Auswahl von Schutzgasen für Flussbogenschweißen: eingehende Analyse und Anwendungshilfe

Im Bereich des Schweißens spielt das Flussbogenschweißen (FCAW-G) eine wichtige Rolle und wird in der Schwerindustrie, im Bauwesen, im Schiffbau, in derOffshore-Anlagen und andere Industriezweige für das Schweißen von kohlenstoffarmem StahlDie Auswahl des Abschirmgases ist für den Schweißeffekt entscheidend.und die häufig verwendeten sind 100% reines CO2 oder eine Mischung aus 75% - 80% Ar und 20% - 25% CO2In diesem Artikel werden die Vor- und Nachteile dieser beiden Schutzgase eingehend untersucht, um Schweißtechnikern bei der fundierten Wahl zu helfen.

Arbeitsprinzip des Schutzgases: Unsichtbares Schutzschild im Schweißbereich

Die Kernfunktion des Abschirmgases besteht darin, die Luft zu blockieren und zu verhindern, dass Sauerstoff, Stickstoff und Wasserdampf den Schweißpool und die Elektrode erodieren.Das Abschirmgas wird aus der Schweißlampe ausgestoßen, eine isolierte Umgebung um die Elektrode herum zu schaffen, um die stabile Verbrennung des Bogens und die normale Verfestigung des geschmolzenen Pools sicherzustellen.Sowohl CO2 als auch Ar/CO2-Gemische können diese Verantwortung wirksam erfüllen und auch am Aufbau der Plasma-Bogenregion teilnehmen, die die Wärmeleitung des Bogens und die Kraft auf den geschmolzenen Becken beeinflussen, obwohl in diesen Aspekten Unterschiede in ihrer Leistung bestehen.

Schutzgaseigenschaften: Unterschiede aus mikroskopischer Sicht

1.Ionisierungspotenzial und BogenstabilitätDas Ionisierungspotenzial von CO2 beträgt 14,4 eV, niedriger als das von Ar bei 15,7 eV.die CO2 einen Vorteil bei der Entzündung und Aufrechterhaltung des Bogen gibt und schnell einen stabilen Schweißbogen herstellen kann.

2.Wärmeleitung und Tropfentransfer: Die hohe Wärmeleitfähigkeit von CO2 unterscheidet es von dem Ar/CO2-Gemisch in Bezug auf Tropfentransfer, Bogenform, Schweißdurchdringung und Temperaturverteilung.Die höhere Wärmeleitfähigkeit fördert die Bildung von großen Tropfentransfers während des Tropfentransfers, die sich auf die Schweißbildung und die Durchdringungssteuerung auswirken.

3.Reaktivität und Schweißzusammensetzung: CO2 ist ein inertes Gas bei Raumtemperatur, zerfällt aber bei hoher Temperatur des Bogenstrangs in CO-, O2- und Sauerstoffatome und wird zu einem aktiven Gas,mit einem Gehalt an Kohlenstoffgehalt von mehr als 10 GHT,. Ar ist ein inertes Gas, und das Ar/CO2-Gemisch hat eine relativ niedrigere Reaktivität. Dieser Unterschied führt zu Veränderungen des Gehalts an Legierungselementen im Schweißmetall.bei Verwendung des Ar/CO2-Gemischs, ist die Ablagerungseffizienz der Elektrodenlegierung höher, da einige Legierungselemente mit dem aus CO2 abgebauten Sauerstoff reagieren, um Oxide zu bilden, die in den Schlacken gelangen,Erhöhung des Gehalts an Entsäuerungsmitteln wie Mn und Si im Schweiß, wodurch die Schweißfestigkeit erhöht, aber die Dehnung und Stoßfestigkeit verringert wird.

Inerte Gase und Mischgase: Vereinbarkeit in der Anwendung

Obwohl inerte Gase den geschmolzenen Becken schützen können, können beim Einsatz allein für das Schweißen von Metallen auf Eisenbasis Probleme auftreten.Der Bogen wird verlängert und die Außenbeschichtung der Elektrode schmilzt vorzeitigIn Nordamerika werden die Gase der Ar/CO2-Mischung daher hauptsächlich für das Schweißen von Eisenmetallen verwendet.Für das FCAW-G-Schweißen mit Edelstahl werden üblicherweise 75% Ar + 25% CO2 oder 80% Ar + 20% CO2-Gemische verwendet, und einige Schweißdrähte benötigen 90% Ar + 10% CO2, und ein Ar-Gehalt von weniger als 75% beeinträchtigt die Lichtbogenleistung.

Faktoren bei der Auswahl des Schutzgases: Kompromisse zwischen Kosten, Schweißer und Qualität

1.Kostenbeurteilung: Entscheidungen hinter der Wirtschaftsrechnung: Bei den Schweißkosten entfallen 80% auf Arbeitskräfte und Management, 20% auf Materialien und etwa 1/4 auf Schutzgas.CO2 hat eine Vielzahl von Quellen und kann durch Erdgasverarbeitung kostengünstig gewonnen werdenDie Erfassung von Ar ist jedoch in der Atmosphäre knapp und erfordert eine komplexe Ausrüstung und einen hohen Energieverbrauch, was zu hohen Kosten führt.Wenn nur die Gaskosten berücksichtigt werden, CO2 ist die erste Wahl, aber die eigentliche Entscheidung muss umfassend abgewogen werden.

2.Präferenz für Schweißer und Produktivität: Zusammenhang zwischen Betriebserfahrung und Effizienz: Bei Verwendung desselben Schweißdrahtes weist die Ar/CO2-Mischung einen stabileren Bogen, weniger Spritzer und einen stabilen Tropfentransfer auf, wodurch ein guter Zustand des geschmolzenen Pools erhalten bleiben kann,ist für das Schweißen in speziellen Positionen von Vorteil und verbessert die ProduktivitätDer höhere Ar-Gehalt erhöht jedoch die vom Schweißer empfangene Wärmestrahlung, und die Schweißpistole ist anfällig für Überhitzung.mit einer höheren Schweißpistole oder einem häufigeren Austausch von Verschleißteilen.

3.Schweißqualität: Die Hauptschuld für die Schweißqualität: Die Ar/CO2-Mischung wirkt gut bei der Schweißbildung, reduziert Spritzen und senkt die Reinigungskosten nach dem Schweißen, was für Ultraschallprüfungen hilfreich ist.Weil die feinen Tröpfchen die Gaslösung erhöhen, können Gasspuren das Erscheinungsbild und die Leistung des Schweißes beeinträchtigen.

Typische Anwendungsszenarien: Auswahlpräferenzen in der Industriepraxis

Bei flachem und horizontalem Hochabsetzschweißen wird CO2 aufgrund seines Kostenvorteils und der Erfüllung der Schweißanforderungen häufig verwendet.Die Schiffbauindustrie bevorzugt CO2, weil ihr Bogen den Grundstoff auf dem Grundmetall effektiv abbrennen kann.In der nordamerikanischen Offshore-Baubranche wird beim Schweißen von spezifischen Rillenschweißungen die Ar/CO2-Mischung wegen der Suche nach einem schweißarmen Erscheinungsbild und geringen Spritzen bevorzugt.Wenn in einer Werkstatt mehrere gasgeschützte Schweißverfahren verwendet werden, ist das Abschirmgas häufig standardisiert, und einige Hersteller wählen auch die Ar/CO2-Mischung, um den GMAW-Schweißeffekt zu optimieren.

Schlussfolgerung: Umfassende Prüfung und präzise Entscheidungsfindung

Bei der Auswahl des Abschirmgases für FCAW-G müssen Kosten, Qualität und Produktivität in Einklang gebracht werden.und sollte anhand der Auswirkungen des Gases auf verschiedene Aspekte bei tatsächlichen Schweißvorgängen ermittelt werdenNach der Auswahl des Abschirmgases ist es notwendig, eine geeignete Elektrode auszuwählen, um die beste Balance zwischen Schweißqualität und Wirksamkeit zu gewährleisten.