Μπορείτε να συγκολληθείτε με αέριο CO2;

Η συγκόλληση TIG (συγκόλληση αερίου αδρανούς αερίου) γιορτάζεται για την ακρίβειά του, τις καθαρές συγκολλήσεις και την ικανότητά του να συμμετέχει σε ένα ευρύ φάσμα μετάλλων - από χάλυβα σε αλουμίνιο και τιτάνιο. Κεντρική της επιτυχίας του είναι το αέριο θωράκισης, το οποίο προστατεύει το ηλεκτρόδιο βολφραμίου, τη λιωμένη πισίνα συγκόλλησης και το βασικό μέταλλο από την ατμοσφαιρική μόλυνση. Αλλά μπορεί το Co₂ (διοξείδιο του άνθρακα) να χρησιμεύσει ως αυτό το κρίσιμο αέριο θωράκισης στη συγκόλληση TIG; Η σύντομη απάντηση είναι όχι, το CO₂ δεν είναι κατάλληλο για τη συγκόλληση TIG - και κατανοώντας γιατί αποκαλύπτει τις βασικές αρχές των μοναδικών απαιτήσεων του TIG.
Γιατί η συγκόλληση TIG απαιτεί αδρανές θωράκιση
Η συγκόλληση TIG βασίζεται σε ένα μη αναλώσιμο ηλεκτρόδιο βολφραμίου για να δημιουργήσει ένα τόξο, με το μέταλλο πλήρωσης που προστέθηκε χειροκίνητα (αν χρειαστεί). Για υψηλές συγκολλήσεις ποιότητας -, ολόκληρη τη ζώνη συγκόλλησης - συμπεριλαμβανομένου του ηλεκτροδίου, της τετηγμένης πισίνας και της θερμότητας - της προσβεβλημένης ζώνης (HAZ) - πρέπει να προστατεύεται από οξυγόνο, άζωτο και υδρογόνο στον αέρα. Αυτά τα αέρια προκαλούν:
• Οξείδωση: αντιδρά με μέταλλα για να σχηματίσουν εύθραυστα οξείδια (π.χ. οξείδιο του αλουμινίου ή οξείδιο του χρωμίου), αποδυνάμωση συγκολλήσεων και προκαλώντας πορώδες.
• Παραλαβή αζώτου: Δημιουργεί σκληρά, εύθραυστα νιτρίδια στη συγκόλληση, μειώνοντας την ολκιμότητα και αυξάνοντας τον κίνδυνο πυρόλυσης.
• Αδελφότητα υδρογόνου: απορροφάται σε λιωμένο μέταλλο, οδηγώντας σε πορώδες ή καθυστερημένη ρωγμή καθώς η συγκόλληση δροσίζει.
Για να αποφευχθεί αυτό, η συγκόλληση TIG απαιτεί αδρανή αέρια - τυπικά αργόν ή ήλιο, τα οποία δεν αντιδρούν με μέταλλα. Αυτά τα αέρια σχηματίζουν μια σταθερή "κουβέρτα" πάνω από τη ζώνη συγκόλλησης, εμποδίζοντας τα ατμοσφαιρικά αέρια χωρίς να μεταβάλλουν τη χημεία του μετάλλου.
Γιατί ο Co₂ αποτυγχάνει στη συγκόλληση TIG
Το Co₂ είναι ένα αντιδραστικό αέριο, όχι αδρανές. Όταν θερμαίνεται στο τόξο TIG, διαχωρίζεται σε μονοξείδιο του άνθρακα (CO) και οξυγόνο (o₂) - και τα δύο από τα οποία αλληλεπιδρούν επιβλαβώς με τη ζώνη συγκόλλησης:
Οξείδωση ηλεκτροδίου βολφραμίου
Το οξυγόνο που απελευθερώνεται από Co₂ αντιδρά με το ηλεκτρόδιο βολφραμίου, σχηματίζοντας οξείδιο βολφραμίου (WO₃). Αυτό μολύνει το ηλεκτρόδιο, προκαλώντας αστάθεια του τόξου, ψεκασμό και ακόμη και τήξη ηλεκτροδίων. Ένα κατεστραμμένο ηλεκτρόδιο διαταράσσει την εστίαση του τόξου, οδηγώντας σε ανομοιόμορφες χάντρες συγκόλλησης και κακή σύντηξη. Σε αντίθεση με τη συγκόλληση MIG (η οποία χρησιμοποιεί ένα αναλώσιμο σύρμα που μπορεί να ανεχτεί την ήπια οξείδωση), το ηλεκτρόδιο TIN του TIG είναι εξαιρετικά ευαίσθητο σε αντιδραστικά αέρια.
Μόλυνση της πισίνας συγκόλλησης
Το οξυγόνο από Co₂ αντιδρά με το βασικό μέταλλο, σχηματίζοντας οξείδια που αποδυναμώνουν τη συγκόλληση. Για παράδειγμα:
• Στη συγκόλληση TIG αλουμινίου, το Co₂ θα επιδεινώσει τον σχηματισμό οξειδίου στην τετηγμένη πισίνα, καθιστώντας αδύνατη την επίτευξη του καθαρού, οξειδίου - δωρεάν σύντηξης που απαιτείται για ισχυρές αρθρώσεις.
• Σε συγκόλληση από ανοξείδωτο χάλυβα, το Co₂ θα εξαντλούσε το χρωμίου (ένα κλειδί κράμα για αντίσταση στη διάβρωση) σχηματίζοντας οξείδια χρωμίου, αφήνοντας τη συγκόλληση επιρρεπής σε σκουριά.
Ο άνθρακας από Co₂ διαλύεται επίσης στην πισίνα συγκόλλησης, αυξάνοντας την περιεκτικότητα σε άνθρακα. Αυτό είναι καταστροφικό για χαμηλά - μέταλλα άνθρακα όπως ανοξείδωτο χάλυβα ή αλουμίνιο, καθώς προκαλεί ευγένεια και μειώνει την αντοχή στη διάβρωση.
Mig εναντίον TIG: Γιατί ο Co₂ εργάζεται για το ένα αλλά όχι το άλλο
Ενώ το Co₂ χρησιμοποιείται στη συγκόλληση MIG (για τον ανθρακούχο χάλυβα), ο σχεδιασμός του TIG καθιστά αυτό αδύνατο. Το MIG χρησιμοποιεί ένα αναλώσιμο σύρμα που λειτουργεί τόσο ως ηλεκτρόδιο όσο και ως πλήρωσης, και η ροή ή η χημεία του καλωδίου μπορούν να εξουδετερώσουν εν μέρει την αντιδραστικότητα του Co₂ (π.χ. στοιχεία αποξείρισης όπως το πυρίτιο σε καλώδιο MiG εξουδετερώνει κάποιο οξυγόνο). Ωστόσο, το TIG δεν έχει τέτοια κατασκευασμένη - στην προστασία - το μέταλλο πλήρωσης (αν χρησιμοποιηθεί) και το βασικό μέταλλο εκτίθενται άμεσα στο αέριο θωράκισης. Χωρίς αδρανές προστασία, ακόμη και μικρές ποσότητες αντιδραστικών αερίων όπως η ποιότητα της συγκόλλησης CO₂.
Επιπλέον, το τόξο του MIG "θαφτεί" στη λιωμένη πισίνα, μειώνοντας την άμεση επαφή μεταξύ του ηλεκτροδίου και των αντιδραστικών αερίων. Το τόξο του TIG εκτίθεται, καθιστώντας το ηλεκτρόδιο βολφραμίου πολύ πιο ευάλωτο στη μόλυνση από το CO₂.
Τι συμβαίνει εάν δοκιμάσετε τη συγκόλληση TIG με CO₂;
Η προσπάθεια συγκόλλησης TIG με CO₂ οδηγεί σε προβλέψιμα, προβληματικά αποτελέσματα:
• Ανεργία ARC: Το μολυσμένο ηλεκτρόδιο βολφραμίου αναγκάζει το τόξο να περιπλανηθεί, καθιστώντας αδύνατο τον έλεγχο της χάντρας συγκόλλησης.
• Πορώδες: Οξείδια και φυσαλίδες αερίου (από τη διάσπαση CO₂) παγιδεύονται στη συγκόλληση, δημιουργώντας αδύναμα σημεία.
• εύθραυστες συγκολλήσεις: Τα οξείδια και η περίσσεια άνθρακα καθιστούν τη συγκόλληση επιρρεπή σε ρωγμές κάτω από στρες.
• Η αποικοδόμηση ηλεκτροδίου: η συσσώρευση οξειδίου του βολφραμίου απαιτεί συχνή αντικατάσταση ηλεκτροδίου, αυξάνοντας το κόστος και χρόνο διακοπής.
Αυτά τα ζητήματα καθιστούν ακατάλληλο ακόμη και για "γρήγορη" ή χαμηλή - ποιότητα επισκευής TIG - Δεν υπάρχει σενάριο όπου το Co₂ παράγει αποδεκτές συγκολλήσεις TIG.
Τα σωστά αέρια για τη συγκόλληση TIG
Η συγκόλληση TIG βασίζεται σε αδρανή αέρια προσαρμοσμένα στο βασικό μέταλλο:
• Αργόν: Το πιο κοινό αέριο TIG. Η χαμηλή θερμική αγωγιμότητά του δημιουργεί ένα σταθερό τόξο, καθιστώντας το ιδανικό για λεπτά μέταλλα (π.χ. φύλλα αλουμινίου) και εργασία ακριβείας (π.χ., αεροδιαστημικά συστατικά).
• HELIUM - Μίγματα αργού: Χρησιμοποιείται για παχιά υλικά ή υψηλής - εφαρμογές θερμότητας (π.χ. συγκόλληση χαλκού). Το ήλιο αυξάνει τη θερμότητα του τόξου, βελτιώνοντας τη διείσδυση χωρίς να θυσιάσει την αδρανή προστασία.
• Argon - Μείγματα υδρογόνου: Για ορισμένους ανοξείδωτους χάλυβες, οι μικρές ποσότητες υδρογόνου (2-5%) ενισχύουν τη σταθερότητα του τόξου και μειώνουν τον σχηματισμό οξειδίου - αν και αυτό απαιτεί αυστηρό έλεγχο για να αποφευχθεί η κηλίδα υδρογόνου.
Συμπέρασμα: Ο Co₂ δεν έχει κανένα ρόλο στη συγκόλληση TIG
Η ζήτηση της TIG Welding για αδρανές θωράκιση καθιστά το CO₂ ασυμβίβαστο. Σε αντίθεση με το MIG, η TIG δεν μπορεί να ανεχτεί τις αντιδραστικές ιδιότητες του Co₂, οι οποίες βλάπτουν το ηλεκτρόδιο βολφραμίου, μολύνουν την πισίνα συγκόλλησης και παράγουν αδύναμες, ελαττωματικές αρθρώσεις. Για τη συγκόλληση TIG, τα αδρανή αέρια όπως το Argon παραμένουν η μόνη βιώσιμη επιλογή.
Αυτή η διάκριση υπογραμμίζει μια ευρύτερη αρχή: η επιλογή αερίου συγκόλλησης εξαρτάται από τις μοναδικές απαιτήσεις της διαδικασίας. Ενώ το Co₂ υπερέχει στο Mig για τον ανθρακούχο χάλυβα, η ακρίβεια και η ευαισθησία του TIG στη μόλυνση της ζήτησης αδρανή αέρια. Σεβασμό σε σεβασμό αυτής της διαφοράς, οι συγκολλητές εξασφαλίζουν ότι οι συγκολλήσεις TIG πληρούν τα υψηλά πρότυπα δύναμης, καθαριότητας και αξιοπιστίας που είναι γνωστή η διαδικασία.