Khi so sánh khí bảo vệ để hàn, sự lựa chọn phụ thuộc vào quy trình hàn, kim loại cơ bản và đặc tính mối hàn mong muốn. Khí che chắn bảo vệ khu vực mối hàn khỏi ô nhiễm khí quyển (oxy, nitơ, độ ẩm) có thể gây ra các khuyết tật như xốp, bắn tung tóe và mối hàn yếu. Chúng cũng ảnh hưởng đến sự thâm nhập của mối hàn, hình dạng hạt và tính chất cơ học.

Khí bảo vệ phổ biến và đặc điểm của chúng

Argon (Ar)

• Khí trơ, được sử dụng rộng rãi làm cơ sở cho nhiều hỗn hợp khí bảo vệ.

• Cung cấp khả năng đánh lửa hồ quang dễ dàng và bề ngoài mối hàn mịn.

• Thích hợp cho hàn MIG và TIG của kim loại màu và thép không gỉ.

• Argon nguyên chất tạo ra hồ quang ổn định nhưng có thể dẫn đến ít thâm nhập hơn trên các vật liệu dày hơn.

• Thường trộn với các khí khác để cải thiện đặc tính mối hàn156.

Carbon Dioxide (CO₂)

• Khí bán trơ (hoạt động), rẻ tiền và thường được sử dụng để hàn thép cacbon.

• Cung cấp khả năng thâm nhập mối hàn sâu và nhiệt hạch thành bên tốt, đặc biệt là trên các vật liệu dày hơn.

• CO₂ tinh khiết có thể gây ra nhiều bắn tung tóe và xỉ hơn, khiến việc dọn dẹp trở nên khó khăn hơn.

• Thêm CO₂ vào argon làm tăng khả năng oxy hóa, có thể làm giảm độ bền và độ dẻo dai của mối hàn nếu quá cao.

• Đối với thép không gỉ, nồng độ CO₂ được giữ ở mức thấp (dưới 3%) để ngăn ngừa các vấn đề ăn mòn và hút carbon246.

Oxy (O₂)

• Không thể sử dụng một mình; thêm với một lượng nhỏ (thường là 1-5%) vào hỗn hợp argon.

• Ổn định hồ quang hàn và cải thiện độ ướt và bề ngoài của hạt.

• Giúp giảm sức căng bề mặt của bể hàn.

• Được sử dụng chủ yếu để hàn thép cacbon và vật liệu mỏng, nơi ngoại hình là quan trọng26.

Heli (anh ấy)

• Khí trơ có độ dẫn nhiệt cao.

• Tạo ra hồ quang nóng hơn argon, tăng tốc độ và độ thâm nhập mối hàn.

• Mở rộng hồ hàn và cải thiện hồ sơ hạt hàn.

• Thường được thêm vào hỗn hợp argon hoặc argon / CO₂ để cải thiện chất lượng mối hàn, đặc biệt là trên vật liệu dày hơn và kim loại màu.

• Hiếm khi được sử dụng một mình do khó đánh lửa hồ quang126.

Nitơ (N₂)

• Khí bán trơ được sử dụng chủ yếu làm phụ gia trong khí bảo vệ cho thép không gỉ song công.

• Giúp cân bằng cấu trúc vi mô kim loại hàn và cải thiện khả năng chống ăn mòn.

• Hiếm khi được sử dụng một mình để che chắn26.

Hydro (H₂)

• Khí bán trơ được thêm với một lượng nhỏ vào hỗn hợp argon cho thép không gỉ austenit.

• Tăng độ thâm nhập mối hàn, tỷ lệ lắng đọng và giảm biến dạng.

• Không thích hợp để hàn nhôm hoặc thép carbon / ferritic.

• Không thể sử dụng một mình26.

Các ứng dụng và hỗn hợp khí bảo vệ phổ biến

Ảnh hưởng của khí bảo vệ đối với chất lượng mối hàn

• Tính chất kim loại hàn: Khí bảo vệ ảnh hưởng đến độ bền, độ dẻo dai, khả năng chống ăn mòn bằng cách ảnh hưởng đến quá trình oxy hóa và khả năng giữ nguyên tố trong mối hàn2.

• Hình dạng và kích thước hạt hàn: Các khí như heli làm tăng nhiệt đầu vào, cải thiện tính lưu động và khả năng thâm nhập của hạt16.

• Độ xốp và nhiệt hạch: Hỗn hợp khí thích hợp làm giảm độ xốp và cải thiện nhiệt hạch thành bên; CO₂ quá mức có thể làm tăng bắn tung tóe và xốp26.

• Tốc độ hàn và bắn tung tóe: Thêm oxy hoặc heli có thể tăng tốc độ hàn và giảm bắn tung tóe; quá nhiều CO₂ làm tăng bắn tung tóe23.

Tóm tắt

Việc lựa chọn khí bảo vệ phù hợp phụ thuộc vào loại kim loại, độ dày, quy trình hàn và đặc tính mối hàn mong muốn. Hỗn hợp gốc argon là phổ biến nhất, với CO₂ và O₂ được thêm vào cho thép cacbon, heli cho kim loại màu và dày hơn, và phụ gia nitơ hoặc hydro cho thép không gỉ. Lựa chọn khí phù hợp giúp cải thiện chất lượng mối hàn, năng suất và giảm khuyết tật.123456.