הגנה על הרכב גז היא אחד המשתנים המשפיעים ביותר ב- Gas Metal Arc Welding (GMAW) הגז הלא נכון - או תערובת מאוזנת לא נכונה - יכול להוביל לנפיחות, פרופיל יתר, פרופיל גבוה, רע, וחלשים. .conversely, גז מגונן שנבחר היטב משפר את יציבות, העברת תכונות מתכת, ובסופו של דבר איכות אנולד זה חוקר איך כל רכיב מספק את ההנחיות המעשיות עבור המוצר הטוב ביותר עבור ההגנה הטובה ביותר עבור המוצר שלך.

תפקיד ה-Seling Gas ב-GMAW

במהלך GMAW, קשת חשמלית ממיסת את חוט הממלאים ואת מתכת הבסיס, להרכיב מאגר מלוטש מרומם. גזים אטמוספריים - אוקסגן, חנקן, וחוסמת מים - יכול במהירות לחדור את הבריכה הזאת, גרימת פגמים כגון porosity (מ מימן או חנקן לכוד), הכללות חד-חמצני, ואובדן של דוקטריות.

גז המגן משפיע גם על מוליכות חשמלית, העברה תרמית ולחץ קשת.

  • יציבות ושחיתות
  • מצב העברת מתכת (קיצור-circuit, globular, תרסיס או ריסוס הדופק)
  • Weld Bead shape and חדירת פרופיל
  • דור ספאטר
  • רמות פליטה
  • תכונות מכניות של המתכת הנשגבת

מגן גזים ונכסים

גזי מגן מסווגים כאירט (ללא תגובה כימית עם בריכת השכבות) או פעיל (פעולה עם המתכת מלוטנית כדי לשנות את התנהגות קשת) הגזים הנפוצים ביותר ואת המאפיינים העיקריים שלהם מתוארים להלן.

ארגואן (Ar)

ארגון הוא גז כבד, אינרטי עם פוטנציאל ionization נמוך.הוא מייצר קשת יציבה וממוקדת כי הוא אידיאלי להעברת ריסוס. ארגון הוא הבחירה העיקרית עבור נביחת מתכות לא מעוררות כגון אלומיניום, נחושת, מגנזיום, טיטניום.זה יוצר פרופיל עמוק, צר, מקדם טובט, וממזער ספאר, חסר גרוטן טהור לעתים קרובות עבור חומרים מסוכנים, כיפורים על גבי פלדה, אשר יכול להיות חומרים מסוכנים.

פחמן די-חמצני (CO2)

CO2 הוא גז פעיל שמתפזר בחום קשת, שחרור חמצן ופחמן פחמן חד תחמוצת. תגובה זו חמצון מגבירה את העברת החום למתכת הבסיס, ומייצר חדירה עמוקה ושפל רחב יותר של שומן. CO2 הוא גז המגן הכלכלי ביותר.אבל זה גם מגביר את ספאט, יוצר משטח מחוספס יותר, ויכול לקדם חמצון מתכתי אם לא נשלט כראוי על ידי פחמן דו-חמצני הוא בדרך כלל על פני השטח.

היילאם (He)

Helium הוא גז אינרטי עם מוליכות תרמית גבוהה ופוטנציאל של ionization גבוה יותר מאשר argon. זה מספק יותר חום לתוך ה Weld, ומאפשר מהירויות נסיעה מהירות יותר וחדירה גבוהה יותר על חלקים עבה. Helium תערובת משמשים לעתים קרובות עבור Welding נחושת, אלומיניום סגסוגת ליתיום סגסוגת, ופלדה אל-חלד כאשר עלייה של חום הוא צורך.

חמצן (O2) ותוספות פעילות אחרות

כמויות קטנות של חמצן (בדרך כלל 1–5%) מווספות לעתים לדלקת או argon-CO2 תערובת.חמצן מייצב את הקשת על חומרים מפרשים, משפר את רטוב, ויכול לעזור לייצר bead חלק יותר.עם זאת, עודף חמצן יכול לגרום חמצון מופרז, אובדן של אלמנטים מסגסוגת, וצמצום קשיחות.

כיצד אספקת גז משפיעה על איכות המפתח

מצב ה-Modert and Metal Transfer Mode

גזים אינרט כמו argon ו helium לתמוך קשתות יציבות ומאפשרים העברת תרסיס, שבו טיפות קנס צפויות צפויות לעבר הבריכה Weld. גזים פעילים כגון CO2 נוטים לקדם העברה גלוברית בזרמים נמוכים וקצר-circuit העברה במהירויות גבוהות יותר של הזנה חוט.מצב העברת המתכת משפיע באופן דרמטי על רמות ספאטר, היתוך, ומפעילה.

פרופיל

אגון טהור יוצר דפוס חדירה עמוק דמוי אצבע. לעומת זאת, CO2 מייצר חדירה רחבה יותר בצורת קערה.בולטות מאפשר לנרוור להתאים את הפרופיל: אגנון גבוה מניב חדירה עמוקה יותר; CO2 מרחיב את הדבורה.זה הופך קריטי כאשר אנו מתרבים צלחות עבות שבו אין היתוך בצד יש להימנע.

ספאטר וניקוי נקי

ספאטר הוא תוצאה ישירה של אי יציבות קשת והעברת מתכת אלימה. CO2 נוטה לייצר יותר ספאר כי התגובה הדיוציאציה יוצרת קשת מחלחלת. תערובת אגנון גבוהה יותר להפחית ספאר, לחסוך זמן בניקוי לאחר מגבת ולהפחית את הסיכון של דבקות ספאטרת על פני השטח שמסביב.

Weld Bead Showance

עבור עשבים חשופים שבו חומר אסתטיקה - כגון מתכת ארכיטקטונית - גז עם תוכן ארגונון גבוה יותר מייצר חרוזים חלקה, בהיר עם תחמוצות מינימליות. CO2 עשיר תערובת מניב משטח כהה, גס יותר.

תכונות מכניות

גז המגן יכול להשפיע על ההרכב הכימי של המתכת הנולדת.גזים פעילים מוסיפים חמצן או פחמן, אשר יכול להגדיל מעט כוח אבל להפחית את הקשידות ואת הפשטות. עבור יישומים קריטיים הדורשים עמידות השפעה גבוהה (למשל, כלי לחץ), תערובת argon-CO2 עם תוכן CO2 נמוך או תערובת argon-oxygen המועדפת על CO2 טהור.

דור פום ובטיחות המפעילה

גזים כמו CO2 להגדיל את הדור כי הם לקדם חמצון וחוסמת של אלמנטים סגסוגת. Helium-argon תערובת נוטים לייצר פחות מום.

Common Shielding Gas Mixtures and their Applications

Argon-CO2 בלנדרים (C-Series)

אלה הם הגזים הנפוצים ביותר עבור פחמן פלדה GMAW. Common יחס כוללים:

  • (FLT:075% Ar + 25% CO2 (C25)03IRLT:1) - תקן עבור ייצור כללי, המציע חדירה טובה וספא מתון. עובד טוב עם העברה קצרה ו הדופק.
  • (FLT:090% Ar + 10% CO2 (C10) - ספאר נמוך יותר מ- C25, מראה טוב יותר, ועדיין חדירה טובה עבור יישומים רבים של פלדה פחמן.
  • (FLT:0)95% Ar + 5% CO2 (C5), המשמש להעברת תרסיס על פלדה מד דק, מתן אסתטיקה מינימלית ומצוין.

Argon-Oxygen בלדות (O-Series)

אחוז קטן של חמצן (1–5%) מוסיפים לארגון על פלדה של אל-חלד.החמצן מייצב את הקשת, משפר את הרטוב, ומסייע לייצר תערובת מוארת, שטוחה.פופולרית כוללת 98% +2 (A-2) ו- 99% Ar + 1% O2 (A-1) צריך להיות מוגבל ל-5% מקסימום כדי להימנע מחמצן מופרז.

Argon-Helium בלנדרים (H-Series)

ביצות כגון 75% He + 25% Ar או 50% הוא + 50% Ar משמשים כאשר קלט חום גבוה ומהירויות נסיעה מהירות יותר נדרשים - לדוגמה, על לוחיות נחושת עבות או אלומיניום. הליום גם עוזר להימנע פורוזיות במכות תגובתיות. כי הליום הוא קל יותר מאשר אוויר, שיעורי זרימה גבוהים יותר עשויים להיות נדרשים עבור מגן יעיל.

משולש Mixtures (Ar + He + CO2)

אלה הם במיוחד עבור ביצועים גבוהים של פלדה אל-חלד, ⁇ דופלקס, וחומרים תובעניים אחרים.דוגמה היא 90% הוא + 8% Ar + 2% CO2. השילוב מספק יציבות קשת מעולה, חדירה עמוקה, ורטט טוב ללא חמצון מופרז.

בחירת גז מגן חומרים נפוצים

פלדה ושפל - Alloy Steel

הבחירה הסטנדרטית היא תערובת Argon-CO2. עבור גיליון דק ועבודות רגישות למראה, 90/10 או 95/5 Ar/CO2 עובד טוב. עבור חלקים עבים יותר וגליון כבד, 75/25 Ar/CO2 הוא עלות יעילה ואמינה. .CO2 טהור בשימוש לעתים רחוקות היום בגלל ספאטר גבוה אבל יכול להיות מקובל על פלדה קצר-circuit מגובה לא קריטי.

פלדה ללא ספק (Austenitic, Ferritic, דו-חמצני)

פלדה של אלד דורש גז מופחת או מעט חמצון למנוע איסוף פחמן וכדי לייצב את קשת. ארגון עם 1–2% חמצן נפוץ להעברת תרסיס.עבור קיצור או דופק השקוע על גיליון דק, 90% הוא + 7.5% Ar + 2.5% CO2 (או שילוב משולש דומה) מספק עמידות רטובה וקורוזית מעולה.

אלומיניום ואלומיניום Alloys

אגון טהור הוא הגז המגן העיקרי לאלומיניום.זה מספק קשת יציבה ופעולה ניקוי טובה. עבור חלקים עבה יותר, תערובת argon-hlium (למשל, 50 /50) יכול להגדיל את קלט החום להפחית את הנפיחות הנגרמת על ידי ייצוב מהיר. helium גם עוזר כאשר אנו מתמזגים במיקומים הדורשים מהירויות גבוהות יותר של נסיעות.

קופר וקופר Alloys

ארגון אופייני לניחושת דקת, אבל הליום או תערובת של אריגון-הליום מומלץ עבור נחושת עבה יותר בגלל מוליכות תרמית גבוהה של נחושת.לדוגמה, 75% הוא + 25% ערב מספק את החום הדרוש כדי למזג כראוי חלקים עבים ללא חימום יתר.

ניקל אלוי (Nel Alloys) ו-Titanium

חומרים אלה reactive דורשים מאוד טהור אינרציה מגן - בדרך כלל 100% argon או argon-halium ערבוב עם תוכן גז נמוך או אפס פעיל. אפילו כמויות קטנות של חמצן או חנקן יכול לגרום לחיסול. back purging עם argon הוא גם נפוץ עבור טיטניום.

שיקולים מעשיים עבור בחירת גז ושימוש

שערי זרימה

קצב זרימת גז חסום נקבע בדרך כלל בין 15 ל -30 CFH (כפות רגליים כואבות לשעה) גזי כבד כמו אקרגון דורשים זרימה נמוכה יותר; גזים קלים יותר כמו הליום עשויים לדרוש 30-50 CFH. גבוה מדי זרימה יכול ליצור זעזועים שמושך באוויר; נמוך מדי זרימה משאירה את הדימום ללא הגנה.

גז פורה

Moisture ו contaminants בגז הם מקורות עיקריים של נקבוביות. תמיד להשתמש גזים מדרגות עם נקודות דהוי נמוך.עבור מתכות תגובתיות כמו טיטניום, אפילו זיהומים לדקה יכולים לגרום לפירוק ותמצית.בדוק את הסמכה של ספק הגז ואת סירילינדרים בחנות במיקום יבש, זקוף.

ניתוח עלויות

בעוד CO2 טהור זול, ניקוי ספאר נוסף ועבודות עבודה פוטנציאליות לעתים קרובות עולה על החיסכון. ארגון-CO2 תערובת עולה יותר לכלינדר אבל יכול להפחית את העלות הכוללת על ידי הגדלת שיעורי המחיקה וצמצום שחיקה לאחר מגבת. Helium הוא יקר ושמור הטוב ביותר עבור יישומים שבהם תכונות תרמי הייחודי שלה נדרשים.

תנוחת גיל ו-Cyvalness

חומרים תקליים בדרך כלל נהנים מקלט חום גבוה יותר - ניצול הליום או תוכן CO2 גבוה יותר. Vertical ו overhead welding בדרך כלל דורש העברה קצר-circuit, אשר עובד היטב עם תערובת argon-CO2 המכיל 15-25% CO2. עבור מחוץ להנחה, קלט חום נמוך יותר ומאפיינים מהירים יותר הם רצויים.

תקנים ופרטים

האגודה האמריקאית לרפואת נשק (AWS) מפרסם הנחיות לשמירת בחירת גז, כגון AWS A5.32 ו- GMAW Handbook. יצרנים רבים של מתכת מלא מספקים גם המלצות גז ספציפיות עבור חוטים שלהם.התייעצות עם המשאבים האלה מבטיחה תאימות אופטימלית.

טעויות נפוצות ופתרון בעיות

  • (FLT:0)PorosityFLT:1 - לעתים קרובות נגרמת על ידי לחות בגז, קצב זרימה נמוך, או זיהום על מתכת הבסיס. Switch לגז נמוך יותר של נקודות או להגדיל את זמן זרימה מראש.
  • (FLT:0) אי עקבי קשת 1 (FLT) - מאי מצביעים על הרכב גז לא נכון עבור חוט או מרחק לא תקין.עבור פלדה פחמן, מעבר מאגון טהור לשילוב של 90/10/CO2 בדרך כלל פותר את הבעיה.
  • (FLT:0)Excessive ספאerFLT:1 - צמצום תוכן CO2, לעבור למצב העברת הדופק-Spray, או להגדיל את המתח מעט.
  • (FLT:0) פונווט או מתחת לתחתון 1 (הוסיף אחוז קטן של חמצן או CO2 ל-Argon. for נירוסטה, 98% + 2% תערובת O2 משפר את רטוב באופן דרמטי.
  • (ב) ⁇ :0) שחור על הדבורה 1 (ברבים מחמצן או לחות יותר מדי.בדוק טוהר גז ולבחון תערובת של אורגון-ליום למגן טוב יותר.

מסקנה

הגנה על הרכב גז אינה תכונה בגודל אחד - כל בחירה. זה חייב להיות תואם חומר הבסיס, חוט מלא, מצב העברה, תכונות מולד הרצויה. על ידי הבנת איך argon, CO2, helium, ותוספות פעילות קטנות להשפיע על התנהגות קשת, חדירה, ספאטר, ומאפיינים מכניים, welders ומהנדסים יכולים לייעל את האיכות והיעילות של גז הנכון - אבל באמצעות זרם אחד של פחמן / עם רמת דיוק יעילה ביותר של פחמן / עם רמת דיוק של פחמן / עם תכונות מכנית יעילה ביותר של פחמן או יעילה ביותר של פחמן.

לקריאה נוספת, מתייחס לסטנדרט ה-FLT:0AWS A5.32 למגן גזים ראטמאלף 1 והתייעצות עם FLT:2Miller Electric's מקיפה של בחירת גז כולל של 3 עבור המלצות ספציפיות ליישום.