Selección de gases de blindaje para soldadura por arco de flujo: análisis en profundidad y guía de aplicación

En el campo de la soldadura, la soldadura por arco de flujo (FCAW-G) juega un papel importante y se utiliza ampliamente en la fabricación pesada, la construcción, la construcción naval, la industria de la construcción y la industria de la construcción.instalaciones en alta mar y otras industrias para la soldadura de acero con bajo contenido de carbonoLa elección del gas de blindaje es crucial para el efecto de soldadura.y los más utilizados son el CO2 puro al 100% o una mezcla de 75% - 80% de Ar y 20% - 25% de CO2Este artículo explorará en profundidad las ventajas y desventajas de estos dos gases protectores para ayudar a los profesionales de la soldadura a tomar decisiones informadas.

Principio de funcionamiento del gas protector: el escudo invisible en el área de soldadura

La función principal del gas de blindaje es bloquear el aire y evitar que el oxígeno, el nitrógeno y el vapor de agua erosionen la piscina y el electrodo de soldadura.el gas protector se expulsa de la boquilla de la antorcha de soldadura, creando un entorno aislado alrededor del electrodo para garantizar la combustión estable del arco y la solidificación normal del charco fundido.Tanto las mezclas de CO2 y Ar/CO2 pueden cumplir eficazmente esta responsabilidad y también participar en la construcción de la región de plasma de arco, que afectan a la conducción térmica del arco y a la fuerza sobre la piscina fundida, aunque existen diferencias en su rendimiento en estos aspectos.

Características de los gases protectores: diferencias desde una perspectiva microscópica

1.Potencial de ionización y estabilidad del arco: El potencial de ionización determina la facilidad de conducción del gas. El potencial de ionización del CO2 es de 14,4 eV, inferior al de Ar a 15,7 eV,que da a CO2 una ventaja en la ignición y el mantenimiento del arco y puede establecer rápidamente un arco de soldadura estable.

2.Conducción del calor y transferencia de gotas: La alta capacidad de conducción térmica del CO2 lo hace diferente de la mezcla Ar/CO2 en transferencia de gotas, forma de arco, penetración de soldadura y distribución de temperatura.La mayor conductividad térmica promueve la formación de gran transferencia de gotas durante la transferencia de gotas, afectando la formación de soldadura y el control de penetración.

3.Reactividad y composición de la soldadura: el CO2 es un gas inerte a temperatura ambiente, pero se descompone en átomos de CO, O2 y oxígeno bajo la alta temperatura del arco y se convierte en un gas activo,que es propenso a reacciones de oxidación con metalesEl Ar es un gas inerte, y la mezcla Ar/CO2 tiene una reactividad relativamente menor.cuando se utilice la mezcla Ar/CO2, la eficiencia de deposición de la aleación de electrodos es mayor porque algunos elementos de aleación reaccionan con el oxígeno descompuesto del CO2 para formar óxidos que entran en la escoria,aumento del contenido de desoxidantes como Mn y Si en la soldadura, aumentando así la resistencia de la soldadura pero reduciendo el alargamiento y la resistencia al impacto.

Gasos inertes y gases mezclados: compatibilidad en la aplicación

Aunque los gases inertes pueden proteger la piscina fundida, cuando se utilizan solos para la soldadura de metales a base de hierro, pueden ocurrir problemas.El arco se alargará y la capa exterior del electrodo se derretirá prematuramentePor lo tanto, los gases de mezcla Ar/CO2 se utilizan principalmente para la soldadura de metales a base de hierro.Las mezclas de 75% Ar + 25% CO2 o 80% Ar + 20% CO2 se utilizan comúnmente para soldar acero inoxidable FCAW-G, y algunos alambres de soldadura requieren 90% de Ar + 10% de CO2, y un contenido de Ar inferior al 75% afectará el rendimiento del arco.

Factores en la selección del gas de blindaje: compensaciones entre costo, soldador y calidad

1.Consideración de los costes: opciones detrás de la cuenta económica: En los costes de soldadura, la mano de obra y la gestión representan el 80%, los materiales el 20%, y el gas de blindaje representa aproximadamente un cuarto del coste del material.El CO2 tiene una amplia gama de fuentes y puede obtenerse a bajo coste mediante el procesamiento del gas naturalSin embargo, el Ar es escaso en la atmósfera y su extracción requiere equipos complejos y un alto consumo de energía, lo que resulta en altos costos.Si sólo se considera el coste del gas, el CO2 es la primera opción, pero la decisión real debe ser ponderada de manera exhaustiva.

2.Preferencia de los soldadores y productividad: la conexión entre la experiencia operativa y la eficiencia: Cuando se utiliza el mismo alambre de soldadura, la mezcla Ar/CO2 tiene un arco más estable, menos salpicaduras y una transferencia de gotas estable, lo que puede mantener un buen estado del charco fundido,es beneficioso para la soldadura en posiciones especiales y mejora la productividadSin embargo, su mayor contenido de Ar aumenta la radiación térmica recibida por el soldador, y la pistola de soldadura es propensa al sobrecalentamiento.que requieren una pistola de soldadura de mayor potencia o un reemplazo más frecuente de piezas usureras.

3.Calidad de la soldadura: la garantía clave de la calidad de la soldadura: La mezcla Ar/CO2 tiene un buen rendimiento en la formación de soldadura, reduciendo las salpicaduras y reduciendo los costos de limpieza después de la soldadura, lo que es útil para las pruebas ultrasónicas.Debido a que las gotas finas aumentan la cantidad de disolución del gas, las marcas de gas pueden afectar a la apariencia y al rendimiento de la soldadura.

Escenarios de aplicación típicos: preferencias de selección en la práctica industrial

En la soldadura plana y horizontal de alta deposición, el CO2 se utiliza comúnmente debido a su ventaja de coste y al cumplimiento de los requisitos de soldadura;la industria de la construcción naval favorece el CO2 porque su arco puede quemar eficazmente el primer en el metal básicoEn la industria de la construcción en alta mar de América del Norte, cuando se soldan soldaduras de ranuras específicas, se prefiere la mezcla Ar/CO2 debido a la búsqueda de la apariencia de soldadura y a la baja salpicadura.Si en un taller se utilizan varios procesos de soldadura blindados por gas, el gas de blindaje es a menudo estandarizado, y algunos fabricantes también eligen la mezcla Ar/CO2 para optimizar el efecto de soldadura GMAW.

Conclusión: Consideración exhaustiva y toma de decisiones precisa

La selección del gas de blindaje para el FCAW-G debe equilibrar el coste, la calidad y la productividad.y debe determinarse sobre la base del impacto del gas en varios aspectos en las operaciones reales de soldaduraDespués de seleccionar el gas de blindaje, es necesario seleccionar un electrodo adecuado para garantizar el mejor equilibrio de calidad y eficiencia de soldadura.