Koruyucu bir gaz, erimiş metali atmosferik gazlarla kontaminasyondan korumak için kaynak ve metal üretiminde kullanılan özel olarak seçilmiş bir gaz veya gaz karışımıdır. Birincil rolü, kaynak bölgesi çevresinde bir "koruyucu bariyer" oluşturmak, oksijen, azot, hidrojen ve nemin sıcak, reaktif metal ile etkileşime girmesini önlemektir. Bu koruma, - ücretsiz kaynaklar - kusurları üretme için kritiktir, atmosferik gazlar eklemde gözeneklilik, kırılganlık veya zayıf füzyona neden olur. Koruyucu gazlar inert veya yarı - inerttir, yani erimiş metalle reaksiyona girmezler, bu da güçlü bir bağa soğumasını ve katılaşmasına izin verir.
Bir koruyucu gazın çekirdek fonksiyonları
Koruyucu gazlar, hepsi kaynağın bütünlüğünü korumaya odaklanan kaynakta üç temel rol yapar:
1. Atmosferik kontaminasyonu önler
Metal erime noktasına ısıtıldığında (genellikle kaynakta 2.500 derece F'nin üzerinde F), oldukça reaktif hale gelir. Atmosferik gazlara maruz kalmak geri dönüşü olmayan hasara neden olur:
Oksijen, oksitler (örn., Çelikte demir oksit veya alüminyumda alüminyum oksit) oluşturmak için reaksiyona girer, bu da kırılgan ve kaynağı zayıflatır. Bu oksitler, stres altında başarısız olan çatlaklar veya "soğuk turlar" (imtiyazsız alanlar) oluşturabilir.
Azot erimiş metale dönüşür ve soğudukça sert, kırılgan nitrürler oluşturur. Bu, kaynağı, özellikle yapısal çelik gibi yüksek - stres uygulamalarında çatlamaya eğilimli hale getirir.
Hidrojen (havadaki veya metal yüzeydeki nemden), sağlamlaştırıcı kaynağa gözeneklilik olarak adlandırılan küçük kabarcıklar olarak sıkışır. Gözeneklilik, metalde boşluklar oluşturarak kaynağın gücünü azaltır.
Kaldırma gazı, bu gazları kaynak bölgesinden yerinden eder ve erimiş metalin kirleticilerle reaksiyona girmeden kaynaşabileceği temiz bir ortam oluşturur.
2. Kaynak yayını stabilize eder
Arc kaynak işlemlerinde (MIG, TIG veya plazma ark kaynağı gibi), metali eriten elektrik arkı tutarlı ısı çıkışını korumak için sabit bir ortama dayanır. Koruyucu gazlar bu arkı dengelemeye yardımcı olur:
ARC'deki türbülansı azaltmak, bu da püskürtmeyi veya ısıdaki dalgalanmaları önler.
Arkın "şekli" ve enerji dağılımını kontrol etmek. Örneğin, bazı gazlar (argon gibi) pürüzsüz ısı akışına sahip "daha yumuşak" bir ark üretirken, diğerleri (helyum gibi) daha sıcak, daha odaklanmış bir ark oluşturur.
Arkın, ısıyı temel metal ve dolgu malzemesine verimli bir şekilde aktararak, kaynağı zayıflatabilecek düzensiz eritmeyi önlemek.
Gazı koruyarak etkinleştirilen sabit bir ark, erimiş metal havuzun eşit olarak oluşmasını sağlar ve ana metalle düzgün bir şekilde kaynaşır.
3. Kaynak boncuk özelliklerini etkiler
Koruyucu gazlar aynı zamanda erimiş metal akışlarının ve katılaşma şeklini etkiler, kaynak boncuğunun görünümünü, penetrasyonunu ve mekanik özelliklerini şekillendirir. Bu, kaynakçıların kaynağı belirli ihtiyaçlara göre uyarlamasını sağlar:
Boncuk şekli: Argon gibi gazlar, görünür kaynaklar (örn. Otomotiv panelleri) için ideal olan pürüzsüz kenarlara sahip geniş, düz bir boncuktur. Karbondioksitli gazlar (CO₂), kalın yapısal çelik için daha iyi, daha dar, daha nüfuz eden boncuklar yaratır.
Penetrasyon derinliği: Helyum veya CO₂ gibi gazlar ark ısısını arttırır ve kaynağın kalın metale daha derin nüfuz etmesini sağlar. Daha düşük ısı çıkışına sahip argon, ince metallerin yanma - ila önlemek için daha iyidir.
Spatter Azaltma: Argon gibi inert gazlar sıçramayı en aza indirir (ana metale yapışan erimiş metal damlacıklar), - kaynak temizleme direğini azaltır. Pure Co₂ gibi reaktif gazlar daha fazla sıçramaya neden olabilir, ancak daha derin penetrasyon gibi başka faydalar sağlar.
Ortak kalkan gaz türleri
Koruyucu gazlar kimyasal özellikleri tarafından kategorize edilir ve kaynak işlemine, baz metaline ve istenen kaynak özelliklerine göre seçilir. En çokOrtak türler şunları içerir:
1. inert gazlar
İnert gazlar erimiş metal ile reaksiyona girmez, bu da onları kolayca oksitleyen hassas metaller için idealdir. Birincil inert ekranlama gazları şunlardır:
Argon (AR): En yaygın kullanılan koruma gazı. Yoğun, kontrol edilmesi kolaydır ve kararlı bir ark üretir. Argon, alüminyum (oksit oluşumunu önler), paslanmaz çelik ve bakır için gereklidir. Penetrasyonu arttırmak için genellikle diğer gazlarla karıştırılır.
Helyum (He): Argon'dan daha sıcak bir ark üreten daha hafif, daha az yoğun bir inert gaz. Kalın alüminyum veya bakır kaynakları için kullanılır (ısıyı hızlı bir şekilde uzaklaştıran) ve genellikle ısıyı ve korumayı dengelemek için argon ile karıştırılır.
2. Reaktif gazlar
Reaktif gazlar (veya "aktif" gazlar) erimiş metal ile hafifçe etkileşime girebilir, ancak kaynak için hala güvenlidir. Arc performansını veya penetrasyonu iyileştirmek için tipik olarak inert gazlarla karışımlarda kullanılırlar:
Karbondioksit (CO₂): Ark ısısını ve penetrasyonunu artıran reaktif bir gaz. Nadiren tek başına kullanılır (sıçramaya neden olabileceğinden), ancak çelik kaynak karışımlarında önemli bir katkı maddesidir (örn.% 75 argon + 25% co₂).
Oksijen (O₂): Paslanmaz çelik kaynak için karışımlarda küçük miktarlarda (%1-5) kullanılır. ARC'yi stabilize eder ve aşırı oksidasyona neden olmadan boncuk şeklini iyileştirir.
3. Karışık gazlar
Çoğu kaynak uygulaması, farklı gazların faydalarını dengelemek için gaz karışımları kullanır. Ortak karışımlar şunları içerir:
% 75 argon + 25% co₂: hafif çelik mig kaynağı için "işgücü" karışımı. Argon'un stabilitesini Co₂'nin penetrasyonu ile birleştirerek güçlü, temiz kaynaklar üretir.
% 90 argon + 10% co₂: paslanmaz çelik ve yüksek - kaliteli çelik kaynaklar için kullanılır. Paslanmaz çelikte korozyon direncini koruyarak 75/25 karışımlara kıyasla sıçramayı azaltır.
Argon + helyum (örneğin,% 75 ar + 25}% He): kalın alüminyum için ideal. Helyum daha derin penetrasyon için ısı eklerken, argon iyi bir koruma sağlar.
Farklı kaynak işlemlerinde koruma gazı
Koruma gazları, her biri belirli gereksinimlere sahip çeşitli kaynak işlemlerinde kullanılır:
MIG kaynağı: Sürekli tel besleme ve kaynak havuzunu korumak için gaz (veya alternatif olarak akı çekirdeği) korumaya dayanır. Yaygın gazlar arasında argon - co₂ karışımları (çelik için) ve saf argon (alüminyum için) bulunur.
TIG Kaynak: - sarf malzemesi elektrodunu ve kaynak havuzunu korumak için koruyucu gaz kullanır. Saf argon alüminyum ve çelik için standarttır; Argon - helyum karışımları kalın metaller için kullanılır.
Plazma ark kaynağı: TIG'ye benzer şekilde, plazma arkını ve erimiş metali korumak için inert gazlar (argon veya argon - hidrojen karışımları) kullanır.
Flux - CAPED kaynak: Bazı akı - özlü işlemler, korumayı arttırmak için korumayı arttırmak için kalkan gaz (gaz - korumalı akı çekirdeği) kullanır.
Buna karşılık, çubuk kaynağı (SMAW) veya Oxy - yakıt kesimi gibi işlemler, koruma gazını kullanmaz - çubuk kaynağı, kaynağı korumak için akı kullanmaz, oksi - yakıt, ısı için kimyasal reaksiyonlara dayanır, ark stabilitesi değil.
Koruyucu Gaz Nasıl Verilir ve Kontrol edilir?
Koruyucu gaz yüksek - basınç silindirlerinde saklanır ve düzenlenmiş bir sistem aracılığıyla kaynak tabancasına teslim edilir:
Silindirler: Gazlar sıkıştırılmış gaz (argon, co₂) veya sıvı (serbest bırakıldığında buharlaşan CO₂) olarak saklanır. Silindirler, küçük 20 - kübik - ayak tanklarından (hobiler için) büyük 300-kubik metrelik tanklara (endüstriyel kullanım için) kadar çeşitli boyutlarda gelir.
Regülatör: Yüksek silindir basıncını güvenli, kullanılabilir bir akış hızına (saatte küp, CFH olarak ölçülmüştür) düşüren bir cihaz. Regülatörler, sabit bir kalkan korumak için kritik olan tutarlı gaz akışı sağlar.
Akış Ölçer: Regülatöre bağlı olarak, gaz akış hızını (çoğu kaynak için tipik olarak 10-30 cfH) görüntüler. Çok düşük bir akış kaynağı korumasız bırakır; Çok yüksek atık gaz ve türbülansa neden olabilir.
Hortum ve nozul: Gaz, bir hortumdan kaynak tabancasına gider, burada bir nozul onu ark ve kaynak havuzu etrafında yönlendirir ve koruyucu kalkan oluşturur.
Modern kaynakta gazı korumak neden gereklidir?
Gazı korumadan, çoğu metalde yüksek - kaliteli kaynaklara ulaşmak neredeyse imkansız olacaktır. Atmosferik kontaminasyon kaynakları zayıf, gözenekli veya kırılgan - yapısal, otomotiv veya endüstriyel kullanım için uygun olmayan hale getirecektir. Koruma Gazı:
Tutarlı, tekrarlanabilir kaynaklar: Her parçanın güvenlik standartlarını karşılaması gereken üretim için kritik.
Hassas metallerin kaynağı: Alüminyum, paslanmaz çelik ve bakır, inert gaz koruması olmadan oksitlenir veya korozer olur.
Verimlilik: Kusurları ve sıçramayı azaltarak, gazı koruma yeniden işleme ve temizleme süresini azaltır.
Sonuç
Bir koruyucu gaz, kaynak sırasında erimiş metalleri koruyan, arkı stabilize eden ve kaynak özelliklerini şekillendiren koruyucu bir gaz veya karışımdır. Atmosferik kontaminasyonu önler, güçlü bir füzyon sağlar ve kaynakçıların boncuk şeklini ve ihtiyaçlarına penetrasyonu uyarlamasına izin verir. Argon (alüminyum için) gibi inert gazlardan Co₂ (çelik için) ile reaktif karışımlara kadar, koruma gazları modern imalatta yüksek - kaliteli kaynaklar üretmek için vazgeçilmezdir. Bir ev atölyesinde ister bir endüstriyel tesiste olsun, sağ koruyucu gaz güçlü, temiz ve güvenilir eklemlere ulaşmanın anahtarıdır.
