En el proceso de soldadura, el uso de una mezcla de gases en lugar de un solo gas como gas protector puede refinar eficazmente la gota, reducir las salpicaduras, mejorar la formación, controlar la penetración, prevenir defectos y reducir la productividad de la porosidad, mejorando significativamente la calidad de la soldadura. .
Las mezclas de gases de protección para soldadura comúnmente utilizadas incluyen mezclas de gases binarios, mezclas de gases ternarios y mezclas de gases cuaternarios.
Las mezclas de gases binarios incluyen Ar He, Ar-N 2 Ar-H 2 Ar-O 2 Ar-CO 2 CO 2 -O 2 N 2 -H 2 , etc.;
Las mezclas de gases ternarios incluyen Ar-He-CO 2 Ar-He-N 2 Ar-HeO 2 Ar-O 2 -CO 2 , etc.;
La mezcla de gases cuaternión es menos utilizada y está compuesta principalmente por Ar, He, N 2 Ó 2 H 2 CO 2 etc.
La proporción de cada componente en varios gases mezclados puede variar en un amplio rango, que está determinado principalmente por el proceso de soldadura, el material de soldadura, el modelo del alambre de soldadura y muchos otros factores.
En general, cuanto mayores sean los requisitos de calidad de la soldadura, mayores serán los requisitos de pureza del gas único utilizado para preparar la mezcla.
1. Mezcla de gases binarios
(1) Argón-oxígeno
Agregar una pequeña cantidad de oxígeno al argón para la soldadura MIG puede mejorar la estabilidad del arco, mejorar la tasa de refinamiento de las gotas fundidas, reducir la corriente de transferencia de pulverización, mejorar la humectabilidad y la formación de cordones de soldadura.
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Por ejemplo, Ar+(1% – 2%) O 2 se usa comúnmente para soldadura por arco por aspersión de acero al carbono, acero de baja aleación y acero inoxidable.
Aumente adecuadamente la oxidabilidad de la atmósfera del arco para aumentar la temperatura del metal fundido en el baño fundido y mejorar la fluidez.
El metal fundido puede fluir completamente hacia la punta de soldadura, reduciendo la tendencia a socavar y haciendo que el cordón de soldadura quede plano.
Por ejemplo, Ar+(5% – 10%) O 2 se puede utilizar para soldar acero al carbono para mejorar la velocidad de soldadura.
A veces se añade una pequeña cantidad de oxígeno para soldar metales no ferrosos.
Por ejemplo, al soldar placas de aluminio muy limpias, agregar un 1% de oxígeno en la fracción de volumen puede estabilizar el arco.
(2) Dióxido de carbono argón
Este tipo de mezcla de gases se utiliza principalmente para soldar acero al carbono y de baja aleación y tiene una aplicación limitada para soldar acero inoxidable.
Ar-CO 2 tiene menos salpicaduras que el CO 2 puro y reduce la pérdida por combustión de los elementos de aleación, lo que resulta útil para mejorar la resistencia y la resistencia al impacto de la soldadura.
Se agrega una pequeña cantidad de CO 2 al aire a medida que se agrega una pequeña cantidad de O 2 para producir un chorro de arco.
La mayor diferencia es que la corriente crítica de la mezcla Ar-CO 2 es mayor que la de la mezcla Ar-O 2 .
Ar-CO 2 es la mezcla binaria de gases de soldadura más utilizada en China.
Para satisfacer la demanda del mercado y estandarizar los requisitos de calidad, se formuló el estándar de la industria química HG/T3728-2004 Mezcla de gas de soldadura de dióxido de carbono argón, que especifica la pureza del gas de alimentación utilizado para preparar la mezcla de gas Ar-CO 2 , requisitos técnicos, métodos de prueba, reglas de inspección, etc. para productos de mezcla de gases.
La relación Ar-CO 2 del gas mezclado puede ser casi cualquier relación.
Por ejemplo, es común agregar un 5 % de CO2 a la mezcla de gases para la soldadura MAG pulsada en todas las posiciones de placas gruesas de acero de baja aleación.
Generalmente, en comparación con la adición de 2% de O 2 , la oxidación de la soldadura es menor, la penetración mejora y la porosidad es menor;
Air+(10% – 20%) CO 2 se utiliza para soldadura de espacios estrechos de acero al carbono y acero de baja aleación, soldadura en todas las posiciones de placas delgadas y soldadura MAG de alta velocidad;
Aire+(21% – 25%) CO 2 se usa comúnmente para soldadura por transferencia de cortocircuito de acero con bajo contenido de carbono;
Aire+50% CO 2 se utiliza para soldadura de penetración profunda con alto aporte de calor;
Para soldar tuberías de paredes gruesas se utiliza aire + 70% CO 2 .
(3) argón helio
La mezcla de Ar He se utiliza para soldar metales no ferrosos, como aluminio, cobre, aleaciones de níquel y metales activos, independientemente de su proporción.
Estos gases utilizan diferentes combinaciones para mejorar el voltaje del arco y el calor de la soldadura TIG y MIG manteniendo las características favorables del argón, que es particularmente adecuado para ocasiones donde la calidad de la soldadura es muy exigente.
El contenido de helio debe ser al menos del 20 % para producir y mantener un efecto de arco de pulverización estable.
(4) Nitrógeno argón
Al soldar acero inoxidable dúplex, se puede agregar entre un 2 % y un 3 % de N 2 al gas mezclado para mejorar la resistencia a la corrosión por picadura y al agrietamiento por corrosión bajo tensión de la junta.
(5) argón helio
El H 2 es una molécula diatómica con alta conductividad térmica.
Cuando se utiliza una mezcla de Ar-H 2 , se puede aumentar la temperatura del arco, se puede aumentar la capacidad de penetración, se puede mejorar la velocidad de soldadura y se puede evitar el socavado.
Además, el hidrógeno tiene un efecto reductor, lo que puede impedir la formación de poros de CO.
El gas mixto Ar-H 2 se utiliza principalmente para soldar aleaciones a base de níquel, aleaciones de níquel-cobre, acero inoxidable, etc.
El contenido de hidrógeno debe controlarse por debajo del 6%.
2. Mezcla ternaria de gases
(1) Argón, dióxido de carbono, oxígeno
El gas mixto que contiene estos tres componentes tiene generalmente CO2 por debajo del 20% y O2 por debajo del 5%.
La principal ventaja es que puede soldar acero al carbono, acero de baja aleación y acero inoxidable de diferentes espesores. No importa qué forma de transición sea apropiada.
(2) Argón, dióxido de carbono, hidrógeno.
Se añade una pequeña cantidad de H2 (fracción de volumen 1% – 2%) al acero inoxidable durante la soldadura MIG pulsada, lo que mejora la humectación de la soldadura y estabiliza el arco.
Por lo tanto, el CO 2 también debe ser menor (la fracción de volumen es del 1% al 3%) para reducir la cantidad de carburación y mantener una buena estabilidad del arco.
Este gas no se recomienda para aceros de baja aleación, ya que provoca un alto contenido de hidrógeno en el metal de soldadura, malas propiedades mecánicas y agrietamiento.
(3) Argón, helio, dióxido de carbono.
La adición de He y CO2 al Ar puede aumentar el aporte de calor de la soldadura y mejorar la estabilidad del arco, y la humectación y formación del cordón de soldadura son mejores.
Al soldar acero al carbono y acero de baja aleación, se agrega para aumentar el aporte de calor y mejorar la fluidez del baño fundido.
También es inerte, lo que no afecta la pérdida por quema de la aleación de oxidación del metal de soldadura.
Por ejemplo, Ar+(10% – 30%) He+(5% – 15%) CO 2 se utiliza para la soldadura por arco con chorro pulsado de acero al carbono y acero de baja aleación;
(60% – 70%) He+(20% – 35%) Ar+5% CO 2 se utiliza para acero de alta resistencia, especialmente soldadura por transferencia de cortocircuito en todas las posiciones;
90% He+7,5% Ar+2,5% CO 2 se usa ampliamente para la soldadura por arco de cortocircuito en todas las posiciones de acero inoxidable.
