انواع گاز محافظ مورد استفاده در جوشکاری

گاز هلیوم :

هلیم در مفهومی یونانی باستان، به معنای «متعلق به خورشید» بوده و از کلمه “Helio” برداشت شده است. هلیم گازی است خنثی که هوا یک هفتـــم برابر سنگین تر از هوا می‌باشد . و همین دلیل خارج کردن آن از کپسول نیاز به فشار بیشتری دارد . هلیم نیز غیر قابل احتراق و بدون بو بوده  و تهیـــه آن با فشرده سازی هوا و تفکیک عناصر تشکیل دهنده انجام میشود اما چون درصد هلیوم تشکیل دهنده هوا بسیار کم است هزینـــه تولید آن زیاد میباشد و درجه خلوص آن تا ۹۹ / ۹۹ درصد نیز می توان افزایش داد . این گاز نخستین بار در جوشکاری آلومینیم و آلیاژهای آن، منیزیم و مس آزمایش شد به طور معمول شدت جریان گاز هلیـــم دو تا سه برابر آرگون بوده و اغلب در وضعیت سربالا و سقفی [انواع وضعیت های جوشکاری را مطالعه کنید .] کاربرد پیدا می کند .

مقدار پاشش و جرقه جوش در هنگام استفاده از هلیم به مراتب بیشتر از گاز آرگون است، زیرا حوضچه ی مذابی داغ، فعال و جوشان تولید می کند. با توجه به این توضیحات به طور معمول، هلیم را برای جوشکاری قطعات ضخیم و نیز فلزات و آلیاژهایی که از انتقال حرارت بالاتری برخوردارند مانند مس، آلومینیم و منیزیم و آلیاژهای آن ها توصیه شده است. به دلیل هدایت حرارتی بالای هلیم عرض گرده جوش پهن تر از آرگون و عمق آن بیشتر است.اما به دلیل قیمت بالای گاز هلیم، معمولاً مخلوط این گاز با آرگون استفاده میشود و کاربرد بسیار محدود تری نسبت به گاز آرگون دارد .

معرفی گازهای فعال مورد استفاده در فرآیند جوشکاری :

برخلاف گازهای گازهای خنثــی مانند آرگون و هلیم، گازهای فعال مانند اکسیژن، هیدروژن، نیتروژن و دی اکسید کربن و مخلوط این گازها با گاز خنثـــی ، به صورت شیمیایی فعال و واکنش پذیر می باشند این گازها با حوضچـــه جوش واکنش داده و نقش احیای یا اکسیدی خود را نشان می دهند .

گاز اکسیژن :

گاز اکسیژن تقریباً با تمام عناصر شناخته شده به جز گازهای کمیاب و خنثی ترکیب می شود و موجب تسهيل عمل احتراق می شود. اگر مقدار کمی از اکسیژن به مخلوط گازهای خنثـــی افزوده شود، پایداری قوس بهبود پیدا کرده و به دلیل کاهش کشش سطحی، سیالیت حوضچه مذاب جوش افزایش می یابد.

گاز هیدروژن :

سبک ترین عنصری که تاکنون شناخته شده است گاز هیدروژن میباشد که قابل اشتعال است. به طوری که از ترکیب شدن غلظت های مشخصی از هیدروژن با هوا یا اکسیژن مخلوط های قابل انفجاری تشکیل خواهد شد. افزودن این گاز به گازهای خنثــی ، میزان حرارت ورودی به فلز پایه را افزایش میدهد. از این مخلوط در مواردی که نیاز به برشکاری و …. است نیز استفاده میشود. مواد زیادی در برابر آلودگی های ناشی از هیدروژن و ایجاد ترک سرد یا ترک هیدروژنی حساس می باشند . کاربرد این گاز، به موارد خاص، مانند جوشکاری فولادهای زنگ نزن ، برشکاری با قوس پلاسما محدود می شود.

گاز نیتروژن :

گاز نیتروژن به جز در دماهای بالا به عنوان یک گاز خنثی در نظر گرفته می شود. این گاز در دمای قوس جوش با برخی از فلزات مانند آلومینیم، منیزیم، فولاد و تیتانیم واکنش میدهد، بنابراین نمی توان از آن به عنوان یک گاز محافظ اصلی استفاده نمود. بلکه از ترکیب آن با چند گاز دیگر برای برخی از کاربردها، مانند جوشکاری فولادهای پرآلیاژ و مس استفاده می شود .

نیتروژن در جوشکاری مس و آلیاژهای آن، با افزایش ولتاژ جوشکاری، حرارت ورودی را بالا برده، قوس و حوضچه جوش پایداری ایجاد می کند. با افزایش درصد خلوص نیتروژن به دلیل افزایش ولتاژ و آمپر و و در نتیجه داغ تر شدن قوس، به تجهیزات جوشکاری مقاوم تری در برابر حرارت نیاز است، اما بازدهی حرارت منتقل شده به قطعه کار، به مراتب از حالتی که از گاز آرگون يا هلیم استفاده میشود، بیشتر است.

گاز دی اکسید کربن :

اغلب گازهای فعال را نمی توان به تنهایی به عنوان گاز محافظ در فرایندهای جوشکاری به کار گرفت، اما دی اکسید کرین تنها گاز فعالی است که امکان استفاده از آن به عنوان گاز محافظ به تنهایی یا در ترکیب با سایر گازها برای بعضی فلزات و آلیاژها، به ویژه فولادها وجود دارد. استفاده از گاز CO به دلیل تجزیه و ترکیب مجدد اجزاء این گاز، سبب انتقال بیشتر حرارت به فلز پایه، نسبت به آرگون خالص خواهد شد. در هر حال، سرعت جوشکاری بالا، نفوذ فوق العاده به همراه حوضچه داغ و بزرگ مذاب و هزینه کمتر نسبت به آرگون از مزایای CO۲ می باشد. هرچند ایجاد قوس الکتریکی نامنظم، جرقه های زیاد جوش  احتمال ایجاد اعوجاج در جوش و … از ایرادات احتمالی جوشکاری با گاز CO۲ میباشند ، اما گاز CO۲ پر مصرف ترین نوع گاز برای جوشکاری فولادهای ساده کربنـــی و سازه ایی میباشد البتـــه تجربه نشان داده است که مخلوط ۷۵٪ گاز CO۲ و ۲۵٪ گاز آرگون بهتـــرین ترکیب برای جوشکاری فولادهای ساده کربنی در روش جوشکاری با گاز محافظ CO۲ یا جوشکاری مگ  میباشند .

برای اطلاع از جوشکاری میگ و مَگ روی لینک کلیک کنید.