Jaki wybrać gaz osłonowy do spawania TIG, a jaki do spawania MIG/MAG?

Gaz osłonowy TIG

Jak można wywnioskować z nazwy metody, przy spawaniu metodą TIG stosuje się z reguły gazy obojętne. Gazy osłonowe są zdefiniowane w normie DIN EN 439. Zgodnie z nią noszą oznaczenia l1, l2 i l3.
Gazem osłonowym najczęściej stosowanym podczas spawania metodą TIG jest argon (l1). Stopień czystości powinien wynosić minimum 99,95%. W metalach o wysokiej przewodności cieplnej, np. aluminium czy miedź, stosowany jest również hel (l2). Przy zastosowaniu helu jako gazu osłonowego łuk ma wyższą temperaturę. Jednak przede wszystkim bardziej równomierny jest rozdział ciepła między rdzeniem a krawędzią łuku. Zastosowanie czystego helu przy spawaniu metodą TIG należy obecnie do rzadkości i ogranicza się do przypadków szczególnych, coraz częściej w ostatnich latach stosowane są natomiast mieszaniny argonu/helu (l3) z udziałem helu na poziomie 25, 50 lub 75%. Dzięki temu np. przy grubszych strukturach aluminiowych można obniżyć temperaturę wstępnego nagrzewania, wymaganą do osiągnięcia odpowiedniego wtopienia. Ponadto możliwe jest także wielokrotne zwiększenie prędkości spawania. W przypadku spawania metodą TIG stali nierdzewnych chromowo-niklowych stosowane są w tym celu także mieszanki argonu i wodoru (R1), jednak zawartość wodoru z uwagi na zapobieganie powstawaniu porów nie powinna znacząco przekraczać 5%.
Wielkość przepływu gazu osłonowego zależy od średnicy dyszy gazowej i otaczającego strumienia powietrza. W przypadku argonu można założyć wartość orientacyjną strumienia objętości na poziomie 5-10 I / min. W przewiewnych pomieszczeniach, ilustr. 4, ew. mogą być konieczne wyższe wielkości przepływu. W przypadku mieszanek argonu i helu, z uwagi na niską gęstość helu należy ustawić wyższe wielkości przepływu.

Gaz osłonowy

 

Gaz osłonowy MIG/MAG

Gazy osłonowe do spawania MIG/MAG są wskazane w normie DIN EN 439. W normie tej wskazano wszystkie gazy osłonowe stosowane w spawaniu i cięciu łukiem elektrycznym. Gazy osłonowe są podzielone na siedem grup i szereg podgrup.

 

 

Przegląd grup gazów osłonowych

Grupa R

Grupa R zawiera mieszanki argonu i wodoru o działaniu redukującym. Gazy grupy R1 oprócz argonu i helu znajdują zastosowanie w spawaniu metodą TIG i spawaniu plazmowym, natomiast gazy podgrupy 2 o wysokiej zawartości wodoru (H) – w cięciu plazmowym i do ochrony grani (gazy formujące).

Grupa I

W grupie I skupiają się gazy obojętne. Znajduje się w niej argon (Ar) i hel (He) oraz mieszanki argonu i helu. Stosowane są one do spawania metodą TIG, MIG i spawania plazmowego, a także do ochrony grani.

Grupa M

W obszernej grupie M, podzielonej na podgrupy M1, M2 i M3, skupione są mieszanki gazowe do spawania metodą MAG. Także tu każda grupa jest podzielona na 3 lub 4 podgrupy. Gazy od M1.1 do M3.3 są uporządkowane według właściwości utleniających, tzn. M1.1 jest gazem słabo utleniającym, a M3.3 jest gazem najsilniej utleniającym. Głównym składnikiem tych gazów jest argon, przy komponentach aktywnych znajdują się domieszki tlenu (O) lub dwutlenku węgla (CO2) wzgl. tlenu i dwutlenku węgla (gazy trójskładnikowe).

Grupa C

W szeregu gazów do spawania metodą MAG w grupie C znajduje się czysty dwutlenek węgla oraz mieszanka dwutlenku węgla i tlenu. Ostatni przypadek nie ma jest zastosowania w Niemczech. Gazy grupy C mają najsilniejsze właściwości utleniające, ponieważ CO2 w wysokiej temperaturze łuku rozpada się, przy czym oprócz tlenku węgla powstają duże ilości tlenu.

Grupa F

W grupie F znajduje się azot (N) oraz mieszanka azotu i wodoru. Obydwa gazy można stosować do cięcia plazmowego i formowania.

 

Oprócz reakcji utleniających, skład gazu zmienia także właściwości elektryczne i fizyczne w przestrzeni łuku, a tym samym właściwości spawania. Po dodaniu helu do argonu poprawia się np. przewodność cieplna oraz zawartość ciepła w atmosferze łuku. Obydwa czynniki przyczyniają się do powstania łuku o wyższej gęstości energii i tym samym do lepszych sposobów wtapiania. Domieszka aktywnych składników w mieszankach gazowych prowadzi m.in. do powstawania drobniejszych kropli podczas wytapiania drutu elektrodowego. Ponadto poprawia się transport ciepła w łuku. To również pozwala uzyskać lepsze sposoby wtapiania.
Wymaganą wielkość przepływu gazu osłonowego można wyliczyć na podstawie reguły empirycznej, a mianowicie w litrach na minutę powinna wynosić 10- do 12-krotność średnicy drutu.
W przypadku spawania metodą MIG aluminium z powodu wysokiej skłonności do utleniania materiału ustawiane są wielkości przepływu wykraczające nieco poza ten zakres, w mieszankach gazowych Ar/He, z uwagi na niską gęstość helu, także znacznie większe. Ciśnienie gazu wypływającego z butli lub przewodu pierścieniowego jest początkowo redukowane. Ustawioną wielkość przepływu można odczytać na manometrze, skalibrowanym razem z dyszą pomiarową lub na przepływomierzu z pływakiem.

 

Nazwa

Dane jako wartość procentowa objętości (obj. %)

Standardowe
zastosowanie

Uwagi

Grupa

Oznaczenie liczbowe

utleniający

obojętny

zredukowany

z opóźnioną reakcją

 

 

 

 

CO2

O2

Ar

He

H2

N2

R

1

 

 

Pozostałość²

 

> 0 do 15

 

TIG, spawanie plazmowe, cięcie plazmowe, ochrona grani

 

2

 

 

Pozostałość²

 

> 15 do 35

 

I

1

 

 

100

 

 

 

MIG, TIG, spawanie plazmowe, ochrona grani

obojętny

2

 

 

 

100

 

 

3

 

 

Pozostałość²

> 0 do 95

 

 

M1

1

> 0 do 5

 

Pozostałość²

 

> 0 do 5

 

MAG

Niskie właściwości utleniające

2

> 0 do 5

 

Pozostałość²

 

 

 

3

 

> 0 do 3

Pozostałość²

 

 

 

4

> 0 do 25

> 0 do 3

Pozostałość²

 

 

 

M2

1

> 0 do 25

 

Pozostałość²

 

 

 

 

2

 

> 3 do 10

Pozostałość²

 

 

 

3

> 0 do 5

> 3 do 11

Pozostałość²

 

 

 

4

> 0 do 25

> 0 do 8

Pozostałość²

 

 

 

M3

1

> 25 do 50

 

Pozostałość²

 

 

 

 

2

 

> 10 do 15

Pozostałość²

 

 

 

3

> 5 do 50

> 8 do 15

Pozostałość²

 

 

 

C

1

100

 

 

 

 

 

Wysokie właściwości utleniające

2

Reszta

> 0 do 30

 

 

 

 

F

1

 

 

 

 

 

100

Cięcie plazmowe, ochrona grani

z opóźnioną reakcją

2

 

 

 

 

> 0 do 50

Reszta

redukujące