Khí che chắn là một thành phần cơ bản của hàn MIG (hàn khí trơ kim loại), đóng vai trò là một rào cản vô hình nhưng quan trọng làm cho các mối hàn chất lượng- cao. Không giống như Flux - Hàn lõi, sử dụng dây được lấp đầy - để bảo vệ mối hàn, hàn MIG dựa vào khí che chắn bên ngoài để tạo ra môi trường được kiểm soát xung quanh kim loại nóng chảy. Khí này giải quyết các thách thức chính sẽ làm hỏng các mối hàn - khỏi sự ô nhiễm bởi các khí khí quyển đến các cung không ổn định. Hiểu lý do tại sao khí bảo vệ được sử dụng giúp giải thích lý do tại sao hàn MIG được đánh giá cao về sức mạnh, tính nhất quán và tính linh hoạt của nó.
Chia sẻ bể hàn nóng chảy khỏi ô nhiễm khí quyển
Vai trò quan trọng nhất của khí bảo vệ là chặn các khí khí quyển - oxy, nitơ và hydro - không đến được với nhóm hàn nóng chảy. Khi các khí này trộn với kim loại nóng chảy, chúng gây ra các khiếm khuyết phá hủy làm suy yếu hoặc làm hỏng mối hàn:
Oxy phản ứng với kim loại nóng chảy để tạo thành các oxit. Trong thép nhẹ, điều này tạo ra oxit sắt, làm cho mối hàn giòn và dễ bị nứt. Trong nhôm, oxy tạo thành một lớp oxit cứng (oxit nhôm) không tan chảy, bẫy các tạp chất trong mối hàn và ngăn chặn sự hợp nhất thích hợp.
Nitơ hòa tan vào kim loại nóng chảy và tạo thành nitrua cứng, giòn khi mối hàn nguội đi. Các nitride này làm giảm độ dẻo của mối hàn, khiến nó có nhiều khả năng bị phá vỡ dưới sự căng thẳng - đặc biệt là trong các ứng dụng cấu trúc như khung thép.
Hydrogen (từ độ ẩm trong không khí hoặc trên bề mặt kim loại) gây ra độ xốp: bọt khí nhỏ bị mắc kẹt trong mối hàn hóa rắn. Độ xốp hoạt động như các lỗ nhỏ, giảm sức mạnh của mối hàn và cho phép ăn mòn lây lan theo thời gian.
Khí che chắn tạo thành một "tấm chăn" dày đặc xung quanh hồ hàn, đẩy những loại khí có hại này đi. Ví dụ, hỗn hợp 75% argon/25% carbon dioxide (Co₂) - phổ biến đối với thép nhẹ - tạo ra một con dấu chặt chẽ ngăn chặn oxy và nitơ xâm nhập. Nếu không có tấm chắn này, ngay cả một mối hàn đơn giản cũng sẽ bị đánh đố với độ xốp, vết nứt hoặc các đốm giòn, làm cho nó không phù hợp với bất kỳ ứng dụng nào đòi hỏi sức mạnh.
Ổn định vòng cung điện để hàn nhất quán
Vòng cung điện trong hàn MIG là tinh tế - Nó cần một môi trường ổn định để duy trì nhiệt phù hợp và làm tan đồng đều dây phụ. Khí che chắn ổn định vòng cung này, đảm bảo nó cháy đều đặn thay vì phun ra, bật ra hoặc chết.
Argon - khí phong phú (như 75/25 argon/co₂) Tạo một vòng cung "mềm hơn" với đầu ra mịn, thậm chí năng lượng. Tính ổn định này rất quan trọng vì hàn MIG sử dụng thức ăn dây liên tục: vòng cung phải làm tan dây với cùng tốc độ mà nó được cho ăn để tránh làm ngập bể hàn (quá nhiều dây) hoặc để lại khoảng trống (quá ít dây).
Bổ sung Co₂ được kiểm soát (lên tới 25% trong hỗn hợp thép) tăng một chút năng lượng hồ quang, cải thiện sự thâm nhập vào kim loại cơ bản. Tuy nhiên, quá nhiều CO₂ có thể làm cho vòng cung không ổn định, vì vậy sự pha trộn được cân bằng cẩn thận để duy trì sự ổn định trong khi tăng cường hiệu suất.
Không cần che chắn khí, vòng cung là sự thương xót của dòng không khí và khí khí quyển. Nó có thể dao động về cường độ, làm tan chảy dây không đồng đều hoặc thậm chí dập tắt - dẫn đến các mối hàn lộn xộn, không nhất quán yêu cầu làm lại. Một vòng cung ổn định, được kích hoạt bằng cách che chắn khí, là nền tảng của các mối hàn MIG sạch, đồng đều.
Kiểm soát hình dạng hạt hàn và thâm nhập
Khí che chắn không chỉ là một hàng rào bảo vệ - Nó cũng ảnh hưởng đến cách kim loại nóng chảy chảy, định hình hạt hàn và xác định mức độ sâu của nó xâm nhập vào kim loại cơ bản. Điều khiển này cho phép các thợ hàn điều chỉnh mối hàn theo nhu cầu của dự án.
Argon thúc đẩy một hạt rộng, mịn với sự thâm nhập nhẹ nhàng, làm cho nó lý tưởng cho các kim loại mỏng (16 đồng hồ hoặc mỏng hơn). Nó giúp kim loại nóng chảy lan rộng đều, tạo ra một mối hàn phẳng, thẩm mỹ hoàn hảo cho các bộ phận có thể nhìn thấy như tấm thân xe ô tô hoặc kim loại trang trí.
Co₂ tăng sự thâm nhập, làm cho nó hữu ích cho các kim loại dày hơn (¼ inch trở lên). Nó làm cho kim loại nóng chảy "đào" sâu hơn vào kim loại cơ bản, đảm bảo phản ứng tổng hợp hoàn toàn ngay cả trong các tấm thép dày hoặc các khớp cấu trúc trong đó sức mạnh là rất quan trọng.
Helium (được sử dụng trong hỗn hợp cho nhôm hoặc thép dày) tạo ra một vòng cung nóng hơn với độ thâm nhập sâu hơn, làm giảm số lượng đường chuyền cần thiết để hàn các phần dày.
Bằng cách chọn hỗn hợp khí phù hợp, thợ hàn có thể điều chỉnh chiều rộng, chiều cao và sự thâm nhập của hạt. Ví dụ, hỗn hợp argon/10% co₂ 10% tạo ra một hạt hẹp, sâu cho các khớp t -, trong khi 100% argon cho nhôm tạo ra một hạt rộng, nông, tránh đốt -. Không có khí bảo vệ, điều khiển này bị mất -, các mối hàn trở nên không thể đoán trước, với các hình dạng không đồng đều và sự thâm nhập không nhất quán.
Giảm Spatter và đơn giản hóa việc dọn dẹp
Spatter - những giọt kim loại nóng chảy phun từ vòng cung và dính vào kim loại cơ bản - là một mối phiền toái phổ biến trong hàn. Spatter quá mức đòi hỏi thời gian - tiêu thụ mài hoặc sứt mẻ, thêm vào thời gian dự án. Khí che chắn làm giảm đáng kể Spatter bằng cách tạo ra một môi trường ổn định cho vòng cung.
Một vòng cung ổn định (ổn định bằng cách che chắn khí) làm tan chảy dây phụ đều, ngăn chặn "vụ nổ" của kim loại nóng chảy gây ra Spatter.
Tấm chắn khí chứa kim loại nóng chảy trong bể hàn, thay vì cho phép nó bắn vào không khí.
Không cần che chắn khí, Spatter tăng đáng kể. Vòng cung không được bảo vệ phá vỡ kim loại nóng chảy, gửi các giọt bay lên kim loại cơ bản, súng hàn và khu vực xung quanh. Điều này không chỉ thêm thời gian dọn dẹp mà còn có thể làm hỏng kim loại cơ bản (để lại hố khi loại bỏ Spatter) hoặc làm tắc nghẽn vòi phun của súng, đòi hỏi các điểm dừng thường xuyên để làm sạch.
Cho phép hàn kim loại phản ứng
Một số kim loại - như nhôm, thép không gỉ và đồng - có khả năng phản ứng cao với oxy, làm cho khí bảo vệ trở nên cần thiết để hàn thành công. Những kim loại này dựa vào khí để duy trì tính chất cấu trúc và hóa học của chúng.
Nhôm tạo thành một lớp oxit cứng (oxit nhôm) khi tiếp xúc với không khí. Oxit này có điểm nóng chảy cao hơn nhôm, do đó, nó sẽ không tan chảy trong vòng cung và có thể bị mắc kẹt trong mối hàn . 100% argon che chắn khí phá vỡ lớp oxit này và ngăn oxit mới tạo thành hình thành, cho phép nhôm nóng chảy chảy đúng cách.
Thép không gỉ phụ thuộc vào crom cho khả năng chống ăn mòn. Oxy trong không khí phản ứng với crom để tạo thành các oxit crom, loại bỏ kim loại của khả năng chống rỉ sét. Một hỗn hợp 90% argon và 10% co₂ (hoặc Tri chuyên dụng - trộn) Khan hàn, bảo quản các đặc tính chống gỉ bằng thép không gỉ -.
Không cần che chắn khí, hàn các kim loại này dẫn đến các mối hàn yếu, bị lỗi không cấu trúc hoặc mất các đặc tính chính của chúng - như các mối hàn bằng thép không gỉ rỉ sét hoặc hàn nhôm có tạp chất oxit bị mắc kẹt.
Kết luận
Khí che chắn được sử dụng trong hàn MIG để giải quyết những thách thức quan trọng mà nếu không làm cho các mối hàn mạnh mẽ, nhất quán không thể. Nó bảo vệ bể hàn nóng chảy khỏi ô nhiễm khí quyển, ổn định vòng cung để làm tan chảy, kiểm soát hình dạng hạt và sự xâm nhập, giảm spatter và cho phép hàn các kim loại phản ứng. Không có nó, hàn MIG sẽ tạo ra các mối hàn yếu, xốp hoặc lộn xộn không phù hợp với hầu hết các ứng dụng.
Việc lựa chọn khí bảo vệ - cho dù argon, co₂, helium hay hỗn hợp - phụ thuộc vào các mục tiêu kim loại và dự án cơ bản, nhưng vai trò của nó vẫn giữ nguyên: để tạo ra một môi trường được kiểm soát trong đó mối hàn có thể hình thành mà không cần can thiệp. Đối với các thợ hàn MIG, việc che chắn khí không chỉ là một công cụ -, đó là chìa khóa để mở ra tiềm năng đầy đủ của quy trình về sức mạnh, độ chính xác và độ tin cậy.
