Экранирующий газ представляет собой специально выбранный газ или смесь газов, используемых при сварке и изготовлении металлов для защиты расплавленного металла от загрязнения атмосферными газами. Его основная роль - создать «защитный барьер» вокруг зоны сварки, предотвращая взаимодействие кислорода, азота, водорода и влаги с горячим реактивным металлом. Эта защита имеет решающее значение для создания сильных, чистых и дефектных - свободных сварных швов - Без него атмосферные газы могут вызвать пористость, хрупкость или слабое слияние в суставе. Экранирующие газы инертны или полу - инертными, что означает, что они не реагируют с расплавленным металлом, позволяя ему остыть и закрепить в прочную связь.
Основные функции экранирующего газа
Экранирующие газы выполняют три важные роли в сварке, все они сосредоточены на сохранении целостности сварного шва:
1. Предотвращает загрязнение атмосферы
Когда металл нагревается до точки плавления (часто более 2500 градусов по F в сварке), он становится высоко реактивным. Воздействие атмосферных газов приводит к необратимому повреждению:
Кислород реагирует с расплавленным металлом с образованием оксидов (например, оксид железа в стали или оксиде алюминия в алюминии), которые являются хрупкими и ослабляют сварку. Эти оксиды могут создавать трещины или «холодные круги» (неисправленные участки), которые терпят неудачу при стрессе.
Азот растворяется в расплавленном металле и образует твердые, хрупкие нитриды, когда он охлаждается. Это делает сварной сварной сварной площадкой, особенно в высоком - напряженных приложениях, таких как конструкционная сталь.
Водород (от влаги в воздухе или на металлической поверхности) попадается в затвердевший сварной шерсти в виде крошечных пузырьков, называемых пористостью. Пористость уменьшает прочность сварного шва, создавая зазоры в металле.
Экранирующий газ вытесняет эти газы из зоны сварного шва, создавая чистую среду, где расплавленный металл может сливаться, не реагируя с загрязняющими веществами.
2. Стабилизирует сварку
В процессах сварки дуговой сварки (например, MIG, TIG или плазменная дуговая сварка), электрическая дуга, которая плавит металл, опирается на стабильную среду, чтобы поддерживать постоянную тепловую производительность. Экранирующие газы помогают стабилизировать эту дугу:
Снижение турбулентности в дуге, которая предотвращает распыление или колебания тепла.
Управление «формой» дуги и распределения энергии. Например, некоторые газы (например, аргон) производят «более мягкую» дугу с гладким тепловым потоком, в то время как другие (например, гелий) создают более горячую, более сфокусированную дугу.
Обеспечение того, чтобы дуга эффективно переносит нагрев в основной металл и материал наполнителя, избегая неравномерного плавления, которое может ослабить сварку.
Стабильная дуга, обеспечиваемая экранирующей газом, обеспечивает расплавленную металлическую бассейн равномерно формируется и правильно сливается с основным металлом.
3. Влияет свойства сварного шеста
Экранирующие газы также влияют на то, как протекает и затвердевает расплавленные металлы, формируя внешний вид, проникновение и механические свойства сварной шерсти. Это позволяет сварщикам адаптировать сварку к конкретным потребностям:
Форма бусин: газы, такие как аргон, способствуют широкому плоскому бусинку с гладкими краями, идеально подходящими для видимых сварных швов (например, автомобильные панели). Газы с углекислым газом (CO₂) создают более узкие, более проникающие шарики, лучше для толстой конструкционной стали.
Глубина проникновения: газы, такие как гелий или Co₂, увеличивают нагрев дуги, что позволяет сварку проникать глубже в толстый металл. Аргорон с более низкой тепловой выходом лучше для тонких металлов, чтобы избежать сжигания - до.
Уменьшение брызги: инертные газы, такие как аргон, минимизируют Spatter (капли расплавленного металла, которые прилипают к основному металлу), уменьшая пост - очистка сварного шва. Реактивные газы, такие как Pure Co₂, могут привести к большему количеству брызг, но предлагают другие преимущества, такие как более глубокое проникновение.
Общие типы защитных газов
Экранирующие газы классифицируются по их химическим свойствам и выбираются на основе процесса сварки, основного металла и желаемых характеристик сварного шва. Больше всегоОбщие типы включают:
1. Инертные газы
Инертные газы не реагируют с расплавленным металлом, что делает их идеальными для чувствительных металлов, которые легко окисляются. Основные инертные защитные газы:
Аргон (AR): наиболее широко используемый экранирующий газ. Он плотный, простой в управлении и производит стабильную дугу. Аргон необходим для сварки алюминия (предотвращает образование оксида), нержавеющую сталь и медь. Он часто смешивается с другими газами, чтобы усилить проникновение.
Гелий (он): более легкий, менее плотный инертный газ, который производит более горячую дугу, чем аргон. Он используется для сварки толстого алюминия или меди (которые быстро проводят нагревание) и часто смешивают с аргоном, чтобы сбалансировать тепло и экранирование.
2. Реактивные газы
Реактивные газы (или «активные» газы) могут слегка взаимодействовать с расплавленным металлом, но все еще безопасны для сварки. Они обычно используются в смесях с инертными газами для повышения производительности дуги или проникновения:
Углекислый газ (Co₂): реактивный газ, который увеличивает тепло и проникновение дуги. Он редко используется отдельно (так как он может вызвать Spatter), но является ключевой добавкой в миксах для стальной сварки (например, 75% argon + 25% co₂).
Кислород (O₂): используется в небольших количествах (1–5%) в миксах для сварки из нержавеющей стали. Он стабилизирует дугу и улучшает форму шариков, не вызывая чрезмерного окисления.
3. Смешанные газы
Большинство сварочных приложений используют газовые смеси, чтобы сбалансировать преимущества различных газов. Общие миксы включают:
75% argon + 25% co₂: сварка «Рабочая лошадка» для сварки мягкой стали. Он сочетает в себе стабильность аргона с проникновением Co₂, производя сильные, чистые сварные швы.
90% argon + 10% co₂: используется для нержавеющей стали и высокого - качественных стальных сварных швов. Он уменьшает Spatter по сравнению с смесями 75/25, сохраняя коррозионную стойкость в нержавеющей стали.
Argon + Helium (например, 75% Ar + 25% He): идеально подходит для толстого алюминия. Гелий добавляет тепло для более глубокого проникновения, в то время как аргон обеспечивает хорошее экранирование.
Экранирование газа в разных процессах сварки
Экранирующие газы используются в нескольких процессах сварки, каждый с конкретными требованиями:
Сварка MIG: полагается на экранирующий газ (или ядро потока, в качестве альтернативы) для защиты непрерывного подачи проводов и бассейна сварного шва. Общие газы включают аргон - смеси Co₂ (для стали) и чистый аргон (для алюминия).
TIG Welding: использует экранирующий газ для защиты не - Расходных вольфрамовых электродов и пула сварного шва. Чистый аргон является стандартным для алюминия и стали; Argon - гелиевые смеси используются для толстых металлов.
Плазменная дуговая сварка: аналогично TIG, она использует инертные газы (аргон или аргон - смеси водорода) для защиты дуги плазмы и расплавленного металла.
Flux - Сварка с закреплением: немного потока - Процессы CER -Cored Используйте экранирующий газ (газ - Экранированный ядро потока) для усиления защиты, хотя и Self - Экранированный ядро потока полагается на поток.
Напротив, такие процессы, как сварка палки (smaw) или oxy - топливные резки, не используют защитный газ - Сталочка, использует поток для защиты сварного шва, в то время как Oxy - топливо опирается на химические реакции для тепла, а не стабильности дуги.
Как доставляется и контролируется защитный газ
Экранирующий газ хранится в высоких цилиндрах давления и доставляется в сварку через регулируемую систему:
Цилиндры: газы хранятся в виде сжатого газа (аргона, Co₂) или жидкости (Co₂, которые испаряются при выпуске). Цилиндры бывают разных размеров, от небольших 20 - Cubic - Танков для ног (для любителей) до больших танков с 300 кубическими футами (для промышленного использования).
Регулятор: устройство, которое уменьшает высокое давление цилиндра до безопасной, используемой скорости потока (измерено в кубических футах в час, CFH). Регуляторы обеспечивают последовательный поток газа, который имеет решающее значение для поддержания стабильного щита.
Счетчик потока: прикрепленный к регулятору, он отображает скорость потока газа (обычно 10–30 CFH для большинства сварки). Слишком низкий поток оставляет сварного шва незащищенного; Слишком высокий газ и может вызвать турбулентность.
Шланг и сопло: газ проходит через шланг до сварочного пистолета, где сопло направляет его вокруг дуги и бассейна, образуя защитный щит.
Почему защитный газ необходим для современной сварки
Без экранирования газа, достижение высокого - качественных сварных швов в большинстве металлов было почти невозможно. Атмосферное загрязнение сделает сварные швы слабыми, пористыми или хрупкими - непригодными для структурного, автомобильного или промышленного использования. Экранирующий газ позволяет:
Последовательные, повторяемые сварные швы: критические для производства, где каждая часть должна соответствовать стандартам безопасности.
Сварка чувствительных металлов: алюминий, нержавеющая сталь и медь окисляют или коррели без защиты от инертного газа.
Эффективность: уменьшая дефекты и разбрызгивание, экранирование газа сокращается при переделке и времени очистки.
Заключение
Экранирующий газ - это защитный газ или смесь, которая защищает расплавленный металл во время сварки, стабилизирует дугу и формирует свойства сварки. Это предотвращает загрязнение атмосферы, обеспечивает сильное слияние и позволяет сварщикам адаптировать форму и проникновение в их потребности. От инертных газов, таких как аргон (для алюминия) до реактивных смесей с Co₂ (для стали), экранирующие газы необходимы для получения высокого качественного сварного шва в современном изготовлении. Будь то домашний мастерскую или промышленную установку, правый экранирующий газ является ключом к достижению сильных, чистых и надежных суставов.
