Jakie gazy są stosowane w technikach spawalniczych

Charakterystyka gazów technicznych wykorzystywanych w procesie spawania.

Witam
Bieżący artykuł będzie obejmował zagadnienie stosowania gazów technicznych w spawalnictwie, do lutowania, w technice warsztatowej. Gazy te można podzielić na gazy osłonowe, atmosferyczne i gazy palne.

Do gazów palnych zaliczamy Acetylen, tlen, propan, butan, wodór.
Gazy te lub ich mieszanki podczas spalania wytwarzają wysoką temperaturę wykorzystywaną do topienia, cięcia i podgrzewania metali.

Acetylen.
Jest gazem wytwarzanym podczas reakcji węgliku wapnia z wodą. Acetylen w trakcie spalania wytwarza najwyższą temperaturę spośród wszystkich gazów przemysłowych. Jest najbardziej wydajny, choć jego potencjał kaloryczny nie jest wysoki, to w obszarze środkowego płomienia emituje bardzo wysoką i skoncentrowaną temperaturę. Do absolutnego spalenia się potrzebuje niewielkie ilości tlenu, dzięki temu płomień zawiera minimalne ilości wilgoci. Spalając się generuje płomień, który nie utlenia obszaru spawanego czy powierzchni lutowanych. Ta cecha zapewnia, że powierzchnie nie zawierają tlenków, znakomicie nadaje się więc do grzania punktowego, lutowania twardego, spawania i hartowania płomieniowego. Ze powodu tego że acetylen jest lżejszy od powietrza, jest jedynym gazem palnym zalecanym do użytku w pod ziemią.
Gaz ten gromadzony jest w stalowych, bezszwowych butlach pod ciśnieniem 1,5MPa, wypełnionych masą porowatą i acetonem, w którym jest częściowo rozpuszczony.
Butle acetylenowe mają kolor kasztanowy. Gaz do palnika podawany jest przez specjalnyreduktor acetylenowy, który zmniejsza ciśnienie do wartości roboczej. Oprócz reduktorów stosuje się również bezpieczniki. Bezpiecznik do acetylenu ma zawór zwrotny, który zapobiega  przepływowi gazu w kierunku przeciwnym do zwyczajnego. Oraz zaporę płomieniową, która chłodzi płomień i go wygasza. Bezpieczniki instaluje się najczęściej na palniku i przy uchwycie.

Tlen, gaz bezwonny i bezbarwny.
Gaz nieodzowny w procesie spalania, wyróżnia się dużą reaktywnością i z tego powodu w procesach spawania czy lutowania powietrze jest wzbogacane o tlen. Dodatek tlenu podwyższa temperaturę spalania, poza tym sam proces następuje szybciej, płomień jest stabilny i czysty. Przechowywany jest w butlach pomalowanych na niebiesko. Podawany jest przez reduktor tlenowy, który obniża i normuje jego ciśnienie. Ze względu na bezpieczeństwo używa się bezpieczniki tlenowe, zarówno przy reduktorze jak i przy palnikach.

Propan.
Otrzymywany jest z gazu ziemnego. Jest gazem bezbarwnym łatwopalnym a czystość spalania propanu czyni go idealnym dla wielu zastosowań w przemyśle. W technice stosuje się go do lutowania miękkiego i twardego, podgrzewania, opalania. Najwyższą wartość energetyczną otrzymuje się  w połączeniu z tlenem. Propan jest stosunkowo tani i łatwo osiągalny, przez co ma szerokie zastosowanie w przemyśle warsztatowym.
Przechowywany jest w butlach o różnej objętości, jak również w kartuszach jednorazowych.

Wodór.
Bardzo szeroko wykorzystywany w różnych gałęziach przemysłu:
Zmieszany z tlenem spala się w temperaturze 2850 st i jako taka mieszanina jest wykorzystywany do cięcia stali pod wodą.
W formie płynnej ma zastosowanie w silnikach rakietowych.
Stosowany jako składnik mieszanek gazów osłonowych w spawaniu stali nierdzewnych, austenitycznych metodą TIG.

Odrębną grupę gazów i ich mieszanek stanowią gazy osłonowe. Mają one istotny wpływ na jakość i efektywność procesów spawalniczych. Przede wszystkim chronią łuk i spoinę przed wpływem gazów z atmosfery. Ponad to modyfikują ją i przez to mają pozytywny wpływ na właściwości spoiny i otoczenia spoiny, takie jak wytrzymałość, odporność na korozję, minimalizację odprysków, wielkość i głębokość wtopu i na obciążenia dynamiczne. Na rynku występuje wiele mieszanek, proces ich doboru, specjalizacja i zastosowania stają się coraz większe.

Dwutlenek węgla.
Szczególne właściwości dwutlenku węgla, na przykład jego obojętność w reakcjach oraz duża rozpuszczalność w wodzie,sprawia że jest on wykorzystywany w chyba wszystkich gałęziach przemysłu. Nie będę wymieniał wszystkich tylko te najciekawsze: w ogrodnictwie i akwarystyce w dokarmianiu roślin, w gaśnicach, w kriogenice, uzdatnianiu wody pitnej, w przemyśle spożywczym do produkcji bąbelków:) w napojach i do zasilania markerów paintballowych.
W spawalnictwie sam dwutlenek węgla jest już coraz mniej stosowany. w technice MIG bardziej skuteczna jest jego mieszanka z argonem. Nie powoduje ona tak niechcianych odprysków i dymu, a spoiny mają o wiele lepsze właściwości wytrzymałościowe. Stosowany jest w metodzie MIG do spawania stali konstrukcyjnych. Sprzedawany w butlach pod ciśnieniem o różnych objętościach. Butla z gazem co2 jest najczęściej koloru szarego z zielonym paskiem.

Argon jest bezbarwnym i bezzapachowym gazem, cięższym od powietrza. Najistotniejszą właściwością chemiczną argonu jest jego obojętność chemiczna. Dlatego jest niemal idealnym gazem osłonowym podczas spawania. Wykorzystywany w technice spawania łukowego TIG i MIG. Butla z argonem 8 l zabarwiona jest tak samo jak mieszanka.
Ponieważ jest gazem obojętnym to stosuje się go do spawania elementów szczególnie narażonych na utlenianie w wysokich temperaturach, takich jak aluminium, stal kwasoodporna, wysokostopowa.

Mieszanki argonu i dwutlenku węgla. Cieszący się popularnością Argomix to mieszanka osłonowa utleniająca do spawania metodą MAG stali konstrukcyjnych. Gwarantuje redukcję odprysków, dobre właśiwości mechaniczne spawu i skuteczne chłodzenie uchwytu. Przechowywany w butlach o podobnych parametrach co dwutlenek węgla. Również reduktory Co2 i MIX używane są zamiennie.

Hel.
Śmieszny gaz, miałem ostatnio okazję łyknąć go na weselu i gadać cienkim głosem, to tak na marginesie.
Gaz ten jest wykorzystywany w wielu dziedzinach przemysłu. W spawalnictwie używany jako mieszanina z argonem, tlenem, azotem i dwutlenkiem węgla. Mieszanki te w zależności od składu stosuje się jako gaz osłonowy do spawania metodą TIG lub MIG stali niestopowych i niskostopowych, stali wysokostopowych, aluminium oraz metali nieżelaznych. W porównaniu z argonem daje łuk o większej mocy i powoduje głębsze wtopienie, a spoina jest szersza. Wadą Helu jest trudne zajarzenie łuku.

Azot zarówno w czystej postaci jak i w mieszankach stosowany do spawania TIG stali duplex i austenitycznych, które to stale mają podwyższoną zawartości azotu. W procesie spawania nie dochodzi do spadku tego pierwiastka i zarówno spoina jak i grań zachowuje wysoką odporność na korozję i wysokie właściwości mechaniczne.

To tyle pozdrawiam