Який екранний газ чи гази добре працюють з зварюванням GMAW?

GMAW (зварювання газового металу), широко відоме як зварювання MIG, значною мірою покладається на екранування газів для захисту зварного басейну від атмосферного-кисню, азоту та вологи, що може спричинити пористість, крихкість або слабке злиття. Правий екранований газ не лише запобігає дефектам, але й впливає на стабільність дуги, зовнішній вигляд зварного бісеру та проникнення. Хоча жоден єдиний газ не працює для всіх матеріалів, аргонові, вуглекислий газ (Co₂) та суміші Argon-Co₂ є найбільш ефективними, із спеціалізованими сумішами, що розширюють можливості GMAW, до нержавіючої сталі, алюмінію та інших сплавів.
Основні вимоги до GMAW екранування газів
Захисні гази для GMAW повинні відповідати трьом ключовим критеріям:
• Профілактика забруднення: блокуйте атмосферні гази від реагування з розплавленим металом.
• Стабільність дуги: підтримувати послідовну дугу для управління введенням тепла та форми зварного бісеру.
• Сумісність матеріалу: Уникайте хімічних реакцій з основним металевим або наповнювальним дротом (наприклад, окислення алюмінію або вуглецевого пікапа в нержавіючої сталі).
Ці потреби залежать від матеріалу, товщини та форми застосування вибору між інертними газами (аргоном, гелієм), реактивними газами (Co₂) або сумішами.
Інертні гази: ідеально підходить для кольорових металів
Інертні гази (аргон, гелій або суміші) не реагують з металами, що робить їх важливими для зварювання алюмінію, міді та інших кольорових сплавів.
Аргон (AR): універсальна база
Чистий аргон є основою екранування GMAW для кольорових металів. Його низька теплопровідність створює стабільну, цілеспрямовану дугу, яка добре працює для тонких матеріалів (наприклад, алюмінієвих листів 16-ти калібру). Щільність аргону (в 1,38 рази більше повітря) утворює надійний щит, навіть у світлових чернетках, і це запобігає окисленню чутливої ​​поверхні алюмінію-як критична особливість алюмінію (Al₂o₃) тане на 3700 градусів F (2,037 градусів), далеко вище точки плавлення алюмінію в 1,220 градусів F (600 градусів).
Для алюмінію GMAW чистий аргон є стандартним. Він забезпечує, що дріт наповнювача плавно стікає в шва басейну і уникає оксидних включення, що послаблюють суглоби.
Гелій (він): Підвищення проникнення в товсті сплави
Гелій, легший інертний газ, підвищує температуру дуги за рахунок високої теплопровідності. Це робить його корисним для товстих кольорових металів (наприклад, 1-дюймових алюмінієвих пластин), де потрібно глибше проникнення. Гелієво-аргоні суміші (наприклад, 75% He/25% AR) проникнення балансу та стабільність дуги, які часто використовуються в аерокосмічних додатках, де алюмінієві компоненти потребують повного злиття.
Однак гелій є дорогим і менш ефективним у проектах (через низьку щільність), обмежуючи його використання спеціалізованими проектами.
Реактивні гази: оптимізований для заліза металів
Реактивні гази, такі як Co₂, мінімально взаємодіють зі сталі, але підвищують продуктивність дуги, що робить їх ідеальними для вуглецю та низьколегованих сталей.
Вуглекислий газ (CO₂): економічно вигідний для сталі
Pure Co₂-це основне для зварювання GMAW м'якої сталі та низьколегованої сталі. Її реакційноздатні властивості (він десоціується трохи в дузі) створює більш гарячу дугу, ніж аргон, покращуючи проникнення товстих матеріалів (наприклад, ½-дюймові пластинки з вуглецевої сталі). CO₂ також зменшує розбризкування порівняно зі старими методами, що стоять за потоком, і значно дешевше, ніж аргоно, критичний для виробництва великого обсягу (наприклад, автомобільне зварювання каркас).
Хоча CO₂ може спричинити незначне окислення, проводи наповнювача м'якої сталі (наприклад, AWS ER70S-6) містять дезоксилізатори (кремній, марганець), які нейтралізують оксиди, забезпечуючи міцні зварні шви.
Argon-co₂ суміші: збалансування якості та витрат
Суміші Argon та Co₂ (наприклад, 75% AR/25% CO₂, 90% AR/10% CO₂) - найбільш широко використовувані екрануючі гази для сталевого GMAW. Вони поєднують стабільність Аргона з проникненням Co₂, пропонуючи:
• Більш гладкі зварні намистини: Аргон зменшує бризок порівняно з чистим Co₂, мінімізуючи післяпідрижні чистячі для видимих ​​деталей, як конструкційні сталеві промені.
• Універсальність через товщину: 75/25 суміші працюють як для тонкої (18-ти калібру), так і для товстої (1-дюймової) сталі, адаптуючись до автомобільних, будівельних та машинних застосувань.
• Знижена пористість: щільніший щит Аргона обмежує пікап азоту, поширена причина пори в чистому ко-шиховому зварні.
Суміш 90/10 є кращою для сталей з низьким сплавом, оскільки його нижній вміст CO₂ зменшує вибору вуглецю, зберігаючи міцність металу.
Спеціалізовані суміші для нержавіючої сталі та металів з високим сплавом
Сплави з нержавіючої сталі та високотехніки потребують екрануючих газів, які запобігають виснаженням хрому (критично важливим для корозійної стійкості) та уникають утворення карбіду.
Аргонові-ко-кисневі суміші для нержавіючої сталі
Для аустенітної нержавіючої сталі (наприклад, 304, 316) суміє, як 90% AR/8% CO₂/2% O₂ Баланс стабільності дуги та контролю окислення. Кисень покращує "змочування" басейну зварного шва (забезпечуючи навіть розповсюдження намистин) без надмірного окислення хрому, тоді як аргон мінімізує пікап азоту. Ця суміш є стандартною в обладнанні харчових продуктів, де резистентність до корозії не підлягає обороту.
Аргон-геліум для сплавів з високою нікелею
Слави, як Inconel (використовуються в аерокосмічній та хімічній обробці) вимагають інертного екранування, щоб уникнути забруднення. Аргонові суміші (наприклад, 70% AR/30% HE) забезпечують високий тепловий вхід, необхідний для товстих секцій, захищаючи резистентність до корозій нікелю. Дугове тепло гелію забезпечує повне синтез, не реагуючи на сплав.
Ключові фактори вибору газу
Вибір правого газу GMAW залежить від:
• Базовий метал: алюміній вимагає чистого аргону; м'яка сталева працює з CO₂ або сумішами; Нержавіюча сталь потребує сумішей аргоно-кисню.
• Товщина матеріалу: Тонкі метали (менше або дорівнюють ¼ дюйм) виграють від багатих аргоном сумішей для точності; Товсті метали (більше або дорівнюють ½ дюйма) використовують Co₂ або гелію-аргону для проникнення.
• Видимість зварювання: для декоративних або структурних зварних швів (наприклад, поручнів), суміші Argon-co₂ зменшують розбризкування для більш чистої обробки.
• Вартість: Pure Co₂ найдешевший для сталі; Аргонові або гелієві суміші є дорожчішими, але необхідними для кольорових або високолегованих металів.
Найкращі практики для екранування газів GMAW
Для максимізації ефективності:
• Контрольна швидкість потоку: 20–30 CFH (кубічні фути на годину) працює для більшості застосувань. Занадто низький потік залишає зварювання підданим; Занадто висока спричиняє турбулентність, яка тягне в повітря.
• Відповідайте на газ до наповнювача: Використовуйте дезоксидовані дроти (наприклад, ER70S-6) з газами на основі CO₂ для протидії окисленню.
• Уникайте забруднення: Переконайтесь, що газові лінії є сухими і не містять сміття, спричиняють пористість, спричинену воднем, особливо в сталі.
• Випробування на чернетки: у вітряних умовах (наприклад, будівельні майданчики) використовуйте лобове скло або перемикайте на щільніший газ (аргон) для підтримки цілісності щита.
Висновок: Ні одного розміру, але чіткі вказівки
Найкращі екрановані гази GMAW залежать від матеріалу:
• Алюміній/кольоровий: чистий аргон (тонкий) або суміші аргону-гелію (товсті).
• Легка/низьколегована сталь: 75% AR/25% CO₂ (універсальність) або Pure Co₂ (вартість).
• Нержавіюча сталь: аргоно-ко-кисень поєднується для збереження резистентності до корозії.
Вирівнюючи вибір газу з матеріалом, товщиною та якісними потребами, зварювальники GMAW досягають міцних, без дефектних стиків-будь то для автомобільних рамок, деталей алюмінієвих літаків або медичного обладнання з нержавіючої сталі. Правий екранований газ - це не просто інструмент; Це основа надійної продуктивності GMAW.