TIG ve MIG/MAG kaynaklarında hangi koruyucu gaz?
TIG koruyucu gaz
Yöntemin adından da anlaşılacağı üzere, normalde TIG kaynakları için asal gazlar kullanılmaktadır. Koruyucu gazlar DIN EN 439 normlarına uygundur. Bunlar norma göre l1, l2 ve l3 tanımlamalarına sahiptir.
TIG kaynağında en sık kullanılan koruyucu gaz argondur (l1). Saflık oranının en az %99,95 olması gerekir. Ancak alüminyum veya bakır gibi çok iyi ısı iletkenliğine sahip metallerde helyum (l2) kullanılır. Koruyucu gaz olarak helyum kullanıldığında ark daha sıcak olur. Ama özellikle arkın çekirdeği ile kenarı arasındaki ısı dağılımı dengelidir. TIG kaynaklarında nadiren sadece helyum kullanılır ve kullanımı özel durumlarla sınırlıdır, buna karşın %25, 50 veya 75 helyum oranlarıyla argon - helyum karışımları (l3) son yıllarda daha da artarak kullanılmaktadır. Bu şekilde örneğin, kalın alüminyum konstrüksiyonlarında yeterli kaynak nüfuziyetine ulaşmak için gerekli olan ön ısıtma ısısı düşürülebilmektedir. Aynı zamanda kaynak hızının birkaç kata kadar arttırılması da mümkündür. Paslanmaz krom-nikel çeliklerinin TIG kaynaklarında bu amaç doğrultusunda argon-hidrojen karışımları (R1) kullanılmaktadır, ancak bu kapsamda gözenek oluşumunun engellenmesi nedeniyle hidrojen oranının %5'in üzerinde olmaması gerekmektedir.
Koruyucu gaz akış miktarı, gaz memesi çapına ve ortamdaki hava akışına bağlıdır. Ayar değeri olarak argonda 5-10 I / dk. akış olabileceğinden yola çıkılabilir. 4. resimde olduğu gibi hava akışının bulunduğu odalarda daha yüksek akış miktarlarına ihtiyaç olacaktır. Argon - helyum karışımlarında, helyumun düşük yoğunluğu nedeniyle daha yüksek akış miktarları ayarlanmalıdır.
MIG/MAG koruyucu gaz
MIG/MAG kaynağına yönelik koruyucu gazlar DIN EN 439 içerisinde bulunmaktadır. Bu norm içerisinde, ark kaynaklarına ve ark kesimlerine yönelik tüm koruyucu gazlar standartlaştırılmıştır. Koruyucu gazlar, yedi gruba ve bunların alt gruplarına ayrılmıştır.
Koruyucu gaz gruplarına genel bakış
R grubu
R grubu içerisinde, azaltılmış etkiye sahip olan argon / hidrojen karışımları bulunmaktadır. R1 grubundaki gazlar, TIG kaynaklarına, plazma kaynaklarına yüksek hidrojen (H) oranına sahip olan 2. alt gruptaki gazlara yönelik argon ve helyuma ek olarak plazma kesme ve kök korumasını da (formasyon gazları) barındırırlar.
I grubu
I grubunda asal gazlar belirtilmiştir. Burada argon (Ar) ve helyum (He) veya argon - helyum karışımları bulunmaktadır. Bunlar TIG, MIG ve plazma kaynaklarında olduğu gibi aynı zamanda kök koruması için de kullanılırlar.
M grubu
M1, M2 ve M3 ile alt bölümlere ayrılmış olan büyük M grubu içerisinde MAG kaynağına yönelik gaz karışımları bulunmaktadır. Burada da her bir grup için 3 ya da 4 alt grup bulunmaktadır. Gazlar, oksidasyon tepkimelerine göre M1.1 ila M3.3 arasında düzenlenmişlerdir, bu kapsamda M1.1 daha düşük oksidasyon tepkimesine sahipken, M3.3 en fazla oksidasyon etkisine sahiptir. Bu gazların ana unsuru argondur, aktif bileşenlerde oksijendir (O) veya karbondioksit (CO2) ya da oksijen ve karbondioksit (üç bileşenli gazlar) karışımlarıdır.
C grubu
MAG kaynağına yönelik gazların serisini, sadece karbondioksit ve karbondioksit - oksijen karışımı bulunan C grubu gazlar izlemektedir. Son grubun Almanya içerisinde kullanım alanı yoktur. C grubu gazları, en fazla oksidasyona uğrayan gazlardır, çünkü CO2, ark yüksek ısılardayken çözünür ve buna bağlı olarak karbon monoksite ek olarak büyük miktarda oksijen ortaya çıkar.
F grubu
F grubu içerisinde azot (N) ve azot - hidrojen karışımı bulunur. Her iki gaz da plazma kesme ve formasyon için kullanılabilir.
Oksidasyon tepkimelerine ek olarak gazların bileşimi ile aynı zamanda ark bölgesi içerisindeki elektriksel ve fiziksel özellikler ve buna bağlı olarak kaynak özellikleri de etkilenir. Argona helyum eklenerek, örneğin ark atmosferinin ısı iletkenliği ve ısı tutuşu iyileştirilir. Her ikisi de enerjisi yüksek bir ark oluşturur ve buna bağlı olarak kaynak nüfuziyeti özeliği iyileşir. Gaz karışımlarında aktif bileşenlerin karıştırılması ile tel elektrotların erimesi sırasında daha ince damla oluşumu sağlanır. Ayrıca arktaki ısı aktarımı da iyileşir. Buna bağlı olarak da kaynak nüfuziyeti özeliği iyileşir.
Koruyucu gazın gerekli akış miktarı, 10 - 12 x tel çapı litre/dakika cinsinden kolay bir hesaplama yöntemiyle hesaplanabilir.
Alüminyumda MIG kaynaklarında, metalin yüksek oksidasyon eğilimi nedeniyle bunun üzerine çıkan ve Ar / He gaz karışımlarında ise helyum gazının düşük yoğunluğu nedeniyle daha yüksek akış miktarı ayarlanmalıdır. Tüpten veya döngüden gelen gaz akışı öncelikle basınç altında azaltılır. Ayarlanan akış miktarı, bir pitot tüpü ile ayarlanmış olan bir manometreden veya şamandıralı bir gaz test aletinden okunabilir.
Açıklama |
Hacim yüzdesi olarak bilgiler (Vol %) |
Genel |
Yorumlar |
||||||
Grup |
Kod |
oksitlenir |
asal |
azaltılmış |
reaksiyonu yavaş |
|
|
||
|
|
CO2 |
O2 |
Ar |
He |
H2 |
N2 |
||
R |
1 |
|
|
Artık² |
|
> 0 - 15 |
|
TIG, plazma kaynağı, plazma kesme, kök koruma |
|
2 |
|
|
Artık² |
|
> 15 - 35 |
|
|||
I |
1 |
|
|
100 |
|
|
|
MIG, TIG, plazma kaynağı, kök koruma |
asal |
2 |
|
|
|
100 |
|
|
|||
3 |
|
|
Artık² |
> 0 - 95 |
|
|
|||
M1 |
1 |
> 0 - 5 |
|
Artık² |
|
> 0 - 5 |
|
MAG |
zayıf oksitlenme |
2 |
> 0 - 5 |
|
Artık² |
|
|
|
|||
3 |
|
> 0 - 3 |
Artık² |
|
|
|
|||
4 |
> 0 - 25 |
> 0 - 3 |
Artık² |
|
|
|
|||
M2 |
1 |
> 0 - 25 |
|
Artık² |
|
|
|
|
|
2 |
|
> 3 - 10 |
Artık² |
|
|
|
|||
3 |
> 0 - 5 |
> 3 - 11 |
Artık² |
|
|
|
|||
4 |
> 0 - 25 |
> 0 - 8 |
Artık² |
|
|
|
|||
M3 |
1 |
> 25 - 50 |
|
Artık² |
|
|
|
|
|
2 |
|
> 10 - 15 |
Artık² |
|
|
|
|||
3 |
>5 - 50 |
> 8 - 15 |
Artık² |
|
|
|
|||
C |
1 |
100 |
|
|
|
|
|
yüksek oksitlenme |
|
2 |
Artık |
> 0 - 30 |
|
|
|
|
|||
F |
1 |
|
|
|
|
|
100 |
Plazma kesme, kök koruma |
reaksiyonu yavaş |
2 |
|
|
|
|
> 0 - 50 |
Artık |
düşürücü |
Ark kaynağı ve kesimi için koruyucu gazların sınıflandırılması