Koruyucu gazlar inert veya yarı-inert gazlarbirçok kaynak işleminde yaygın olarak kullanılanlar, özellikle degaz metal ark kaynağıVegaz tungsten ark kaynağı(GMAW ve GTAW, daha popüler olarak sırasıyla MIG ve TIG olarak bilinir). Amaçları kaynak alanını korumaktır.oksijen, Vesu buharıKaynak yapılan malzemelere bağlı olarak, bu atmosferik gazlar kaynak kalitesini düşürebilir veya kaynak işlemini daha zor hale getirebilir. Diğer ark kaynak işlemleri de kaynağı atmosferden korumak için başka yöntemler kullanır –korumalı metal ark kaynağıörneğin, birelektrotbir örtüyle kaplıakıtüketildiğinde karbondioksit üreten, çelik kaynaklamada kabul edilebilir bir koruyucu gaz olan yarı-inert bir gazdır.
Kaynak gazının yanlış seçilmesi gözenekli ve zayıf bir kaynağa veya aşırı sıçramaya yol açabilir; ikincisi, kaynağın kendisini etkilemese de, dağılmış damlaları gidermek için gereken iş gücü nedeniyle üretkenlik kaybına neden olur
Koruyucu gazların önemli özellikleri, termal iletkenlikleri ve ısı transfer özellikleri, havaya göre yoğunlukları ve iyonlaşmaya uğrama kolaylıklarıdır. Havadan daha ağır gazlar (örneğin argon) kaynağı örter ve havadan daha hafif gazlardan (örneğin helyum) daha düşük akış hızları gerektirir. Isı transferi, arkın etrafındaki kaynağı ısıtmak için önemlidir. İyonlaşabilirlik, arkın ne kadar kolay başladığını ve ne kadar yüksek voltaj gerektiğini etkiler. Koruyucu gazlar saf olarak veya iki veya üç gazın karışımı olarak kullanılabilir. Lazer kaynakta, koruyucu gazın ek bir rolü vardır, kaynak üzerinde bir plazma bulutu oluşmasını önler ve lazer enerjisinin önemli bir kısmını emer. Bu, CO2 lazerler için önemlidir; Nd:YAG lazerler bu tür plazmayı oluşturma eğilimi daha düşüktür. Helyum, yüksek iyonlaşma potansiyeli nedeniyle bu rolü en iyi şekilde oynar; gaz, iyonlaşmadan önce yüksek miktarda enerji emebilir.
Helyumhavadan daha hafiftir; daha büyük akış hızları gerekir. Erimiş metallerle reaksiyona girmeyen, inert bir gazdır.ısı iletkenliğiyüksektir. İyonize olması kolay değildir, arkı başlatmak için daha yüksek voltaj gerektirir. Daha yüksek iyonizasyon potansiyeli nedeniyle daha yüksek voltajda daha sıcak ark üretir, geniş ve derin boncuk sağlar; bu alüminyum, magnezyum ve bakır alaşımları için bir avantajdır. Genellikle başka gazlar da eklenir. %5-10 argon ve %2-5 karbondioksit eklenmiş helyum karışımları ("üçlü karışım") paslanmaz çelik kaynaklama için kullanılabilir. Ayrıca alüminyum ve diğer demir dışı metaller için, özellikle daha kalın kaynaklar için kullanılır. Argonla karşılaştırıldığında helyum daha enerjik ancak daha az kararlı ark sağlar. Helyum ve karbondioksit, 2. Dünya Savaşı'nın başlangıcından bu yana kullanılan ilk koruyucu gazlardı. Helyum, bir koruyucu gaz olaraklazer kaynakiçinkarbondioksit lazerleri. Helyum argondan daha pahalıdır ve daha yüksek akış hızları gerektirir, bu nedenle avantajlarına rağmen daha yüksek hacimli üretim için maliyet açısından etkili bir tercih olmayabilir. Saf helyum çelik için kullanılmaz, çünkü bu durumda düzensiz ark oluşturur ve sıçramayı teşvik eder.
Oksijendiğer gazlara ek olarak küçük miktarlarda kullanılır; tipik olarak argon'a %2-5 oranında eklenir. Ark kararlılığını artırır veyüzey gerilimierimiş metalin artmasıylaıslatmaKatı metalden. Hafif metallerin sprey transfer kaynağı için kullanılır.karbon çelikleri, düşük alaşımlıVepaslanmaz çelikler. Varlığı cüruf miktarını artırır. Argon-oksijen (Ar-O2) karışımları sıklıkla argon-karbondioksit karışımlarıyla değiştirilmektedir. Argon-karbondioksit-oksijen karışımları da kullanılmaktadır. Oksijen, kaynakta oksidasyona neden olur, bu nedenle alüminyum, magnezyum, bakır ve bazı egzotik metallerin kaynaklanması için uygun değildir. Artan oksijen, koruyucu gazın elektrodu oksitlemesine neden olur, bu da elektrot yeterli miktarda oksijen içermiyorsa tortuda gözenekliliğe yol açabilir.deoksidanlarAşırı oksijen, özellikle reçete edilmeyen bir uygulamada kullanıldığında, şunlara yol açabilir:kırılganlıkIsıdan etkilenen bölgede. Kaynakta düşük karbon içeriği gerektiği için argon-CO2 kullanılamayan ostenitik paslanmaz çelik için %1-2 oksijen içeren argon-oksijen karışımları kullanılır; kaynak sert bir oksit kaplamasına sahiptir ve temizlik gerektirebilir.
Hidrojennikel ve bazı paslanmaz çeliklerin, özellikle daha kalın parçaların kaynaklanmasında kullanılır. Erimiş metalin akışkanlığını iyileştirir ve yüzeyin temizliğini artırır. Ancak,hidrojen gevrekliğiBirçok alaşımın ve özellikle karbon çeliğinin bir parçasıdır, bu nedenle uygulaması genellikle sadece bazı paslanmaz çeliklerle sınırlıdır. Genellikle %10'un altındaki miktarlarda argona eklenir. Karbondioksitin oksitleyici etkilerini dengelemek için argon-karbondioksit karışımlarına eklenebilir. Eklenmesi arkı daraltır ve ark sıcaklığını artırarak daha iyi kaynak penetrasyonuna yol açar. Daha yüksek konsantrasyonlarda (%25'e kadar hidrojen), bakır gibi iletken malzemelerin kaynaklanmasında kullanılabilir. Ancak, gözenekliliğe ve hidrojen gevrekliğine neden olabileceği için çelik, alüminyum veya magnezyumda kullanılmamalıdır.
Nitrik oksitilave olarak üretimi azaltmaya yararozonAyrıca alüminyum ve yüksek alaşımlı paslanmaz çelik kaynaklarında arkın stabilize edilmesini sağlar.
Diğer gazlar özel uygulamalar için saf veya karışım katkı maddeleri olarak kullanılabilir; örneğinkükürt hekzaflorürveyadiklorodiflorometan.
Kükürt hekzaflorürAlüminyum kaynak işlemlerinde kaynak bölgesindeki hidrojeni bağlayarak kaynak gözenekliliğini azaltmak için koruyucu gaza eklenebilir.
Diklorodiflorometanargon ile alüminyum-lityum alaşımlarının eritilmesinde koruyucu atmosfer olarak kullanılabilir. Alüminyum kaynaktaki hidrojen içeriğini azaltarak, ilişkili gözenekliliği önler.
