%Ar+10%CO2比例的混合氣體，再根據本企業的用氣量，設定大罐氣體為氬氣（Ar），二氧化碳（CO2）由于比例較小，使用單瓶容量（15kg）的就可以滿足要求，兩種氣體與氣體混合柜連接起來，在氣體混合柜里進行實際使用比例的混合，混合好之后，通過管道輸送進入車間生產崗位。

（2）氣體管道的建立與維護 氣體管道一般采用不銹鋼304管，規格采用DN25，也有使用碳鋼管進行鋪設的，碳鋼管價格比較便宜，但是會存在腐蝕、生銹、堵塞的問題。一般使用超過三年，以后每年都要對整個管道進行清理與維護，否則會對焊接保護氣質量造成影響，間接影響產品質量。

碳鋼管清理與維護需要有專業的技術和經驗，現在都需要有專業的資質，一般企業并不具備這樣的資質和技術，所以都會找專業的公司進行維護與保養，這樣就會產生額外的費用。綜合對比和計算，使用不銹鋼304管在使用期限和后期的維護保養方面要比碳鋼管優惠的多，只是初期投資較大，這個企業可以提前根據當地的材料和人工費用，以及本企業的使用規模來具體計算一下，盡量做到成本最低化。

4. 氣體純度檢驗及參考標準

（1）氣體純度檢測 氣體純度檢測一般氣體使用企業自己不能做，只能依靠專業的第三方檢測機構，如果氣體供應企業規模較大，比如法液空這樣的企業，他們是完全可以提供檢測服務的，他們提供的氣體一般情況下也不會有大的問題。但是一些小的供應商，比如二氧化碳氣體的提供者，本身二氧化碳只占用氣比例10%，用量較小，再者二氧化碳的氣體來源一般都是化工廠的副產品，這些上游的供氣商是不具備專業檢測氣體純度能力的，這樣的情況就只能依靠專業第三方了。混合后的氣體比例檢測一般情況下也得依靠專業的第三方檢測機構。

（2）氣體純度參考標 用于焊接的二氧化碳（CO2）純度，在GB/T 6052中要求≥99.5%，在美標AWS A5.32的要求要求≥99.8%，這個標準有差異，可以根據企業本身產品性質進行具體的要求。當然了，還有別的標準可能還會有別的要求，這樣就具體問題具體對待了。本企業執行純度≥99.8%，含水量≤32×10-6。

用于焊接的氬氣（Ar），本企業執行的是美標AWS A5.32中的≥99.997%，含水量≤10.5×10-6。

混合后的氣體比例公差，國家沒有標準對其進行規定，本企業按照美標AWS A5.32來設定，具體為：混合氣體比例公差為±10%，比如，我們要求二氧化碳含量10%，那么二氧化碳含量檢測后在9%～11%均為合格，其他企業可以按照此標準或其他有明確要求的標準來設定自己的檢驗標準。

5. 氣體管理納入質量管理體系

焊接企業對焊接保護氣體的管理，一定要系統化，比如將焊接保護氣體管理要編制專門的作業指導書。作業指導書經過質量代表批準簽字后將納入企業的質量保證管理體系，將作業指導書里涉及的部門及負責人集中起來，把作業指導書進行培訓，讓參與人員明白自己負責的區域，用于指導后續的工作，具有非常重要的意義。

6. 結語

焊接質量對于以焊接為主的企業來說有至關重要的意義，比如歐盟國家已經有了針對企業的焊接質量方面專業的認證標準ISO3834，加拿大也有了CSA W47.1標準，是針對焊接企業的認證標準。由于這樣的標準只會越來越多，所以加強焊接保護氣體質量管理，從根源上可以保證焊接質量，進而提高企業的綜合競爭力。

[1] 中國機械工程學會焊接學會. 焊接手冊（第三版）第二卷，材料的焊接[M]. 北京：機械工業出版社.

[2] 陳祝年，焊接工程師手冊（第2版）[M]. 北京：機械工業出版社.