1.母材

凡氩弧焊能够焊接的材料均可用等离子弧焊接，如碳钢、耐热钢、蒙乃尔合金、可伐合金、钛合金、铜合金、铝合金以及镁合金等。

除铝、镁及其合金外，其余材料均采用直流正接法焊接；铝、镁及其合金采用交流或直流反接法焊接。直流正接等离子弧单道可焊材料厚度范围一般为0.3～6.4mm。交流变极性等离子弧单道可焊铝合金厚度达12.7mm（穿透型）。

等离子弧焊接的冶金过程与氩弧焊相同，只是由于等离子弧具有较小的弧柱直径，焊接时母材熔化量少，所以焊缝深宽比大、热影响区窄。每一种母材金属焊接时对预热、后热以及气体保护等工艺要求与氩弧焊相同。

2.填充金属

与氩弧焊一样，等离子弧焊工艺可以使用填充金属。填充金属一般制成光焊丝或者光焊条。自动焊使用光焊丝作填充金属，手工焊则用光焊条作填充金属。填充金属的主要成分与被焊母材相同。

3.气体

等离子弧焊枪中有两层气体，即从喷嘴流出的离子气及从保护气罩流出的保护气。有时为了增强保护，还需使用保护拖罩及通气的背面垫板以扩大保护范围。

离子气对钨极应该是惰性的，以免钨极烧损过快。保护气体对母材一般是惰性的，但如果活性气体不损坏焊缝的性能，允许在保护气中添加活性气体。

为保证焊接过程稳定，大电流焊接时，离子气与保护气成分应相同；小电流焊接时，离子气一律使用纯氩，保护气可以用纯Ar也可以选择其他成分。等离子弧焊所用的气体种类取决于被焊金属，可供选择的气体有：

1）Ar气。Ar气用于焊接碳钢、高强度钢及活性金属，如钛、钽及锆合金。焊接这些金属所用的气体中，即使含有极小量的H₂也可能导致焊缝产生气孔、裂纹或降低力学性能。

2）Ar-H₂混合气。焊接奥氏体不锈钢、镍基合金及铜镍合金时，允许使用Ar-H₂混合气体。Ar气中添加H₂气可提高电弧温度及电弧电场强度，能够更有效地将电弧热量传递给工件，在给定的电流条件下可以得到较高的焊接速度。同时，H₂具有还原性，使用Ar-H₂混合气体可以获得更光亮的焊缝外观。但H₂含量过多焊缝易出现气孔及裂纹，一般φ（H₂）限制在7.5％以下。然而在穿透型焊接工艺中，由于气体可以充分逸出，加φ（H₂）范围为5％～15％，工件越薄，允许H₂的比例越大。如穿透型焊6.4mm不锈钢时，加φ（H₂）为5％；而进行3.8mm不锈钢管道高速焊时，允许加φ（H₂）达15％。

使用Ar-H₂混合气体作离子气时，由于电弧温度较高，应降低喷嘴孔径的额定电流。

3）Ar-He混合气。He气也是一种惰性气体，当被焊工件不允许使用Ar-H₂混合气时，可考虑使用Ar-He混合气。在Ar-He混合气体中，φ（He）超过40％时电弧热量才能有明显的变化，φ（He）超过75％时，其性能基本与纯He相同，通常在Ar气中加入φ（He）＝50％～75％的He气进行钛、铝及其合金的穿透型焊及在所有金属材料上熔敷焊道。

4）He气。采用纯He作离子气时，由于弧柱温度较高，会降低喷嘴的热负载，降低喷嘴的使用寿命及承载电流的能力，另外He气密度较小，在合理的离子气流量下难以形成小孔。所以纯He仅用于熔透型焊接，如焊接铜。

5）Ar-CO₂混合气。由于保护气体不与钨极接触，在小电流焊接低碳钢及低合金钢时，允许在保护气中添加活性气体，其流量在10～15L/min之内。如在Ar中加φ（CO₂）＝25％的CO₂气作保护气体焊接铁心叠片。(www.daowen.com)

等离子弧焊接气体选择分别见表6-5和表6-6。

表6-5 等离子弧焊接气体选择^①［6］

①气体的种类和含量只用作一般性指导，焊接过程中可做适当调整。

②离子气的氢气在起弧中有重要作用，当氢气含量超过5％（体积分数）后会显著加速喷嘴的腐蚀。

③一些活性铝合金可能需要背面保护气或延伸保护气。

④不推荐使用厚度在1.6mm以下的材料。

⑤背面焊道成形不好，只适用于镀锌铜合金。

表6-6 小电流等离子弧焊的保护气体选择

（续）

注：1.气体选择仅指保护气体，在所有情况下等离子气均为氩气。

2.表中各种气体的百分含量皆为体积分数。