Varjestusgaas on spetsiaalselt valitud gaas või gaaside segu, mida kasutatakse keevitus- ja metalli valmistamisel, et kaitsta sulametalli atmosfääri gaaside saastumise eest. Selle peamine roll on luua keevisõmbluse tsooni ümber "kaitsebarjäär", mis hoiab ära hapniku, lämmastiku, vesiniku ja niiskuse kuuma, reaktiivse metalliga suhtlemise. See kaitse on kriitilise tähtsusega tugeva, puhta ja defekti - vabade keevisõmbluste - tootmiseks ilma selleta põhjustaks atmosfäärigaasid poorsust, rabedust või nõrka sulandumist liigeses. Varjestusgaasid on inertsed või pool - inertsed, mis tähendab, et need ei reageeri sulametalliga, võimaldades sellel jahtuda ja tahkuda tugevaks sidemeks.
Varjestusgaasi põhifunktsioonid
Varjestusgaasid täidavad keevituses kolm olulist rolli, mille keskmes on keevisõmbluse terviklikkus:
1. hoiab ära atmosfääri saastumise
Kui metalli kuumutatakse sulamistemperatuurini (sageli üle 2500 kraadi F keevitamisel), muutub see väga reageerivaks. Kokkupuude atmosfäärigaasidega põhjustab pöördumatuid kahjustusi:
Hapnik reageerib sulametalliga, moodustades oksiidid (nt rauaoksiid terases või alumiiniumoksiid alumiiniumist), mis on haprad ja nõrgendavad keevisõmblust. Need oksiidid võivad tekitada pragusid või "külmad ringid" (lohastamata alad), mis ebaõnnestuvad stressi all.
Lämmastik lahustub sulametalliks ja moodustab jahtumisel kõvaks, rabedad nitriidid. See muudab keevisõmbluse pragunemisele, eriti kõrge - stressirakendustes nagu konstruktsiooniteras.
Vesinik (õhu niiskusest või metalli pinnal) lõksus tahkestavasse keevisõmblusse, nagu pisikesed mullid, mida nimetatakse poorsuseks. Poorsus vähendab keevisõmbluse tugevust, luues lüngad metallis.
Gaasi varjestus tõrjub need gaasid keevisõmbluse tsoonist, luues puhta keskkonna, kus sulametall võib sulatada saasteainetega reageerimata.
2. stabiliseerib keevituskaare
Kaarekeevitusprotsessides (nagu MIG, TIG või plasma kaarekeevitamine) tugineb metalli sulav elektriarv püsiva soojusvõimsuse säilitamiseks stabiilsele keskkonnale. Varjestusgaasid aitavad seda kaare stabiliseerida:
Kaare turbulentsi vähendamine, mis hoiab ära kuumuse pritsimise või kõikumised.
Kaare "kuju" ja energiajaotuse juhtimine. Näiteks tekitavad mõned gaasid (nagu argoon) sujuva soojusvooguga "pehmema" kaare, teised (nagu heelium) loovad kuumema, fokuseerituma kaare.
Kaare tagamine soojuse ülekandmine efektiivselt mitteväärismetalli ja täiteaine materjalile, vältides ebaühtlast sulamist, mis võib keevisõmblust nõrgestada.
Stabiilne kaare, mis on võimaldanud varjestusgaasi abil, tagab sulametalli basseini ühtlaselt ja sulandub normaalse metalliga korralikult.
3. mõjutab keevisõmbluse omadusi
Varjestusgaasid mõjutavad ka sulametalli voolamise ja tahkestumise viisi, kujundades keevisõmbluse väljanägemist, läbitungimist ja mehaanilisi omadusi. See võimaldab keevitajatel keevisõmblust kohandada konkreetsetele vajadustele:
Helmekuju: gaasid nagu argoon soodustavad laia sileda servaga lamedat helmest, mis sobib ideaalselt nähtavate keevisõmbluste jaoks (nt autopaneelid). Süsinikdioksiidiga gaasid (CO₂) loovad kitsamad, läbitungivamad helmed, paksu konstruktsiooniterase jaoks paremad.
Läbinetrisügavus: gaasid nagu heelium või co₂ suurendavad kaarekuumust, võimaldades keevisõmblusel tungida sügavamale paksu metalli. Argoon on madalama soojusväljundiga parem õhukeste metallide jaoks, et vältida põlemist -.
Pritsi vähendamine: inertgaasid nagu argoon minimeerivad pritsimist (sulametallist tilgad, mis kleepuvad mitteväärimetalli külge), vähendades postitust - keevisõmbluse puhastamist. Reaktiivsed gaasid nagu puhas Co₂ võib põhjustada rohkem pritsimist, kuid pakuvad muid eeliseid, näiteks sügavamat läbitungimist.
Varjestusgaaside tavalised tüübid
Varjestusgaasid liigitatakse nende keemiliste omaduste järgi ja need valitakse keevitusprotsessi, mitteväärimetalli ja soovitud keevisõmbluse omaduste põhjal. Kõige rohkemLevinud tüübid hõlmavad:
1. inertgaasid
Inertgaasid ei reageeri sulametalliga, muutes need ideaalseks tundlike metallide jaoks, mis oksüdeeruvad kergesti. Esmased inertsed varjestusgaasid on:
Argoon (AR): kõige laialdasemalt kasutatav varjestusgaas. See on tihe, hõlpsasti kontrollitav ja tekitab stabiilse kaare. Argoon on hädavajalik alumiiniumi keevitamiseks (takistab oksiidi moodustumist), roostevabast terasest ja vasest. See segatakse sageli teiste gaasidega, et suurendada läbitungimist.
Heelium (HE): kergem, vähem tihe inertgaas, mis tekitab argoonist kuumema kaare. Seda kasutatakse paksu alumiiniumi või vase keevitamiseks (mis viivad soojuse kiiresti ära) ja see segatakse sageli argooniga, et tasakaalustada soojust ja varjestust.
2. reaktiivsed gaasid
Reaktiivsed gaasid (või "aktiivsed" gaasid) võivad pisut sulametalliga suhelda, kuid need on keevitamiseks siiski ohutu. Tavaliselt kasutatakse neid segudes inertgaaside abil kaare jõudluse või läbitungimise parandamiseks:
Süsinikdioksiid (CO₂): reaktiivne gaas, mis suurendab kaare soojust ja läbitungimist. Seda kasutatakse harva (kuna see võib põhjustada pritsimist), kuid see on terase keevitamise segude peamine lisand (nt 75% argoon + 25% co₂).
Hapnik (O₂): kasutatakse väikestes kogustes (1–5%) segudes roostevabast terasest keevitamiseks. See stabiliseerib kaare ja parandab helmekuju, põhjustamata liigset oksüdatsiooni.
3. segagaasid
Enamik keevitusrakendusi kasutab erinevate gaaside eeliste tasakaalustamiseks gaasisegusid. Levinumad segud hõlmavad:
75% argoon + 25% co₂: "Workhobu" segu kerge terase mig -keevituse jaoks. See ühendab Argoni stabiilsuse koos Co₂ tungimisega, tekitades tugevaid, puhtaid keevisõmblusi.
90% argoon + 10% co₂: kasutatakse roostevabast terasest ja kõrge - kvaliteetsete terase keevisõmbluste jaoks. See vähendab pritsimist võrreldes 75/25 seguga, säilitades roostevabast terasest korrosioonikindluse.
Argoon + heelium (nt 75% ar + 25% He): Ideaalne paksu alumiiniumi jaoks. Heelium lisab soojust sügavamaks läbitungimiseks, argoon tagab aga hea varjestuse.
Gaasi varjestus erinevates keevitusprotsessides
Varjestusgaase kasutatakse mitmes keevitusprotsessis, millest igaühel on konkreetsed nõuded:
MIG -keevitamine: pideva traadi sööda ja keevisõmbluse basseini kaitsmiseks tugineb varjestusgaasile (või alternatiivina). Tavaliste gaaside hulka kuuluvad argoon - co₂ segud (terase jaoks) ja puhas argoon (alumiiniumi jaoks).
TIG -keevitamine: kasutab varjestusgaasi mitte - kaitsta tarbitavat volframielektroodi ja keevisõmbluse kogumit. Puhas argoon on alumiiniumi ja terase standardne; Argooni - heeliumi segud kasutatakse paksude metallide jaoks.
Plasma kaarekeevitamine: sarnaselt TIG -ga kasutab see inertgaase (argoon või argoon - vesinikusegud) plasmakaare ja sulametalli kaitseks.
Flux - Südamlik keevitamine: mõned Flux - südamiku protsessid kasutavad kaitse suurendamiseks varjestusgaasi (gaas - varjestatud voo südamik), ehkki self {- varjestatud voo südamik sõltub selle asemel voole.
Seevastu sellised protsessid nagu Stick Welding (Smaw) või Oxy - kütuse lõikamine ei kasuta varjestusgaasi - Stick keevitus kasutab keevisõmbluse kaitsmiseks voogu, samal ajal kui oksü - kütus sõltub kuumuse jaoks keemilistest reaktsioonidest, mitte kaare stabiilsusest.
Kuidas varjestusgaasi tarnitakse ja kontrollitakse
Varjestusgaasi hoitakse kõrgetes - survesilindrites ja tarnitakse keevituspüstoli reguleeritud süsteemi kaudu:
Silindrid: gaase hoitakse kokkusurutud gaasina (argoon, co₂) või vedelik (co₂, mis vabanedes aurustub). Silindrid on erineva suurusega, alates väikesest 20 - kuubikuju - jalapaakidest (harrastajatele) kuni suurte 300-kuuemajaliste mahutiteni (tööstuslikuks kasutamiseks).
Regulaator: seade, mis vähendab kõrge silindri rõhu ohutuks kasutatavaks voolukiiruseks (mõõdetuna kuupjalgades tunnis, CFH). Regulaatorid tagavad stabiilse kilbi säilitamiseks kriitilise gaasi voolu.
Voolumõõtur: regulaatori külge kinnitatud, see näitab gaasi voolukiirust (tavaliselt 10–30 CFH enamiku keevitamise korral). Liiga madal vool jätab keevisõmbluse kaitsmata; Liiga kõrge jäätmega gaas ja võib põhjustada turbulentsi.
Voolik ja otsik: gaas liigub läbi vooliku keevituspüstoli, kus düüsi suunab selle ümber kaare- ja keevisõmbluse basseini, moodustades kaitsekilbi.
Miks on gaasi varjestus tänapäevases keevitamisel hädavajalik
Gaasi varjestuseta oleks kõrge - kvaliteetsete keevisõmbluste saavutamine enamikus metallides peaaegu võimatu. Atmosfääri saastumine muudaks keevisõmblused nõrgaks, poorseks või rabedaks - kõlbmatuks struktuurseks, autotööstuseks või tööstuslikuks kasutamiseks. Varjestusgaas võimaldab:
Järjepidevad, korratavad keevisõmblused: valmistamise jaoks kriitilised, kus iga osa peab vastama ohutusstandarditele.
Tundlike metallide keevitamine: alumiinium, roostevaba teras ja vask oksüdeeruksid või söövitaksid ilma inertse gaasi kaitseta.
Tõhusus: vähendades defekte ja pritsimist, vähendab gaasi varjestamine ümbertegemise ja puhastusaega.
Järeldus
Varjestusgaas on kaitsegaas või segu, mis kaitseb sulametalli keevitamise ajal, stabiliseerib kaare ja kujundab keevisõppe omadusi. See hoiab ära atmosfääri saastumise, tagab tugeva sulandumise ja võimaldab keevitajatel kohandada helmeste kuju ja tungimist oma vajadustele. Alates inertsetest gaasidest nagu argoon (alumiiniumi jaoks) kuni reaktiivsete segudeni Co₂ -ga (terasega) on varjestusgaasid hädavajalikud, et saada kaasaegses valmistamisel kõrge - kvaliteetseid keevisõmblusi. Kas kodutöökojas või tööstusjaamas on parem varjestusgaas tugevate, puhta ja usaldusväärse liigeste saavutamiseks.
