氩气是大多数焊接应用的标准保护气体，主要因为它明显更便宜，并且能产生更稳定、容错性更好的焊接电弧。这种成本效益和易用性的结合使其成为绝大多数TIG（GTAW）焊接任务中优于氦气的默认选择。
在氩气和氦气之间做出的选择，并非哪个气体普遍“更好”，而是哪个气体具备针对特定任务的正确物理特性。氩气提供控制和成本效益，而氦气则为要求更高的应用提供原始热量和熔深。
保护气体的基本作用
要理解这个选择，我们必须首先认识到保护气体在TIG焊接过程中执行的两个关键功能。
保护焊池
保护气体的首要任务是排开周围的大气。它在熔融的焊池周围形成一个惰性气泡，保护焊池免受氧气、氮气和水蒸气的侵害，这些物质否则会导致气孔和脆性等严重缺陷。
稳定电弧
气体还充当电流电弧的介质。焊机产生的高电压使气体电离，将其转变为等离子体，从而在钨电极和工件之间传导电流。这种等离子体的特性直接影响电弧的稳定性、热量和整体特性。
氩气与氦气的比较
氩气和氦气的不同物理特性决定了它们作为保护气体的性能。
电弧稳定性和控制（氩气的优势）
氩气比氦气更容易电离。这种较低的电离电位意味着启动和维持焊接电弧所需的电压更低。
结果是形成了一个极其平稳、稳定且集中的电弧，对电极与工件之间的距离（电弧长度）的变化不那么敏感。这种容错性对于手动焊接来说是无价的，因为在手动焊接中，保持完美稳定的手部非常困难。
此外，氩气的密度大约是氦气的十倍。这种密度使得它能够在较低的流量下提供有效的保护覆盖，进一步降低了运行成本。
热量和熔深（氦气的优势）
氦气的导热性远高于氩气。当电离成等离子体时，它能更有效地传递热量。
这会产生明显更热的电弧，这在焊接较厚的材料或那些会快速将热量从焊缝中带走的金属（如铝和铜）时是一个主要优势。更热的电弧可以实现更深的焊缝熔深和更快的焊接速度。
成本和可用性（氩气的决定性胜利）
氩气是地球大气中丰度第三的气体，通过空气分离生产相对简单且便宜。
相比之下，氦气是一种有限的资源，从天然气中提取。它稀有得多，因此价格也高得多。这个成本差异通常是生产环境中选择气体的最重要因素。
了解权衡
没有一种气体适用于所有情况。选择正确的材料需要平衡它们的优点和缺点。
纯氩气的缺点
尽管稳定且可控，但纯氩气电弧可能不足以焊接非常厚的铝板（>1/4英寸）。这可能导致工作效率低下或焊缝缺乏必要的熔合和熔深。
纯氦气的挑战
氦气的主要缺点是其难以控制的电弧特性。电弧的聚焦性较差，对电弧长度的变化非常敏感，使得手动控制变得具有挑战性。它还需要更高的电压才能启动，这对某些电源来说可能是一个问题。其低密度意味着需要更高的气体流量才能获得足够的保护，加剧了其本已很高的成本。
解决方案：氩/氦混合气
对于许多要求较高的应用，最佳解决方案是混合气体。将氦气添加到氩气中（例如，75% 氩气 / 25% 氦气混合物）提供了一种“兼顾两者之长”的折衷方案。
您将获得比纯氩气更热的电弧和更好的熔深，同时保留了纯氦气所缺乏的大部分电弧稳定性和控制力。这使得混合气体成为厚规格铝材生产焊接中的热门选择。
为您的项目做出正确的选择
您的材料、厚度和焊接目标应决定您的保护气体选择。
- 如果您的主要重点是钢、不锈钢或薄铝的通用焊接： 100% 氩气是您的最佳选择，因为它具有卓越的控制力、电弧稳定性和低成本。
- 如果您的主要重点是焊接厚铝、铜或镁： 氩/氦混合气（通常含 25-75% 氦气）是实现必要热输入同时保持良好电弧控制的理想选择。
- 如果您的主要重点是厚导热金属的高速机械化焊接： 纯氦气可能是合理的选择，因为它能提供最大的热量和焊接速度，但这是一种特殊应用，工艺控制至关重要。
通过了解这些特性，您可以从仅仅遵循图表转变为有策略地选择正确的保护气体，以获得高质量的焊缝。
总结表：
| 特性 | 氩气 | 氦气 |
|---|---|---|
| 电弧稳定性 | 优秀（易于电离） | 较差（对电弧长度敏感） |
| 热量和熔深 | 中等 | 高（厚金属的理想选择） |
| 成本 | 低（储量丰富） | 高（有限资源） |
| 最适合 | 通用焊接（钢、薄铝） | 厚铝、铜、高速焊接 |
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