Wybór gazów ochronnych do spawania strumieniowego: dogłębna analiza i przewodnik aplikacyjny

W dziedzinie spawania spawanie łukowe z rdzeniem strumieniowym (FCAW-G) odgrywa istotną rolę i jest szeroko stosowane w przemysłu ciężkiego, budownictwie, stoczni,obiekty morski i inne gałęzie przemysłu spawania stali niskoemisyjnejWybór gazu ochronnego ma kluczowe znaczenie dla efektu spawania,a najczęściej stosowane są w 100% czysty CO2 lub mieszanina 75% - 80% Ar i 20% - 25% CO2W niniejszym artykule szczegółowo omówione zostaną zalety i wady tych dwóch gazów osłonowych, aby pomóc praktykom spawania w dokonywaniu świadomych wyborów.

Zasada działania gazu ochronnego: niewidzialna tarcza w obszarze spawania

Podstawową funkcją gazu osłonującego jest blokowanie powietrza i zapobieganie erozji wody, tlenu i pary wodnej w basenie spawalniczej i elektrodzie.gaz osłaniający jest wyrzucany z dyszy zapielniającej, tworząc odizolowane środowisko wokół elektrody w celu zapewnienia stabilnego spalania łuku i normalnego utwardzania stopionego zbiornika.Zarówno mieszaniny CO2 jak i Ar/CO2 mogą skutecznie wypełniać tę odpowiedzialność, a także uczestniczyć w budowie obszaru plazmy łukowej, wpływające na przewodzenie cieplne łuku i siłę na stopiony basen, chociaż istnieją różnice w ich wydajności w tych aspektach.

Charakterystyka gazu ochronnego: różnice z perspektywy mikroskopowej

1.Potencjał jonizacji i stabilność łukuPotencjał jonizacyjny CO2 wynosi 14,4 eV, niższy niż potencjał jonizacyjny Ar przy 15,7 eV.który daje CO2 przewagę w zapaleniu i utrzymaniu łuku i może szybko ustanowić stabilny łuk spawania.

2.Przewodzenie ciepła i przenoszenie kropli: Wysoka przewodność cieplna CO2 odróżnia ją od mieszaniny Ar/CO2 w zakresie przenoszenia kropli, kształtu łuku, penetracji spawania i rozkładu temperatury.Wyższa przewodność cieplna sprzyja tworzeniu się dużych transferów kropli podczas transferu kropli, wpływające na formowanie spawania i kontrolę penetracji.

3.Reaktywność i skład spawania: CO2 jest gazem obojętnym w temperaturze pokojowej, ale pod wysoką temperaturą łuku rozkłada się na atomy CO, O2 i tlenu i staje się gazem aktywnym,który jest podatny na reakcje utleniania z metalamiAr jest gazem obojętnym, a mieszanina Ar/CO2 ma stosunkowo niższą reaktywność.przy użyciu mieszaniny Ar/CO2, efektywność osadzenia stopu elektrodowego jest wyższa, ponieważ niektóre pierwiastki stopu reagują z tlenem rozkładanym z CO2 w celu utworzenia tlenków, które wchodzą do szłupy,Zwiększenie zawartości dezoksydantów, takich jak Mn i Si w spawaniu, zwiększając tym samym wytrzymałość spawania, ale zmniejszając wydłużenie i wytrzymałość uderzeniową.

Gazy obojętne i gazy mieszane: zgodność w zastosowaniu

Chociaż gazy obojętne mogą chronić stopiony basen, mogą wystąpić problemy, gdy są używane samodzielnie do spawania metali na bazie żelaza.łuk będzie wydłużony i zewnętrzna powłoka elektrody stopnieje przedwcześnieW Ameryce Północnej gazy mieszaniny Ar/CO2 są najczęściej stosowane do spawania metali na bazie żelaza.Zestawy 75% Ar + 25% CO2 lub 80% Ar + 20% CO2 są powszechnie stosowane do spawania ze stali nierdzewnej FCAW-G, a niektóre druty spawalnicze wymagają 90% Ar + 10% CO2, a zawartość Ar niższa niż 75% wpłynie na właściwości łuku.

Czynniki w wyborze gazu osłonowego: kompromisy między kosztami, spawaczem i jakością

1.Rozważanie kosztów: Wybory za rachunku ekonomicznym: W kosztach spawania 80% stanowią siła robocza i zarządzanie, 20% stanowią materiały, a gaz osłonowy stanowi około 1/4 kosztów materiałów.CO2 ma szeroki zakres źródeł i można go uzyskać przy niskim koszcie poprzez przetwarzanie gazu ziemnegoJednakże Ar jest rzadki w atmosferze, a jego wydobycie wymaga złożonego sprzętu i wysokiego zużycia energii, co powoduje wysokie koszty.Jeżeli uwzględni się tylko koszty gazu, CO2 jest pierwszym wyborem, ale faktyczna decyzja musi być kompleksowo rozważona.

2.Preferencje spawacza i wydajność: związek między doświadczeniem operacyjnym a wydajnością: Przy użyciu tego samego drutu spawalniczego mieszanina Ar/CO2 ma bardziej stabilne łukowanie, mniejsze rozpraszanie i stabilne przenoszenie kropli, co może utrzymać dobry stan stopionej zbiornika,jest korzystne dla spawania w specjalnych pozycjach i poprawia wydajnośćJednak jego wyższa zawartość Ar zwiększa promieniowanie cieplne otrzymane przez spawacza, a pistolet spawalniczy jest podatny na przegrzanie,wymagające silniejszego pistoletu spawalniczego lub częstszego wymiany części zużywających.

3.Jakość spawania: kluczowa gwarancja jakości spawania: Mieszanka Ar/CO2 dobrze sprawdza się w formowaniu spawania, zmniejszając rozpraszanie i koszty czyszczenia po spawaniu, co jest pomocne w badaniach ultradźwiękowych.Ponieważ cienkie krople zwiększają ilość rozpuszczania gazu, ślady gazu mogą mieć wpływ na wygląd i działanie spawania.

Typowe scenariusze zastosowań: preferencje wyboru w praktyce przemysłowej

W spawaniu płaskim i poziomym o wysokim składowaniu CO2 jest powszechnie stosowany ze względu na jego przewagę kosztową i spełnienie wymagań związanych ze spawaniem;przemysł stoczniowy faworyzuje CO2 ponieważ jego łuk może skutecznie spalić od podstawy na metalu podstawowym; w północnoamerykańskim przemyśle budowlanym na morzu, podczas spawania specyficznych spań w rowach, preferowana jest mieszanina Ar/CO2 ze względu na dążenie do wyglądu spawania i niskiego rozpraszania.Jeżeli w warsztacie stosuje się wiele procesów spawania z osłoną gazową, gaz osłonowy jest często standaryzowany, a niektórzy producenci wybierają również mieszaninę Ar / CO2 w celu optymalizacji efektu spawania GMAW.

Wniosek: kompleksowe rozważenie i precyzyjne podejmowanie decyzji

Wybór gazu osłonowego do FCAW-G wymaga równowagi między kosztami, jakością i wydajnością.i należy określić na podstawie wpływu gazu na różne aspekty w rzeczywistych operacjach spawaniaPo wyborze gazu osłonowego należy wybrać odpowiednią elektrodę, aby zapewnić najlepszą równowagę jakości spawania i wydajności.