Khí che chắn hoặc khí nào hoạt động tốt với hàn GMAW?

GMAW (hàn hồ quang kim loại khí), thường được gọi là hàn MIG, phụ thuộc rất nhiều vào các khí che chắn để bảo vệ bể hàn khỏi ô nhiễm khí quyển - oxy, nitơ và độ ẩm có thể gây ra độ xốp, độ giòn hoặc phản ứng tổng hợp yếu. Khí che chắn bên phải không chỉ ngăn ngừa các khiếm khuyết mà còn ảnh hưởng đến sự ổn định hồ quang, sự xuất hiện của hạt hàn và sự thâm nhập. Mặc dù không có khí duy nhất hoạt động cho tất cả các vật liệu, argon, carbon dioxide (Co₂) và argon - CO₂ là hiệu quả nhất, với các hỗn hợp chuyên dụng mở rộng khả năng GMAW cho thép không gỉ, nhôm và các hợp kim khác.
Yêu cầu cốt lõi đối với khí bảo vệ GMAW
Khí che chắn cho GMAW phải đáp ứng ba tiêu chí chính:
• Phòng ngừa ô nhiễm: Khí khí quyển phản ứng với kim loại nóng chảy.
• Tính ổn định hồ quang: Duy trì một vòng cung nhất quán để kiểm soát đầu vào nhiệt và hình dạng hạt hàn.
• Khả năng tương thích vật liệu: Tránh các phản ứng hóa học với dây kim loại hoặc dây phụ cơ bản (ví dụ: quá trình oxy hóa nhôm hoặc xe bán tải carbon trong thép không gỉ).
Những nhu cầu này khác nhau tùy theo vật liệu, độ dày và ứng dụng - định hình sự lựa chọn giữa các khí trơ (argon, helium), khí phản ứng (CO₂) hoặc pha trộn.
Khí trơ: Lý tưởng cho không - kim loại màu
Khí trơ (argon, helium hoặc hỗn hợp) không phản ứng với kim loại, làm cho chúng rất cần thiết cho việc hàn nhôm, đồng và các hợp kim sắt không- khác.
Argon (AR): Cơ sở đa năng
Pure Argon là nền tảng của việc che chắn GMAW cho không - kim loại màu. Độ dẫn nhiệt thấp của nó tạo ra một vòng cung ổn định, tập trung, hoạt động tốt cho các vật liệu mỏng (ví dụ: 16 - các tấm nhôm đo). Mật độ của Argon (1,38 lần không khí) tạo thành một lá chắn đáng tin cậy, ngay cả trong các bản nháp ánh sáng và nó ngăn chặn quá trình oxy hóa bề mặt nhạy cảm của nhôm-một đặc điểm quan trọng, vì oxit nhôm (AL₂O₃) tan chảy ở mức độ 3.700 độ F (2.037 độ).
Đối với GMAW nhôm, argon thuần túy là tiêu chuẩn. Nó đảm bảo dây phụ chảy trơn tru vào bể hàn và tránh các vùi oxit làm suy yếu các khớp.
Helium (He): Tăng cường thâm nhập trong hợp kim dày
Helium, một loại khí trơ nhẹ hơn, làm tăng nhiệt độ hồ quang do độ dẫn nhiệt cao của nó. Điều này làm cho nó hữu ích cho các kim loại màu không dày - (ví dụ: 1 - inch các tấm nhôm) trong đó cần thâm nhập sâu hơn. Helium-argon pha trộn (ví dụ, 75% HE/25% AR) sự thâm nhập cân bằng và ổn định hồ quang, thường được sử dụng trong các ứng dụng hàng không vũ trụ trong đó các thành phần nhôm cần phản ứng tổng hợp hoàn toàn.
Tuy nhiên, helium rất tốn kém và kém hiệu quả hơn trong các bản nháp (do mật độ thấp), hạn chế việc sử dụng nó cho các dự án chuyên ngành.
Khí phản ứng: Được tối ưu hóa cho kim loại màu
Các khí phản ứng như CO₂ tương tác tối thiểu với thép nhưng tăng cường hiệu suất hồ quang, làm cho chúng lý tưởng cho carbon và các thép hợp kim thấp -.
Carbon dioxide (Co₂): Chi phí - có hiệu quả đối với thép
Pure Co₂ là một mặt hàng chủ lực cho hàn GMAW của thép nhẹ và thấp - thép hợp kim. Các đặc tính phản ứng của nó (nó phân tách một chút trong vòng cung) tạo ra một vòng cung nóng hơn argon, cải thiện sự thâm nhập trong các vật liệu dày (ví dụ: - inch các tấm thép carbon). CO₂ cũng làm giảm Spatter so với thông lượng cũ - Các phương thức được xác định và rẻ hơn đáng kể so với argon - quan trọng đối với sản xuất khối lượng- (ví dụ, hàn khung ô tô).
Trong khi CO₂ có thể gây ra quá trình oxy hóa nhỏ, dây phụ của thép nhẹ (ví dụ: AWS ER70S-6) có chứa chất khử oxy (silicon, mangan) trung hòa các oxit, đảm bảo các mối hàn mạnh.
Argon - CO₂ pha trộn: Cân bằng chất lượng và chi phí
Hỗn hợp của Argon và Co₂ (ví dụ, 75% AR/25% CO₂, 90% AR/10% CO₂) là các loại khí bảo vệ được sử dụng rộng rãi nhất cho GMAW thép. Họ kết hợp sự ổn định của Argon với sự thâm nhập của Co₂, cung cấp:
• Hạt hàn mượt mà hơn: Argon làm giảm Spatter so với Pure Co₂, giảm thiểu bài đăng - Làm sạch hàn - cần thiết cho các bộ phận có thể nhìn thấy như dầm thép kết cấu.
• Tính linh hoạt trên các độ dày: 75/25 pha trộn hoạt động cho cả thép mỏng (18 mét) và dày (1 inch), thích nghi với các ứng dụng ô tô, xây dựng và máy móc.
• Giảm độ xốp: Khiên mật độ dày đặc hơn của Argon giới hạn nhận nitơ, một nguyên nhân phổ biến của lỗ chân lông trong các mối hàn được bảo vệ CO₂-.
Hỗn hợp 90/10 được ưa thích cho các thép hợp kim thấp -, vì nội dung CO₂ thấp hơn của nó làm giảm nhận carbon, bảo tồn độ bền của kim loại.
Hỗn hợp chuyên dụng cho thép không gỉ và cao - kim loại hợp kim
Thép không gỉ và cao - hợp kim niken yêu cầu các khí che chắn ngăn chặn sự suy giảm crom (quan trọng đối với khả năng chống ăn mòn) và tránh sự hình thành cacbua.
Argon - Co₂ - hỗn hợp oxy cho thép không gỉ
Đối với thép không gỉ austenitic (ví dụ, 304, 316), pha trộn như 90% AR/8% CO₂/2% O₂ Cân bằng độ ổn định hồ quang và kiểm soát oxy hóa. Oxy cải thiện "làm ướt" của nhóm hàn (đảm bảo thậm chí lây lan hạt) mà không cần quá trình oxy hóa crom quá mức, trong khi argon giảm thiểu nhận nitơ. Sự pha trộn này là tiêu chuẩn trong thiết bị chế biến thực phẩm, trong đó khả năng chống ăn mòn không phải là - có thể thương lượng.
Argon - helium cho cao - hợp kim niken
Hợp kim như Inconel (được sử dụng trong chế biến hàng không vũ trụ và hóa chất) cần che chắn trơ để tránh ô nhiễm. Argon - Helium pha trộn (ví dụ, 70% AR/30% HE) cung cấp đầu vào nhiệt cao cần thiết cho các phần dày trong khi bảo vệ khả năng chống ăn mòn của niken. Nhiệt hồ quang của Helium đảm bảo phản ứng tổng hợp hoàn toàn mà không phản ứng với hợp kim.
Các yếu tố chính trong lựa chọn khí
Chọn đúng khí bảo vệ GMAW phụ thuộc vào:
• Kim loại cơ bản: Nhôm yêu cầu argon nguyên chất; Thép nhẹ hoạt động với CO₂ hoặc Hỗn hợp; Thép không gỉ cần argon - hỗn hợp oxy.
• Độ dày vật liệu: kim loại mỏng (nhỏ hơn hoặc bằng ¼ inch) được hưởng lợi từ argon - pha trộn phong phú cho độ chính xác; Kim loại dày (lớn hơn hoặc bằng ½ inch) sử dụng co₂ hoặc helium - argon để thâm nhập.
• Khả năng hiển thị hàn: Đối với các mối hàn trang trí hoặc cấu trúc (ví dụ: tay vịn), argon - CO₂ pha trộn giảm spatter cho một kết thúc sạch hơn.
• Chi phí: Pure Co₂ rẻ nhất cho thép; Các hỗn hợp argon hoặc helium là tốn kém hơn nhưng cần thiết cho không - ferrous hoặc cao - kim loại hợp kim.
Thực tiễn tốt nhất cho GMAW Shielding Gas
Để tối đa hóa hiệu quả:
• Tốc độ dòng điều khiển: 20 Hàng30 CFH (feet khối mỗi giờ) hoạt động cho hầu hết các ứng dụng. Một dòng chảy quá thấp khiến các mối hàn tiếp xúc; Quá cao gây ra nhiễu loạn kéo trong không khí.
• Kết hợp khí với dây phụ: Sử dụng dây khử oxy (ví dụ: ER70S - 6) với các khí dựa trên CO₂ để chống lại quá trình oxy hóa.
• Tránh ô nhiễm: Đảm bảo các dòng khí khô và không có các mảnh vỡ - độ ẩm gây ra hydro - độ xốp gây ra, đặc biệt là trong thép.
• Kiểm tra các bản nháp: Trong điều kiện gió (ví dụ: các trang web xây dựng), sử dụng kính chắn gió hoặc chuyển sang khí dày hơn (argon) để duy trì tính toàn vẹn của Shield.
Kết luận: Không ai - size - phù hợp - tất cả, nhưng các hướng dẫn rõ ràng
Khí che chắn GMAW tốt nhất phụ thuộc vào vật liệu:
• Nhôm/non - ferrous: argon tinh khiết (mỏng) hoặc argon - Helium pha trộn (dày).
• Nhẹ/thấp - Thép hợp kim: 75% AR/25% CO₂ (tính linh hoạt) hoặc CO₂ (chi phí).
• Thép không gỉ: Argon - Co₂ - pha trộn oxy để bảo tồn khả năng chống ăn mòn.
Bằng cách sắp xếp lựa chọn khí với các nhu cầu về vật liệu, độ dày và chất lượng, các thợ hàn GMAW đạt được độ mạnh, khiếm khuyết - Các khớp miễn phí - cho dù có khung ô tô, bộ phận máy bay nhôm hoặc thiết bị y tế bằng thép không gỉ. Khí che chắn bên phải không chỉ là một công cụ; Đó là nền tảng của hiệu suất GMAW đáng tin cậy.