الغاز التدريجي هو غاز أو مزيج مختار خصيصًا من الغازات المستخدمة في اللحام وتصنيع المعادن لحماية المعادن المنصهرة من التلوث بواسطة الغازات الجوية. يتمثل دورها الأساسي في إنشاء "حاجز وقائي" حول منطقة اللحام ، ومنع الأكسجين والنيتروجين والهيدروجين والرطوبة من التفاعل مع المعدن الساخن التفاعلي. هذه الحماية أمر بالغ الأهمية لإنتاج اللحامات الحرة القوية والنظيفة والخلط - - بدونها ، فإن الغازات الجوية تسبب المسامية أو الهشاشة أو الانصهار الضعيف في المفصل. غازات التدريع خاملة أو نصف - ، مما يعني أنها لا تتفاعل مع المعدن المنصهر ، مما يسمح لها بالتبريد والتوطيد في رابطة قوية.
الوظائف الأساسية لغاز التدريع
تؤدي الغازات المحمية ثلاثة أدوار أساسية في اللحام ، وكلها تركزت على الحفاظ على سلامة اللحام:
1. يمنع التلوث الجوي
عندما يتم تسخين المعدن إلى نقطة الانصهار (في كثير من الأحيان أكثر من 2500 درجة فهرنهايت في اللحام) ، يصبح رد فعل للغاية. التعرض للغازات الجوية يسبب أضرارًا لا رجعة فيه:
يتفاعل الأكسجين مع المعادن المنصهرة لتشكيل أكاسيد (على سبيل المثال ، أكسيد الحديد في الصلب أو أكسيد الألومنيوم في الألومنيوم) ، والتي هي هشة وتضعف اللحام. يمكن أن تخلق هذه الأكاسيد تشققات أو "لفات باردة" (المناطق غير المستخدمة) التي تفشل تحت الضغط.
يذوب النيتروجين في المعدن المنصهر ويشكل النيتريدات الصلبة الهشة كما يبرد. هذا يجعل اللحام عرضة للتصدع ، خاصة في تطبيقات الإجهاد العالية - مثل الفولاذ الهيكلي.
يتم احتجاز الهيدروجين (من الرطوبة في الهواء أو على سطح المعدن) في اللحام الصلب مثل فقاعات صغيرة تسمى المسامية. المسامية تقلل من قوة اللحام عن طريق خلق فجوات في المعدن.
يحل الغاز التدريجي هذه الغازات من منطقة اللحام ، مما يخلق بيئة نظيفة حيث يمكن للمعادن المنصهرة الدمج دون الرد مع الملوثات.
2. يستقر قوس اللحام
في عمليات اللحام القوس (مثل MIG أو TIG أو ARC Welding) ، يعتمد القوس الكهربائي الذي يذوب المعدن على بيئة مستقرة للحفاظ على ناتج الحرارة المتسق. تساعد غازات التدريع على تثبيت هذا القوس بواسطة:
تقليل الاضطراب في القوس ، مما يمنع الضعف أو التقلبات في الحرارة.
السيطرة على "شكل" القوس وتوزيع الطاقة. على سبيل المثال ، تنتج بعض الغازات (مثل الأرجون) قوسًا "أكثر ليونة" مع تدفق حرارة سلس ، في حين أن البعض الآخر (مثل الهيليوم) يخلق قوسًا أكثر سخونة وأكثر تركيزًا.
ضمان نقل القوس الحرارة بكفاءة إلى المعدن الأساسي ومواد الحشو ، وتجنب ذوبان غير متساو يمكن أن يضعف اللحام.
يضمن قوس مستقر ، يمكّنه حماية الغاز ، أن تجمع المعادن المنصهر يتشكل بالتساوي ويصبح بشكل صحيح مع المعدن الأساسي.
3. يؤثر على خصائص حبة اللحام
تؤثر غازات التدريع أيضًا على الطريقة التي تتدفق بها المعادن المنصهرة وتصل إلى تصويرها ، وتشكيل مظهر حبة اللحام ، والاختراق ، والخصائص الميكانيكية. هذا يتيح لحامه لتخصيص اللحام باحتياجات محددة:
شكل حبة: غازات مثل الأرجون تعزز حبة واسعة ومسطحة مع حواف ناعمة ، مثالية للحامات المرئية (على سبيل المثال ، لوحات السيارات). تخلق الغازات مع ثاني أكسيد الكربون (CO₂) حبات أضيق وأكثر اختراقًا ، أفضل للصلب الهيكلي الكثيف.
عمق الاختراق: تزيد الغازات مثل الهيليوم أو CO₂ حرارة القوس ، مما يسمح للحام بالاختراق بشكل أعمق في المعدن الكثيف. الأرجون ، مع انخفاض ناتج الحرارة ، هو أفضل للمعادن الرقيقة لتجنب حرق - من خلال.
تقليل التنشيط: غازات خاملة مثل الأرجون تقلل من قطرات التعيد (القطرات المعدنية المنصهرة التي تلتزم بالمعدن الأساسي) ، مما يقلل من تنظيف اللحام -. قد تتسبب الغازات التفاعلية مثل CO₂ النقي في مزيد من التعثر ولكنها توفر فوائد أخرى مثل الاختراق الأعمق.
أنواع شائعة من الغازات التدريبية
يتم تصنيف غازات التدريع من خلال خصائصها الكيميائية ويتم اختيارها بناءً على عملية اللحام والمعادن الأساسية وخصائص اللحام المطلوبة. الأكثرتشمل الأنواع الشائعة:
1. الغازات الخاملة
لا تتفاعل الغازات الخاملة مع المعادن المنصهرة ، مما يجعلها مثالية للمعادن الحساسة التي تتأكسد بسهولة. غازات التدريع الخاملة الأولية هي:
Argon (AR): الغاز التدريع الأكثر استخدامًا على نطاق واسع. إنها كثيفة وسهلة التحكم وينتج قوسًا مستقرًا. الأرجون ضروري للحام الألومنيوم (يمنع تكوين أكسيد) ، والفولاذ المقاوم للصدأ ، والنحاس. غالبًا ما يتم خلطه مع الغازات الأخرى لتعزيز الاختراق.
الهيليوم (HE): غاز خامل أخف وأقل كثافة ينتج قوسًا أكثر سخونة من الأرجون. يتم استخدامه للحام الألومنيوم السميك أو النحاس (الذي يخضع للحرارة بسرعة) وغالبًا ما يتم خلطه مع الأرجون لموازنة الحرارة والدرع.
2. الغازات التفاعلية
يمكن أن تتفاعل الغازات التفاعلية (أو الغازات "النشطة" قليلاً مع المعدن المنصهر ولكنها لا تزال آمنة للحام. يتم استخدامها عادة في الخلطات مع الغازات الخاملة لتحسين أداء القوس أو الاختراق:
ثاني أكسيد الكربون (CO₂): غاز تفاعلي يزيد من حرارة القوس والاختراق. نادراً ما يتم استخدامه بمفرده (لأنه يمكن أن يسبب انشقاقًا) ولكنه مضافة مفتاح في مزيج لحام الصلب (على سبيل المثال ، 75 ٪ Argon + 25 ٪ CO₂).
الأكسجين (O₂): يستخدم بكميات صغيرة (1-5 ٪) في خلطات لحام الفولاذ المقاوم للصدأ. إنه يستقر القوس ويحسن شكل حبة دون التسبب في الأكسدة المفرطة.
3. الغازات المختلطة
تستخدم معظم تطبيقات اللحام مخاليط الغاز لموازنة فوائد الغازات المختلفة. تشمل الخلطات الشائعة:
75 ٪ Argon + 25 ٪ CO₂: مزيج "Workhorse" للحام MIG MIG MIG. فهو يجمع بين استقرار الأرجون مع تغلغل CO₂ ، وإنتاج اللحامات القوية والنظيفة.
90 ٪ Argon + 10 ٪ CO₂: يستخدم للصلب غير القابل للصدأ وعالي اللحامات الصلب-. إنه يقلل من الركض مقارنة بـ 75/25 مزيجًا ، مع الحفاظ على مقاومة التآكل في الفولاذ المقاوم للصدأ.
Argon + Helium (على سبيل المثال ، 75 ٪ AR + 25 ٪ HE): مثالي للألمنيوم السميك. يضيف الهيليوم الحرارة للاختراق الأعمق ، بينما يضمن الأرجون التدريع الجيد.
حماية الغاز في عمليات اللحام المختلفة
يتم استخدام غازات التدريع في العديد من عمليات اللحام ، ولكل منها متطلبات محددة:
MIG اللحام: يعتمد على غاز التدريع (أو قلب التدفق ، كبديل) لحماية الأسلاك المستمرة وحمام اللحام. تشمل الغازات الشائعة Argon - خلطات Co₂ (للصلب) والأرجون النقي (للألمنيوم).
TIG اللحام: يستخدم غاز التدريع لحماية قطب التنغستن غير القابل للاستهلاك. الأرجون النقي معيار للألمنيوم والصلب. يتم استخدام خلطات Argon - للمعادن السميكة.
لحام قوس البلازما: على غرار TIG ، فإنه يستخدم الغازات الخاملة (Argon أو Argon - مزيج الهيدروجين) لحماية قوس البلازما والمعادن المنصهرة.
Flux - اللحام الملحوم: بعض التدفق - تستخدم العمليات المحفوظة الغاز (GAS- محميًا) لتعزيز الحماية ، على الرغم من أن ذاتي - يعتمد جوهر التدفق المحمي على التدفق بدلاً من ذلك.
على النقيض من ذلك ، لا تستخدم عمليات اللحام على عصا (smaw) أو Oxy - قصات الوقود الغاز التدريبي - لحام العصا تدفقًا لحماية اللحام ، بينما يستقر Oxy - على التفاعلات الكيميائية للحرارة ، وليس استقرار القوس.
كيف يتم تسليم الغاز المحامي والتحكم فيه
يتم تخزين غاز التدريع في أسطوانات الضغط العالية - وتسليمها إلى مسدس اللحام من خلال نظام منظم:
الأسطوانات: يتم تخزين الغازات كغاز مضغوط (الأرجون ، CO₂) أو السائل (CO₂ ، الذي يتبخر عند إطلاقه). تأتي الأسطوانات بأحجام مختلفة ، من Small 20 - Cubic - خزانات قدم (للهواة) إلى خزانات كبيرة 300 قدم (للاستخدام الصناعي).
المنظم: جهاز يقلل من ضغط الأسطوانة العالي إلى معدل تدفق آمن قابل للاستخدام (يقاس بأقدام مكعب في الساعة ، CFH). يضمن المنظمون تدفق الغاز المتسق ، وهو أمر بالغ الأهمية للحفاظ على درع مستقر.
مقياس التدفق: متصل بالمنظم ، يعرض معدل تدفق الغاز (عادة 10-30 CFH لمعظم اللحام). تدفق منخفض جدا يترك اللحام دون حماية. نفايات عالية جدا الغاز وقد تسبب الاضطراب.
الخرطوم والفوهة: ينتقل الغاز عبر خرطوم إلى مسدس اللحام ، حيث يوجهها فوهة حول قوس ويلد ، وتشكيل الدرع الواقي.
لماذا يعد حماية الغاز ضروريًا في اللحام الحديث
بدون حماية الغاز ، سيكون من المستحيل تقريبًا تحقيق اللحامات عالية الجودة- في معظم المعادن. من شأن التلوث الجوي أن يجعل اللحامات ضعيفة أو مسامية أو هشة - غير لائقة للاستخدام الهيكلي أو السيارات أو الصناعي. تمكين الغاز التدريبي:
اللحامات المتسقة القابلة للتكرار: حاسم للتصنيع ، حيث يجب أن يفي كل جزء معايير السلامة.
لحام المعادن الحساسة: الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ والنحاس يتأكسد أو يتآكل دون حماية الغاز الخاملة.
الكفاءة: عن طريق تقليل العيوب والترشيش ، فإن حماية الغاز يقلل من إعادة العمل ووقت التنظيف.
الخلاصة
الغاز التدريبي هو غاز وقائي أو خليط يحمي المعدن المنصهر أثناء اللحام ، ويثبت القوس ، ويشكل خصائص اللحام. إنه يمنع تلوث الغلاف الجوي ، ويضمن اندماجًا قويًا ، ويسمح لحاملي بتصميم شكل حبة واختراق احتياجاتهم. من الغازات الخاملة مثل الأرجون (للألمنيوم) إلى مزيج التفاعل مع CO₂ (للصلب) ، لا غاز غازات التدريع لإنتاج اللحامات الجودة العالية - في التصنيع الحديث. سواء في ورشة منزلية أو مصنع صناعي ، فإن الغاز التدريع الصحيح هو مفتاح تحقيق مفاصل قوية ونظيفة وموثوقة.
