Tại sao thợ hàn sử dụng argon?

Argon, một loại khí không màu, không mùi và trơ, là một mặt hàng chủ lực trong các cửa hàng hàn trên toàn thế giới. Các thuộc tính độc đáo của nó làm cho nó không thể thiếu đối với nhiều quy trình hàn, từ TIG (GTAW) đến MIG (GMAW) và hơn thế nữa. Các thợ hàn dựa vào argon chủ yếu cho khả năng bảo vệ kim loại nóng chảy khỏi ô nhiễm, ổn định vòng cung và thích ứng với một loạt các vật liệu - Các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng mối hàn, sức mạnh và tính nhất quán. Bài viết này khám phá các lý do chính ARGON là một GO - để che chắn khí trong hàn.
1. Argon là trơ: bảo vệ nhóm hàn khỏi bị ô nhiễm​
Vai trò quan trọng nhất của argon trong hàn là hoạt động như một khí bảo vệ - Tạo ra một rào cản giữa nhóm hàn nóng chảy và bầu không khí xung quanh. Không khí chứa oxy, nitơ và hydro, tất cả đều phản ứng với kim loại nóng để tạo thành các khuyết tật làm suy yếu các mối hàn:
• Oxy kết hợp với kim loại nóng chảy để tạo thành các oxit (ví dụ, oxit sắt trong thép hoặc nhôm oxit trong nhôm), dẫn đến các mối hàn giòn, xốp với độ dẻo kém.
• Nitơ gây ra nitơ chọn - lên trong mối hàn, tạo ra các hợp chất khó, crack -} giảm độ dẻo dai.
• Hydrogen (từ độ ẩm trong không khí) hòa tan trong kim loại nóng chảy và tạo thành bong bóng khi nó nguội đi, dẫn đến độ xốp (lỗ nhỏ) làm tổn hại đến sức mạnh.
Bản chất trơ của Argon có nghĩa là nó không phản ứng với kim loại, ngay cả ở nhiệt độ cao. Khi chảy xung quanh vòng cung và hồ hàn, nó thay thế không khí, ngăn chặn các phản ứng này. Ví dụ:
• Trong Hàn bằng nhôm, argon che chắn cho hồ nóng chảy khỏi oxy, tránh sự hình thành al₂o₃ (một oxit cứng sẽ ngăn chặn sự hợp nhất thích hợp).
• Trong hàn MIG bằng thép không gỉ, Argon ngăn không cho crom (hợp kim chìa khóa bằng thép không gỉ) oxy hóa, bảo tồn khả năng chống ăn mòn của kim loại.
Bảo vệ ô nhiễm này đặc biệt quan trọng đối với các mối hàn chất lượng - trong các ngành công nghiệp như hàng không vũ trụ, trong đó ngay cả các lỗ chân lông hoặc oxit nhỏ cũng có thể dẫn đến sự cố thành phần.
2. Argon ổn định vòng cung để hàn mịn hơn
Cấu trúc nguyên tử của Argon làm cho nó trở thành một chất dẫn điện tuyệt vời, giúp ổn định vòng cung hàn. Một vòng cung ổn định là rất cần thiết cho đầu vào nhiệt nhất quán, sự hình thành hạt hàn đồng đều và giảm spatter. Đây là cách nó hoạt động:
• Khi một vòng cung điện được đánh giữa điện cực (hoặc dây) và kim loại cơ bản, các nguyên tử argon ion hóa (tăng hoặc mất electron), tạo ra một đường dẫn dẫn điện duy trì vòng cung.
• Không giống như một số khí (ví dụ: carbon dioxide), argon không phân hủy thành các thành phần phản ứng ở nhiệt độ cung, do đó, ARC vẫn ổn định ngay cả ở dòng điện thấp.
Sự ổn định này đặc biệt có giá trị đối với:
• Hàn TIG: TIG dựa vào một vòng cung chính xác, hẹp để làm tan chảy kim loại mà không có chất độn (hoặc với bổ sung phụ nhân thủ công). Arc của Argon - Hiệu ứng ổn định cho phép các thợ hàn duy trì độ dài hồ quang nhất quán, quan trọng đối với các vật liệu hàn mỏng (ví dụ: 0,06 - inch bằng nhôm) trong đó ngay cả các dao động nhỏ cũng có thể gây cháy.
• Thấp - Hàn ampe: Hàn kim loại mỏng (ví dụ: 24 - thép đo) yêu cầu dòng điện thấp, có thể làm cho các cung không ổn định với các loại khí khác. Argon đảm bảo ARC vẫn được thắp sáng và tập trung, tạo ra các mối hàn mịn, không có Spatter.
• Hàn không - kim loại màu: nhôm, đồng và magiê rất dẫn điện và có thể "ăn cắp" nhiệt từ cung. Nồng độ hồ quang của Argon giúp nhiệt trực tiếp đến bể hàn, đảm bảo tan chảy thích hợp.
3. Argon làm việc với một loạt các vật liệu và quy trình
Tính linh hoạt của argon - Khả năng thích ứng với các phương pháp hàn và kim loại khác nhau - làm cho nó trở thành một yêu thích trong số các thợ hàn. Nó được sử dụng (một mình hoặc trong hỗn hợp) trong:
3.1 Hàn Tig (GTAW)
Hàn TIG phụ thuộc hầu như chỉ dựa trên argon (hoặc argon - hỗn hợp helium) để che chắn. Sự trơ và độ ổn định hồ quang của nó làm cho nó trở nên lý tưởng cho:
• Nhôm và Magiê: Các kim loại này tạo thành các oxit cứng đòi hỏi phải sạch, oxit - Các nhóm hàn miễn phí. Argon ngăn chặn quá trình oxy hóa RE -, trong khi tiêu điểm vòng cung của nó tan chảy qua các oxit hiện có.
• Thép không gỉ: Argon bảo vệ crom khỏi quá trình oxy hóa, bảo quản kháng ăn mòn.
• Các bộ phận mỏng hoặc chính xác: Người thợ hàn TIG sử dụng Argon để tạo ra các vòng cung hẹp, có kiểm soát cho công việc phức tạp (ví dụ: thiết bị y tế hàn hoặc trang sức).
3.2 MIG Hàn (GMAW)
Mặc dù argon thuần túy ít phổ biến hơn trong hàn mig của thép (nó có thể gây ra Spatter), argon - Hỗn hợp dựa trên là tiêu chuẩn:
• Argon + carbon dioxide (CO₂): Một hỗn hợp co₂ 75% argon/25% là "công việc" đối với thép hàn MIG. Co₂ thêm sự thâm nhập, trong khi argon ổn định vòng cung và giảm spatter.
• Argon + oxy: hỗn hợp oxy 98% argon/2% được sử dụng cho hàn MIG bằng thép không gỉ. Oxy giúp tạo thành một cái xỉ ổn định giúp cải thiện hình dạng hạt, trong khi argon ngăn chặn quá trình oxy hóa crom.
• argon thuần túy: được sử dụng cho nhôm hàn mig. Nó che chắn cho nhóm hàn và hoạt động với dây mềm của nhôm, làm giảm nguy cơ các vấn đề cho ăn dây.
3.3 Các quy trình khác
• Hàn hồ quang plasma: Tương tự như TIG nhưng với một vòng cung bị hạn chế, hàn huyết tương sử dụng argon để bảo vệ máy bay phản lực plasma và bảo vệ mối hàn.
• Gas Vonfram Arc Spot Hàn: Một quy trình TIG chuyên dụng để tham gia các tấm mỏng, dựa vào argon để đảm bảo các điểm mạnh, mạnh mẽ.
4. Argon tương thích với cả hàn AC và DC
Nhiều quy trình hàn sử dụng dòng điện xoay chiều (AC) hoặc dòng điện trực tiếp (DC) và Argon hoạt động một cách đáng tin cậy với cả hai:
• DC TIG hàn: Được sử dụng cho thép và thép không gỉ, DC yêu cầu một vòng cung ổn định. Độ dẫn điện của Argon đảm bảo vòng cung tập trung, ngay cả ở dòng điện cao.
• Hàn AC TIG: Được sử dụng cho nhôm (để phá vỡ lớp oxit), AC xen kẽ hướng hiện tại, có thể làm mất ổn định các cung. Các đặc tính ion hóa của Argon duy trì sự ổn định hồ quang trong các thay thế này, làm cho AC Hàn nhôm có thể.
Khả năng tương thích AC/DC này giúp loại bỏ sự cần thiết của các loại khí khác nhau khi chuyển đổi giữa các loại hiện tại, đơn giản hóa thiết lập cho các thợ hàn làm việc với nhiều vật liệu.
5. Hỗn hợp argon tăng cường hiệu suất cho các nhiệm vụ cụ thể
Mặc dù Argon thuần túy là hữu ích, các thợ hàn thường trộn nó với các loại khí khác để điều chỉnh các thuộc tính của nó cho các công việc cụ thể:
• Argon + helium: Helium làm tăng đầu vào nhiệt (nó dẫn nhiệt tốt hơn argon), làm cho hỗn hợp này trở nên lý tưởng cho nhôm hoặc đồng dày (kim loại có độ dẫn nhiệt cao). Một hỗn hợp argon/helium 50/50 là phổ biến để hàn - inch các tấm nhôm.
• Argon + hydro: Được sử dụng trong hàn thép không gỉ, một lượng nhỏ hydro (2 Ném5%) cải thiện độ ổn định hồ quang và giảm độ xốp, mặc dù nó đòi hỏi phải kiểm soát cẩn thận để tránh hydro - các vết nứt gây ra.
• Argon + Co₂ + oxy: Một hỗn hợp ba (ví dụ, 90% argon/8% co₂/2% oxy) cân bằng độ thâm nhập, độ ổn định hồ quang và hình dạng hạt cho hàn thép cường độ cao-.
Các hỗn hợp này tận dụng các thuộc tính cơ sở của Argon (trơ, ổn định hồ quang) trong khi thêm các lợi ích như tăng nhiệt hoặc thâm nhập tốt hơn, khiến chúng linh hoạt cho các công việc phức tạp.
6. Argon là chi phí - hiệu quả và dễ sử dụng
So với các loại khí đặc biệt (ví dụ, helium tinh khiết), argon tương đối phải chăng và có sẵn rộng rãi. Sự trơ của nó cũng làm cho nó an toàn để xử lý (khi được sử dụng đúng cách), không có nguy cơ đốt cháy hoặc sản xuất khói độc hại (không giống như acetylene hoặc CO₂ trong một số bối cảnh).
Argon được lưu trữ trong các xi lanh áp suất- cao và hầu hết các cửa hàng hàn có các bộ điều chỉnh để kiểm soát tốc độ dòng chảy (thường là 10 3030 feet khối mỗi giờ, tùy thuộc vào quy trình). Sự đơn giản này - Không cần các hệ thống phân phối khí phức tạp - làm cho nó có thể truy cập được cho cả chuyên gia và người có sở thích.
7. Khi Argon không phải là lựa chọn tốt nhất (và tại sao nó vẫn còn quan trọng)
Argon không hoàn hảo cho mọi kịch bản. Ví dụ:
• Hàn MIG ngoài trời: Argon (hoặc hỗn hợp argon) dễ dàng bị phá vỡ bởi gió, phá vỡ hàng rào khí che chắn. Ở đây, flux - Dây được điều khiển (sử dụng thông lượng bên trong để che chắn) là tốt hơn.
• Hàn thép dày: Argon tinh khiết có thể không cung cấp đủ độ thâm nhập cho các tấm thép 1 inch+. Thêm Co₂ hoặc oxy vào Argon giải quyết điều này, như đã thấy trong hỗn hợp 75/25 argon/Co₂.
Ngay cả trong những trường hợp này, argon thường là một phần của giải pháp (ví dụ, là một thành phần trong các loại khí hỗn hợp), làm nổi bật vai trò bền bỉ của nó trong hàn.
Kết luận: Argon là nền tảng của hàn chất lượng
Các thợ hàn sử dụng argon vì nó giải quyết ba thách thức cốt lõi: nó bảo vệ kim loại nóng chảy khỏi ô nhiễm, ổn định vòng cung để có kết quả nhất quán và điều chỉnh gần như mọi vật liệu và quy trình. Cho dù được sử dụng một mình trong Hàn bằng nhôm hay là một phần của hỗn hợp hàn thép MIG, Argon đảm bảo các mối hàn mạnh, sạch và đáng tin cậy. Tính linh hoạt, khả năng chi trả và hiệu suất của nó làm cho nó không thể thay thế trong hàn hiện đại - thực sự là "xương sống" của các khí bảo vệ.