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Elegir el gas blindado adecuado es crítico para producir soldaduras de alta calidad en soldadura de metal de gas (GMAW).El gas blindado protege la piscina de soldadura fundida de contaminación atmosférica, estabiliza el arco e influencias de la forma de cuentas de soldadura, penetración, propiedades mecánicas y eficiencia general. Con numerosas opciones de gas y mezclas disponibles, seleccionando el adecuado para una aplicación específica requiere un sólido entendimiento de los parámetros deseados
Comprender el papel del gas de escudo en GMAW
En GMAW, un electrodo de alambre continuo se alimenta a través de una pistola de soldadura, y un arco eléctrico se establece entre el alambre y la pieza de trabajo. El gas blindado, normalmente entregado a través de una boquilla alrededor del electrodo, desplaza el aire ambiente —principalmente oxígeno y nitrógeno— que de otra manera podría reaccionar con el metal fundido, causando la porosidad, la hervitalidad y la oxidación.
Gases de Escudo Común usados en GMAW
Mientras que los gases puros se utilizan para metales específicos, muchas aplicaciones se benefician de mezclas que combinan las fortalezas de componentes individuales. A continuación se encuentran los gases de blindaje más comunes y sus características clave.
Dióxido de carbono (CO]2)
2 es el único gas reactivo ampliamente utilizado como un gas de blindaje puro en GMAW. Ofrece una penetración profunda y altas tasas de deposición, lo que lo hace económico para secciones de acero al carbono grueso. Sin embargo, CO puro2 produce un arco de onda más inestable en el modo de transferencia de pulverización y es propensa
Argon (Ar)
El gas desnivel es un gas inerte que proporciona un arco estable y liso con un espaciador mínimo. Es el gas primario para soldar metales no ferrosos como aluminio, cobre y titanio, y también se utiliza extensamente para acero inoxidable y aceros de carbono mezclados con gases activos.
Helio (He)
El helio, otro gas inerte, tiene mayor conductividad térmica y potencial de ionización que el argón. Esto conduce a un arco más amplio y más contundente con mayor entrada de calor, lo que hace ventajoso para soldar materiales gruesos y altamente conductivos como el aluminio y el cobre. El helio aumenta la velocidad de soldadura y la profundidad de penetración, pero es significativamente más caro que el argón y requiere mayores tasas de flujo 25% para mantener el mismo efecto de escubridor.
Gases mixtos (Argon‐CO2]
El gas blindaje más popular para el acero al carbono GMAW es una mezcla binaria de argón y dióxido de carbono. La mezcla combina la estabilidad del arco y la reducción de la salpicadura del argón con la penetración más profunda y el menor costo de CO2].
- 75% Ar / 25% CO2 [C25): Excelente mezcla de todo uso para el acero al carbono, ofreciendo una buena estabilidad del arco, un espatador mínimo y una granada de soldadura limpia. Adecuado para secciones delgadas a medias en todas las posiciones.
- 80% Ar / 20% CO2] (C20): Proporciona una penetración ligeramente más profunda que C25, manteniendo un arco relativamente estable. A menudo utilizado para placas más gruesas y tasas de deposición más altas.
- 90% Ar / 10% CO2 [C10): Principalmente utilizado para la transferencia de pulverización en acero al carbono, produciendo un charco de soldadura con excelente apariencia de cuentas. Requiere mayores niveles de corriente.
- 95% Ar / 5% CO]2] (C5): Para aplicaciones especiales que requieren una espatilla muy baja y un arco muy estable, como la soldadura robótica de acero delgado.
Las mezclas de tres componentes (por ejemplo, Ar + CO2] + O2] o Ar + He + CO2) también se utilizan en aplicaciones avanzadas para propiedades de soldadura finas para acero inoxidable y aleaciones de alta resistencia.
Aplicaciones y Gases Recomendados
El gas de blindaje óptimo varía significativamente con el material base, el espesor de las articulaciones, la posición de soldadura y las propiedades mecánicas deseadas. Las siguientes secciones ofrecen orientación para aplicaciones GMAW comunes.
Acero de carbono – Medidor de luz y materiales gruesos
Para las secciones de metal de hoja y otros delgados de acero al carbono (hasta 3 mm o 1⁄8 pulgadas), un 75% de Ar / 25% CO2] se recomienda ampliamente la mezcla. Proporciona un arco estable en las corrientes bajas, minimiza el encendido y produce una mezcla mínima. Para incluso soldaduras limpias, algunos operadores utilizan un 90% de mezcla Ar / 10% CO[LT]
Acero de carbono – Acero pesado y estructural
[LT2] El cable de la mezcla de la mezcla de los cables más altos es un reductor de la mezcla de los cables más altos, con el que se puede obtener un mayor rendimiento de los cables de la mezcla de los cables de la presión y el equipo pesado.
Acero inoxidable
Soldadura de acero inoxidable requiere gases de blindaje que preserven la resistencia a la corrosión y evite la precipitación del carburo.
- 98% Ar / 2% CO2 o 98% Ar / 2% O2 ]: Estas mezclas proporcionan una buena estabilidad arc, un líquido de puddle mínimo y una superficie limpia de soldadura con un pequeño
- Tri-mix (90% He, 7.5% Ar, 2.5% CO]2]): Se utiliza para secciones más gruesas y soldaduras fuera de lugar, ofreciendo mayor entrada de calor y mejor fusión. El contenido de helio aumenta la velocidad de viaje y la penetración.
- El argón puro rara vez se utiliza para el acero inoxidable porque tiende a causar un arco errático y una mala moja; una pequeña adición reactiva casi siempre es preferida.
Aluminio y otros metales no ferrosos
El gas de cobre más común es el gas de alta resistencia, pero la mezcla de calor es muy alta, y el gas de alta resistencia es muy alto.
Aleaciones de cobre y cobre
El cobre soldando y sus aleaciones (por ejemplo, latón, bronce) a menudo requiere una alta entrada de calor debido a la alta conductividad térmica del cobre. El argón puro funciona bien para secciones delgadas, pero las partes más pesadas se benefician típicamente de las mezclas de argon-helium (por ejemplo, 50% He / 50% Ar) para precalentar el metal base y mejorar la penetración.
Factores a considerar al elegir un gas de blindado
La selección del gas blindado adecuado no es una decisión única. Los Welders deben evaluar varios factores clave para que coincida con el gas a la aplicación.
Tipo de material y composición
Los metales diferentes tienen diferentes reacciones y propiedades térmicas. El acero al carbono puede tolerar CO2 o mezcla con hasta 25% CO2, mientras que el acero inoxidable sólo requiere trazas de oxidantes excesivos. El aluminio y el magnesio necesitan gases completamente inertes (argon o argon-helium reducidas).
Material
Los materiales gruesos (menos de 3 mm) se benefician de mezclas ricas en argón que producen un arco menos penetrante y más concentrado, reduciendo el riesgo de quemadura. Los materiales gruesos requieren más entrada de calor, favoreciendo mezclas ricas en helio o CO superior]2] porcentajes para aumentar las tasas de penetración y deposición.
Posición de soldadura
La soldadura de la posición externa (vertical, overhead) exige un charco de soldadura de liberación rápida. CO2] y CO2] Las mezclas ricas promueven un charco más frío y más controlable en modo de transferencia de líquidos, haciendo que sean adecuadas para la mezcla estructural de acero.
Modo de transferencia
La elección del gas blindado está íntimamente ligada al modo de transferencia de soldadura. Para la transferencia de cortocircuito, común en el trabajo de diminuto y fuera de posición, CO2 o mezcla con hasta un 25% de CO2 son típicas.
Costo y disponibilidad
El costo del gas puede ser un factor significativo, especialmente en la producción de alto volumen. CO2 es el gas de blindaje más barato y está ampliamente disponible. El argón es más caro pero esencial para muchas aplicaciones. El helio es el más costoso, y su volatilidad de precios puede afectar los presupuestos operativos. Los gases mixtos cuestan más que los componentes puros, pero a menudo reducen los costos generales de soldadura mejorando la productividad, reduciendo el tiempo de retrabajo.
Pureza del gas y tasa de flujo
Las impurezas en el blindaje de gas, como humedad, oxígeno o hidrocarburos, pueden causar porosidad, grieta de hidrógeno y propiedades mecánicas deficientes. Para soldaduras críticas, especialmente en aluminio y acero inoxidable, use gases con un punto de rocío debajo –60°F (–51°C). Las tasas de flujo de flujo suelen oscilar entre 10 y 30 pies cúbicos por hora (CFH), dependiendo del tamaño de la boquilla, distancia de la pieza de la pieza de trabajo, y los sistemas de suministro de rutina de la tuberías.
Consideraciones avanzadas y tendencias emergentes
Gas Flow Dynamics y diseño de boquilla
El gas blindado debe cubrir la zona de soldadura. Tipo de boquilla, tamaño, distancia de desmontaje y ángulo de bore afecta a la cobertura de gas. Boquillas más largas mejoran la cobertura pero pueden limitar la visibilidad. Lentes de gas (una malla fina en la salida de la boquilla) pueden crear un flujo más laminar, permitiendo distancias más largas y una mejor protección en condiciones de viento.
Environmental and Safety Considerations
GMAW produce fume de soldadura, cuya composición puede ser influenciada por el blindaje de gas. Por ejemplo, CO2] gases basados en gases generan niveles más altos de partículas aerotransportadas en comparación con mezclas ricas en argón. Los empleadores deben asegurar una ventilación adecuada y extracción de humo por guías OSHA.
Normas de la industria y recomendaciones del fabricante
Los fabricantes de equipos de soldadura y proveedores de gas publican extensas gráficas y directrices para la selección de gas basada en grados de alambre específicos y configuraciones conjuntas. La especificación AWS A5.32 / A5.32M clasifica gases blindados para soldadura de arco, y organizaciones como la Sociedad Americana de Soldadura (]]aws.org]) ofrecen recursos de entrenamiento.
Conclusión
La selección de gas de alta calidad, la mejora de la calidad del gas, la mejora de la calidad del gas, la mejora de la calidad del gas y la mejora de la calidad del gas, la mejora de la calidad del gas y la mejora de la calidad del gas.