Tìm hiểu về khí chắn trong công nghệ hàn

Các loại khí chắn là các loại khí trơ hoặc bán trơ. Thường được sử dụng trong một số quy trình hàn, nhất là hàn hồ quang kim loại và hàn hồ quang. Phổ biến là hàn MIG và TIG.

• Khí chắn được sử dụng để bảo vệ khu vực mối hàn từ ôxy, và hơi nước. Tùy thuộc vào vật liệu hàn. Các loại khí quyển này có thể làm giảm chất lượng của mối hàn hoặc làm cho việc hàn trở nên khó khăn hơn.
• Cũng có một số phương pháp hàn hồ quang sử dụng các phương pháp khác để bảo vệ mối hàn từ khí quyển. Bằng cách sử dụng một điện cực nằm trong một luồng khí tạo ra khí carbon dioxide – một loại khí bán trơ.
• Để lựa chọn một khí chắn thích hợp khi hàn là một vấn đề quan trọng. Nếu không hợp lý nó sẽ gây nên những mối hàn yếu và mất thẩm mỹ.

Các loại khí chắn thường được sử dụng

Các khí che chắn được chia thành hai loại – trơ hoặc bán trơ. Chỉ có hai trong số các khí hiếm: helium và argon, có chi phí hợp lý, được sử dụng trong hàn. Những khí trơ này được sử dụng trong hàn hồ quang. Trong hàn hồ quang bằng gas cho hàn các kim loại màu. Agon và Helium tinh khiết chỉ được sử dụng cho một số kim loại màu.

Thuộc tính khí chắn Argon

• Các tính chất quan trọng của các loại khí chắn là tính dẫn nhiệt và tính chuyển nhiệt. Mật độ của chúng đối với không khí và sự ion hóa.
• Các khí nặng hơn không khí (ví dụ: argon) phủ lớp hàn và yêu cầu lưu lượng thấp hơn các khí nhẹ hơn không khí (ví dụ helium). Truyền nhiệt là rất quan trọng để sưởi ấm mối hàn hồ quang.
• Tính ion hóa ảnh hưởng đến mức độ bắt đầu của vòng cung. Nó yêu cầu điện thế cao như thế nào. Các khí che chắn có thể được sử dụng khí tinh khiết. Hoặc như một hỗn hợp của hai hoặc ba khí.
• Trong hàn laser, khí che chắn có một vai trò bổ sung, ngăn ngừa sự hình thành một đám mây plasma trên đường hàn, hấp thụ một phần đáng kể năng lượng laser. Điều này rất quan trọng đối với laser CO2.
• Khí chắn Helium đóng vai trò này tốt nhất do tiềm năng ion hóa cao. Khí Heli có thể hấp thụ lượng năng lượng cao trước khi bị ion hóa.

Khí Argon là loại khí chắn thông thường, được sử dụng rộng rãi và làm cơ sở cho các hỗn hợp khí chuyên dụng khác.

• Carbon dioxide là loại khí che chắn ít tốn kém nhất nhưng kém hiệu quả. Nó ảnh hưởng tiêu cực đến sự ổn định của hồ quang. Nó làm tăng xu hướng kim loại nóng chảy để tạo ra các giọt nhỏ.
• Carbon dioxide  nồng độ 1-2% thường được sử dụng trong hỗn hợp với argon. Nó làm giảm sự căng bề mặt của kim loại nóng chảy.
• Hiệu suất hàn của hỗn hợp argon – carbon dioxide (với 1-2% carbon dioxide ) tốt hơn so với hỗn hợp argon – oxy. Một hỗn hợp thông thường khác là 25% carbon dioxide và 75% argon để hàn dây.

Khí Helium

• Tốc độ dòng chảy lớn hơn được yêu cầu. Nó là một khí trơ, không phản ứng với các kim loại nóng chảy.
• Độ dẫn nhiệt của nó cao. Không dễ ion hóa, đòi hỏi điện thế cao hơn để bắt đầu vòng cung.
• Do tiềm năng ion hóa cao hơn, nó tạo ra vòng cung nóng hơn ở điện áp cao hơn, cung cấp hạt sâu rộng. Đây là một lợi thế cho hợp kim nhôm, magiê và đồng.
• Các loại khí khác thường được thêm vào. Pha trộn helium với 5-10% argon và 2-5% carbon dioxide có thể được sử dụng để hàn thép không gỉ. Cũng được sử dụng cho nhôm và các kim loại màu khác. Đặc biệt là đối với mối hàn dày hơn.
• So với khí argon, khí helium cung cấp nhiều hồ quang giàu năng lượng nhưng không ổn định. Helium và carbon dioxide là những loại khí che chắn đầu tiên được sử dụng.
• Kể từ đầu Thế chiến 2.  Helium được sử dụng như một chất khí che chắn trong việc hàn laser cho laser carbon dioxide.
• Helium đắt hơn argon và đòi hỏi tốc độ dòng chảy cao hơn. Vì vậy dù ưu thế của nó, nó vẫn không phải là sự lựa chọn hiệu quả khi nhu cầu sử dụng lớn.
• Hạt helium nguyên chất không được sử dụng cho thép. Nó sẽ cung cấp hồ quang bất thường và tạo ra sự phun trào.

Khí Oxy

• Khí Oxy được sử dụng với số lượng nhỏ như là một chất bổ sung cho các loại khí khác. Điển hình là bổ sung thêm 2-5% cho argon.
• Nó tăng cường độ ổn định hồ quang và làm giảm sự căng thẳng bề mặt của kim loại nóng chảy, làm tăng độ ướt của kim loại rắn.
• Nó được sử dụng để hàn phun truyền bằng thép cacbon nhẹ, hợp kim thấp và thép không gỉ. Sự có mặt của Oxy làm tăng lượng xỉ.
• Pha trộn Argon-oxy ( Ar-O2 ) thường được thay thế bằng argon – carbon dioxide. Các hỗn hợp argon -carbon dioxide-oxy cũng được sử dụng.
• Oxy gây ô xy hóa các mối hàn, do đó nó không thích hợp để hàn nhôm, magiê, đồng, và một số kim loại kỳ khác.
• Tăng oxy làm cho khí che chắn ôxi hóa điện cực, có thể dẫn đến độ xốp nếu điện cực không chứa chất tẩy.
• Argon – oxy pha trộn với tỷ lệ 1-2% oxy được sử dụng cho thép không rỉ. Nơi không thể sử dụng hỗn hợp argon – CO2 do hàm lượng carbon thấp yêu cầu trong mối hàn.

Khí Hidro – H2

• Hydrogen được sử dụng để hàn niken và một số thép không gỉ, đặc biệt là các mối hàn dày. Nó cải thiện sự lỏng lẻ loi kim loại nóng chảy, và tăng cường độ sạch sẽ của bề mặt.
• Tuy nhiên, nó có thể gây ra sự tăng hydro cho nhiều hợp kim và đặc biệt là thép cacbon. Vì vậy ứng dụng của nó thường chỉ giới hạn ở một số loại thép không gỉ.
• Nó được thêm vào argon với tỷ lệ dưới 10%. Nó có thể được thêm vào hỗn hợp argon – carbon dioxide để chống lại hiệu ứng ôxi hoá của carbon dioxide.
• Bổ sung thêm H2 sẽ thu hẹp vòng cung và tăng nhiệt độ hồ quang, dẫn đến sự thâm nhập tốt hơn cho mối hàn. Nếu nồng độ Hidro cao hơn (đến 25%), nó có thể được sử dụng để hàn các vật liệu dẫn điện như đồng.
• Tuy nhiên, không nên sử dụng nó với thép, nhôm hoặc magiê vì nó có thể gây ra độ rỗng và độ trầy xước.

Nitric oxide bổ sung giúp giảm sản xuất ozon . Nó cũng có thể ổn định hồ quang khi hàn bằng nhôm và thép không gỉ.

Các loại khí khác có thể được sử dụng cho các ứng dụng đặc biệt, tinh khiết hoặc pha trộn các chất phụ gia; Ví dụ như khí sulfur hexafluoride SF6.

Sulfur hexafluoride có thể được thêm vào để bảo vệ khi hàn nhôm làm giảm độ rỗng khi hàn.

Nhà cung cấp khí công nghiệp Vietxuangas

VietXuanGas chuyên cung cấp các sản phẩm khí đặc biệt, khí công nghiệp như: Khí heli, Khí Metan, Khí SF6…Quý khách có nhu cầu vui lòng liên hệ:

Tư vấn kỹ thuật và bán hàng: Điện thoại/zalo 0902 336 426

Email  sales@kattashop.com

Hân hạnh được phục vụ!