Suojakaasu on erityisesti valittu kaasu tai hitsaus- ja metallinvalmistuskaasujen seos sulan metallin suojaamiseksi ilmakehän kaasujen saastumiselta. Sen ensisijainen rooli on luoda "suojaeste" hitsausvyöhykkeen ympärille estäen happea, typpeä, vetyä ja kosteutta vuorovaikutuksessa kuuman, reaktiivisen metallin kanssa. Tämä suoja on kriittinen vahvojen, puhtaiden ja vikojen tuottamiseksi - vapaat hitsaukset - ilman sitä, ilmakehän kaasut aiheuttaisivat huokoisuutta, haureaa tai heikkoa fuusiota nivelissä. Suojakaasut ovat inerttejä tai puoliksi - inerttejä, mikä tarkoittaa, että ne eivät reagoi sulan metallin kanssa, jolloin se jäähdyttää ja jähmettyä voimakkaaseen sidokseen.
Suojakaasun ydintoiminnot
Suojakaasut suorittavat hitsauksen kolme välttämätöntä roolia, jotka kaikki keskittyvät hitsauksen eheyden säilyttämiseen:
1. Estää ilmakehän saastumista
Kun metalli lämmitetään sulamispisteeseen (usein yli 2500 astetta F hitsauksessa), siitä tulee erittäin reaktiivinen. Ilmakehän kaasujen altistuminen aiheuttaa peruuttamattomia vaurioita:
Happi reagoi sulan metallin kanssa oksidien muodostamiseksi (esim. Rautaoksidi teräs- tai alumiinioksidissa alumiinissa), jotka ovat hauraita ja heikentävät hitsausta. Nämä oksidit voivat luoda halkeamia tai "kylmiä kierroksia" (käyttämättömiä alueita), jotka epäonnistuvat stressin alla.
Typpi liukenee sulaan metalliin ja muodostaa kovia, hauraita nitridejä sen jäähtyessä. Tämä tekee hitsauksesta alttiita halkeiluun, etenkin korkeassa - rasitussovelluksessa, kuten rakennesteräs.
Vety (kosteudesta ilmassa tai metallin pinnalla) jää loukkuun jähmettymishitsaukseen pieninä kuplina, joita kutsutaan huokoisuudeksi. Huokoisuus vähentää hitsin lujuutta luomalla aukot metalliin.
Suojakaasu syrjäyttää nämä kaasut hitsausvyöhykkeestä luomalla puhtaan ympäristön, jossa sulaa metalli voi sulautua reagoimatta epäpuhtauksien kanssa.
2. Stabiloi hitsauskaarin
Kaarihitsausprosesseissa (kuten MIG, TIG tai plasmakaarihitsaus), metalli sulaa sähkökaari riippuu vakaan ympäristön ylläpitämiseksi jatkuvan lämmöntuotannon ylläpitämiseksi. Suojakaasut auttavat vakauttamaan tätä kaaria:
Vähentämällä kaaren turbulenssia, mikä estää lämmön ruiskuttamista tai vaihtelua.
Kaaren "muodon" ja energian jakautumisen hallinta. Esimerkiksi jotkut kaasut (kuten argon) tuottavat "pehmeämmän" kaaren, jolla on sileä lämpövirtaus, kun taas toiset (kuten helium) luovat kuumemman, keskittyneemmän kaaren.
ARC: n varmistaminen siirtää lämpöä tehokkaasti alajalka- ja täyttömateriaaliin välttäen epätasaista sulamista, joka voi heikentää hitsausta.
Suojauskaasulla mahdollistaa vakaa kaari, varmistaa, että sulan metalliallas muodostuu tasaisesti ja sulautuu oikein ala -metalliin.
3. Vaikuttaa hitsaushelmiominaisuuksiin
Suojakaasut vaikuttavat myös tapaan, jolla sulan metalli virtaa ja jähmettyy, muotoilemalla hitsaushelmien ulkonäköä, tunkeutumista ja mekaanisia ominaisuuksia. Tämän avulla hitsaajat voivat räätälöidä hitsauksen erityistarpeisiin:
Helmien muoto: Argonin kaltaiset kaasut edistävät leveää, litteää helmiä sileillä reunoilla, jotka ovat ihanteellisia näkyviin hitsauksiin (esim. Autoteollisuuspaneelit). Hiilidioksidilla varustetut kaasut luovat kapeampia, tunkeutuvampia helmiä, jotka ovat paremmin paksulle rakenteelliselle teräkselle.
Läpäisysyvyys: Kaasut, kuten helium tai co₂, lisää kaarilämmöä, jolloin hitsaus tunkeutuu syvemmälle paksuun metalliin. Argon, jolla on alhaisempi lämmönlähtö, on parempi ohuille metalleille, jotta vältetään palovamma - läpi.
Roiskevähennys: Inertit kaasut, kuten argon, minimoivat roiskeita (sulaa metallipisaroita, jotka tarttuvat pohjametalliin), vähentäen postia - hitsauspuhdistusta. Reaktiiviset kaasut, kuten puhdas co₂, voivat aiheuttaa enemmän roiskeita, mutta tarjota muita etuja, kuten syvempi tunkeutuminen.
Yleiset suojakaasutyypit
Suojakaasut luokitellaan niiden kemiallisten ominaisuuksien perusteella, ja ne valitaan hitsausprosessin, kantametallin ja haluttujen hitsausominaisuuksien perusteella. EnitenYleisiä tyyppejä ovat:
Kello 1.
Inertit kaasut eivät reagoi sulan metallin kanssa, mikä tekee niistä ihanteellisia herkille metalleille, jotka hapettavat helposti. Ensisijaiset inertit suojauskaasut ovat:
Argon (AR): Yleisimmin käytetty suojakaasu. Se on tiheä, helppo hallita ja tuottaa vakaan kaaren. Argon on välttämätön alumiinin hitsaamiseksi (estää oksidin muodostumista), ruostumattomasta teräksestä ja kuparista. Se sekoitetaan usein muiden kaasujen kanssa tunkeutumisen parantamiseksi.
Helium (He): Kevyempi, vähemmän tiheä inertti kaasu, joka tuottaa kuumemman kaaren kuin argon. Sitä käytetään paksun alumiinin tai kuparin hitsaamiseen (jotka johtavat lämpöä nopeasti) ja sekoitetaan usein argonin kanssa lämmön ja suojaamisen tasapainottamiseksi.
2. Reaktiiviset kaasut
Reaktiiviset kaasut (tai "aktiiviset" kaasut) voivat olla vuorovaikutuksessa hiukan sulan metallin kanssa, mutta ovat silti turvallisia hitsausta varten. Niitä käytetään tyypillisesti sekoituksissa inerttien kaasujen kanssa kaaren suorituskyvyn tai tunkeutumisen parantamiseksi:
Hiilidioksidi (CO₂): Reaktiivinen kaasu, joka lisää kaaren lämpöä ja tunkeutumista. Sitä käytetään harvoin yksin (koska se voi aiheuttaa roiskeita), mutta se on keskeinen lisäaine teräshitsauksen seoksissa (esim. 75% argon + 25% co₂).
Happi (O₂): Käytetään pieninä määrinä (1–5%) ruostumattomasta teräksestä valmistetuissa hitsausseoksissa. Se vakauttaa kaaren ja parantaa helmen muotoa aiheuttamatta liiallista hapettumista.
3. sekoitettuja kaasuja
Useimmat hitsaussovellukset käyttävät kaasuseoksia tasapainottaaksesi eri kaasujen etuja. Yleisiä sekoituksia ovat:
75% argon + 25% co₂: "työhevonen" sekoitus lievään teräs MiG -hitsaukseen. Se yhdistää Argonin vakauden Co₂: n tunkeutumiseen, tuottaen vahvat, puhtaat hitsaukset.
90% argon + 10% CO₂: Käytetään ruostumattomasta teräksestä ja korkealle - laadukkaat teräshitsit. Se vähentää roiskeita verrattuna 75/25 sekoitukseen, säilyttäen korroosionkestävyyden ruostumattomasta teräksestä.
Argon + Helium (esim. 75% AR + 25% he): ihanteellinen paksulle alumiinille. Helium lisää lämpöä syvemmälle tunkeutumiselle, kun taas argon varmistaa hyvän suojauksen.
Kaasun suojaus eri hitsausprosesseissa
Suojakaasuja käytetään useissa hitsausprosesseissa, jokaisella on erityiset vaatimukset:
MIG -hitsaus: luottaa kaasun suojaamiseen (tai vaihtoehtona flux -ytimeen) jatkuvan langan syöttö- ja hitsausaltaan suojaamiseksi. Yleisiä kaasuja ovat argon - co₂ -seokset (teräkselle) ja Pure Argon (alumiinille).
TIG -hitsaus: Käyttää suojakaasua suojaamaan ei -- kulutusvolframielektrodia ja hitsausaltaalla. Puhdas argon on vakiona alumiinille ja teräkselle; Argon - helium -seoksia käytetään paksuihin metalleihin.
Plasmakaarihitsaus: Samanlainen kuin TIG, se käyttää inerttejä kaasuja (argonia tai argonia - vety -seoksia) plasmakaarin ja sulan metallin suojaamiseksi.
Flux - Cored -hitsaus: Jotkut flux - cored -prosessit käyttävät suojakaasua (kaasua - suojattu flux -ydin) suojauksen parantamiseksi, vaikka itse - suojattu flux -ydin riippuu sen sijaan fluxista.
Sitä vastoin prosessit, kuten sauvahitsaus (SMAW) tai Oxy - Polttoaineen leikkaaminen, eivät käytä suojakaasua - sauvahitsaus käyttää vuon suojaa hitsauksen suojaamiseen, kun taas Oxy - Polttoaine riippuu kemiallisista reaktioista lämmön, ei kaaren stabiilisuuden vuoksi.
Kuinka suojauskaasu toimitetaan ja hallitaan
Suojakaasu tallennetaan korkeaan - painosylinteriin ja toimitetaan hitsauspistooliin säänneltyn järjestelmän kautta:
Sylinterit: Kaasuja säilytetään painekaasuna (argon, co₂) tai neste (co₂, joka höyrystyy vapautuessaan). Sylinterit ovat erikokoisia, pienistä 20 - kuutiosta - jalkisäiliöistä (harrastajille) suuriin 300-kuutiometrin säiliöihin (teollisuuskäyttöön).
Säädin: Laite, joka vähentää korkean sylinterin painetta turvalliseen, käyttökelpoiseen virtausnopeuteen (mitattu kuutiometriä tunnissa, CFH). Sääntelijät varmistavat tasaisen kaasun virtauksen, joka on kriittinen vakaan suojan ylläpitämiseksi.
Virtausmittari: kiinnitetty säätimeen, se näyttää kaasun virtausnopeuden (tyypillisesti 10–30 cfh useimmille hitsauksille). Liian matala virtaus jättää hitsauksen suojaamattomaksi; Liian korkea jäte kaasua ja voi aiheuttaa turbulenssia.
Letku ja suutin: Kaasu kulkee letkun läpi hitsauspistooliin, missä suutin ohjaa sitä kaari- ja hitsausaltaan ympärille muodostaen suojakilven.
Miksi suojauskaasu on välttämätöntä nykyaikaisessa hitsauksessa
Ilman suojaa kaasua, korkean - laatuhitsien saavuttaminen useimmissa metalleissa olisi melkein mahdotonta. Ilmakehän saastuminen tekisi hitsauksia heikoista, huokoisista tai haurasta - kelvottomaksi rakenne-, auto- tai teollisuuskäyttöön. Suojakaasu mahdollistaa:
Johdonmukaiset, toistettavat hitsit: Kriittinen valmistukselle, missä jokaisen osan on täytettävä turvallisuusstandardit.
Herkän metallien hitsaus: alumiini, ruostumaton teräs ja kupari hapettaisivat tai syövyttäisivät ilman inerttiä kaasun suojausta.
Tehokkuus: Vähentämällä vikoja ja roiskeita, suojaus kaasu lyhenee uudelleenmuotoilua ja puhdistusaikaa.
Johtopäätös
Suojakaasu on suojakaasu tai seos, joka suojaa sulaa metallia hitsauksen aikana, stabiloi kaaren ja muotoilee hitsausominaisuuksia. Se estää ilmakehän saastumisen, varmistaa voimakkaan fuusion ja antaa hitsaajille räätälöidä helmen muodon ja tunkeutumisen heidän tarpeisiinsa. Suojakaasut ovat välttämättömiä inertteistä kaasuista, kuten argon (alumiinille) reaktiivisiin seoksiin CO₂: n kanssa (teräkselle), jotta saadaan aikaan korkea - laatuhitsaus nykyaikaisessa valmistuksessa. Olipa kyseessä kotityöpajassa tai teollisuuslaitoksessa, oikea suojauskaasu on avain vahvojen, puhtaiden ja luotettavien nivelten saavuttamiseen.
