คุณสามารถเชื่อมกับก๊าซ CO2 ได้หรือไม่?

การเชื่อม TIG (การเชื่อมก๊าซเฉื่อยของทังสเตน) มีการเฉลิมฉลองเพื่อความแม่นยำการเชื่อมที่สะอาดและความสามารถในการเข้าร่วมโลหะที่หลากหลาย - จากเหล็กถึงอลูมิเนียมและไทเทเนียม ศูนย์กลางของความสำเร็จคือก๊าซป้องกันซึ่งปกป้องอิเล็กโทรดทังสเตนสระว่ายน้ำเชื่อมหลอมเหลวและโลหะฐานจากการปนเปื้อนในบรรยากาศ แต่CO₂ (คาร์บอนไดออกไซด์) สามารถทำหน้าที่เป็นก๊าซป้องกันที่สำคัญนี้ในการเชื่อม TIG ได้หรือไม่? คำตอบสั้น ๆ คือ NO, CO₂ไม่เหมาะสำหรับการเชื่อม TIG - และทำความเข้าใจว่าทำไมจึงเปิดเผยหลักการสำคัญของข้อกำหนดเฉพาะของ TIG
เหตุใดการเชื่อม TIG จึงต้องการการป้องกันแบบเฉื่อย
การเชื่อม TIG ขึ้นอยู่กับ - อิเล็กโทรดทังสเตนที่บริโภคเพื่อสร้างส่วนโค้งพร้อมกับฟิลเลอร์โลหะที่เพิ่มเข้ามาด้วยตนเอง (ถ้าจำเป็น) สำหรับการเชื่อมที่มีคุณภาพสูง - โซนเชื่อมทั้งหมด - รวมถึงอิเล็กโทรดสระว่ายน้ำหลอมเหลวและความร้อน - โซนที่ได้รับผลกระทบ (HAZ) - จะต้องได้รับการปกป้องจากออกซิเจนไนโตรเจนและไฮโดรเจนในอากาศ ก๊าซเหล่านี้เป็นสาเหตุ:
•ออกซิเดชัน: ทำปฏิกิริยากับโลหะเพื่อสร้างออกไซด์เปราะ (เช่นอลูมิเนียมออกไซด์หรือโครเมียมออกไซด์) การเชื่อมที่อ่อนตัวลงและทำให้เกิดความพรุน
•กระบะไนโตรเจน: สร้างไนไตรด์ที่แข็งเปราะในรอยเชื่อมลดความเหนียวและเพิ่มความเสี่ยงการแตกร้าว
•ไฮโดรเจน embrittlement: ดูดซับเป็นโลหะหลอมเหลวนำไปสู่ความพรุนหรือการแตกร้าวล่าช้าเมื่อเชื่อมทำให้เย็นลง
เพื่อป้องกันสิ่งนี้การเชื่อม TIG ต้องใช้ก๊าซเฉื่อย - โดยทั่วไปอาร์กอนหรือฮีเลียมซึ่งไม่ตอบสนองกับโลหะ ก๊าซเหล่านี้ก่อให้เกิด "ผ้าห่ม" ที่เสถียรเหนือโซนเชื่อมปิดการปิดกั้นก๊าซในบรรยากาศโดยไม่ต้องเปลี่ยนเคมีของโลหะ
ทำไมCo₂ถึงล้มเหลวในการเชื่อม TIG
Co₂เป็นก๊าซปฏิกิริยาไม่ใช่แบบเฉื่อย เมื่อถูกความร้อนในส่วนโค้ง TIG มันจะแยกออกเป็นคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) และออกซิเจน (O₂) - ซึ่งทั้งสองอย่างนี้มีปฏิสัมพันธ์กับโซนเชื่อม:
ออกซิเดชันของอิเล็กโทรดทังสเตน
ออกซิเจนที่ปล่อยออกมาจากCO₂ทำปฏิกิริยากับอิเล็กโทรดทังสเตนทำให้เกิดทังสเตนออกไซด์ (WO₃) สิ่งนี้ปนเปื้อนอิเล็กโทรดทำให้เกิดความไม่เสถียรของอาร์คสปัตเตอร์และแม้แต่การละลายอิเล็กโทรด อิเล็กโทรดที่เสียหายจะขัดขวางการโฟกัสของอาร์คซึ่งนำไปสู่ลูกปัดเชื่อมที่ไม่สม่ำเสมอและฟิวชั่นที่ไม่ดี ซึ่งแตกต่างจากการเชื่อม MIG (ซึ่งใช้ลวดวัสดุสิ้นเปลืองที่สามารถทนต่อการเกิดออกซิเดชันที่ไม่รุนแรง), TIG ที่ไม่ใช่ - อิเล็กโทรดทังสเตนที่บริโภคได้มีความไวสูงต่อก๊าซปฏิกิริยา
การปนเปื้อนของสระเชื่อม
ออกซิเจนจากCO₂ทำปฏิกิริยากับโลหะฐานทำให้เกิดออกไซด์ที่ทำให้การเชื่อมอ่อนแอลง ตัวอย่างเช่น:
•ในการเชื่อมอลูมิเนียม TIG CO₂จะทำให้การก่อตัวของออกไซด์รุนแรงขึ้นบนสระที่หลอมเหลวทำให้ไม่สามารถทำความสะอาดออกไซด์ - ฟิวชั่นฟรีที่จำเป็นสำหรับข้อต่อที่แข็งแกร่ง
•ในการเชื่อมสแตนเลสCo₂จะทำให้โครเมียมลดลง (โลหะผสมที่สำคัญสำหรับความต้านทานการกัดกร่อน) โดยการสร้างโครเมียมออกไซด์ออกจากการเชื่อมที่มีแนวโน้มที่จะเกิดสนิม
คาร์บอนจากCo₂ยังละลายในสระเชื่อมเพิ่มปริมาณคาร์บอน นี่เป็นหายนะสำหรับโลหะคาร์บอนต่ำ - เช่นสแตนเลสหรืออลูมิเนียมเนื่องจากมันทำให้เกิดความเปราะบางและลดความต้านทานการกัดกร่อน
MIG vs. TIG: ทำไมCo₂ทำงานให้กับหนึ่ง แต่ไม่ใช่อื่น ๆ
ในขณะที่CO₂ใช้ในการเชื่อม MIG (สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอน) การออกแบบของ TIG ทำให้สิ่งนี้เป็นไปไม่ได้ MIG ใช้ลวดบริโภคที่ทำหน้าที่เป็นทั้งอิเล็กโทรดและฟิลเลอร์และฟลักซ์หรือเคมีของลวดสามารถต่อต้านปฏิกิริยาของCO₂บางส่วน (เช่นองค์ประกอบ deoxidizing เช่นซิลิกอนในลวด MIG ทำให้ออกซิเจนบางอย่าง) อย่างไรก็ตาม TIG ไม่มีการสร้าง - ในการป้องกัน - โลหะฟิลเลอร์ (ถ้าใช้) และโลหะฐานสัมผัสโดยตรงกับก๊าซป้องกัน แม้จะไม่มีการป้องกันแบบเฉื่อยแม้แต่ก๊าซปฏิกิริยาจำนวนเล็กน้อยเช่นCo₂ทำลายคุณภาพการเชื่อม
นอกจากนี้ส่วนโค้งของ MiG ยังถูก "ฝัง" ในสระที่หลอมเหลวลดการสัมผัสโดยตรงระหว่างอิเล็กโทรดและก๊าซปฏิกิริยา ส่วนโค้งของ TIG ถูกเปิดเผยทำให้อิเล็กโทรดทังสเตนมีความเสี่ยงต่อการปนเปื้อนจากCO₂มากขึ้น
จะเกิดอะไรขึ้นถ้าคุณลองเชื่อม TIG กับCO₂?
การพยายามเชื่อม TIG กับCO₂นำไปสู่ผลลัพธ์ที่คาดการณ์ได้และเป็นปัญหา:
•ความไม่แน่นอนของอาร์ค: อิเล็กโทรดทังสเตนที่ปนเปื้อนทำให้อาร์คต้องเดินทำให้เป็นไปไม่ได้ที่จะควบคุมลูกปัดเชื่อม
•ความพรุน: ออกไซด์และฟองก๊าซ (จากการแยกตัวออกจากกัน) ติดอยู่ในการเชื่อมสร้างจุดอ่อน
•รอยเชื่อมที่เปราะ: ออกไซด์และคาร์บอนส่วนเกินทำให้เชื่อมมีแนวโน้มที่จะแตกภายใต้ความเครียด
•การย่อยสลายอิเล็กโทรด: การสะสมทังสเตนออกไซด์ต้องเปลี่ยนอิเล็กโทรดบ่อยครั้งเพิ่มต้นทุนและเวลาหยุดทำงาน
ปัญหาเหล่านี้ทำให้co₂ไม่เหมาะสมแม้สำหรับ "เร็ว" หรือต่ำ - การซ่อมแซม TIG ที่มีคุณภาพ - ไม่มีสถานการณ์ที่Co₂สร้างรอยเชื่อม TIG ที่ยอมรับได้
ก๊าซที่เหมาะสมสำหรับการเชื่อม TIG
การเชื่อม TIG ขึ้นอยู่กับก๊าซเฉื่อยที่ปรับให้เข้ากับโลหะฐาน:
•อาร์กอน: ก๊าซ TIG ที่พบบ่อยที่สุด การนำความร้อนต่ำของมันสร้างส่วนโค้งที่เสถียรทำให้เหมาะสำหรับโลหะบาง ๆ (เช่นแผ่นอลูมิเนียม) และงานที่แม่นยำ (เช่นส่วนประกอบการบินและอวกาศ)
•ฮีเลียม - อาร์กอนผสม: ใช้สำหรับวัสดุหนาหรือสูง - การใช้งานความร้อน (เช่นการเชื่อมทองแดง) ฮีเลียมเพิ่มความร้อนอาร์คปรับปรุงการเจาะโดยไม่ต้องเสียสละการป้องกันแบบเฉื่อย
•อาร์กอน - ไฮโดรเจนผสมผสาน: สำหรับสแตนเลสบางชนิดไฮโดรเจนจำนวนเล็กน้อย (2–5%) เพิ่มเสถียรภาพส่วนโค้งและลดการก่อตัวของออกไซด์ - แม้ว่าสิ่งนี้จะต้องมีการควบคุมอย่างเข้มงวดเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดไฮโดรเจน
สรุป: Co₂ไม่มีบทบาทในการเชื่อม TIG
ความต้องการของ TIG Welding สำหรับการป้องกันแบบเฉื่อยทำให้CO₂ไม่เข้ากัน ซึ่งแตกต่างจาก MIG, TIG ไม่สามารถทนต่อคุณสมบัติปฏิกิริยาของCo₂ซึ่งทำลายอิเล็กโทรดทังสเตนปนเปื้อนสระเชื่อมและสร้างข้อต่อที่อ่อนแอและมีข้อบกพร่อง สำหรับการเชื่อม TIG ก๊าซเฉื่อยเช่นอาร์กอนยังคงเป็นทางเลือกเดียว
ความแตกต่างนี้เน้นหลักการที่กว้างขึ้น: การเลือกการเชื่อมก๊าซขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะของกระบวนการ ในขณะที่Co₂เก่งใน MIG สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนความแม่นยำและความไวของ TIG ต่อความต้องการการปนเปื้อนของก๊าซเฉื่อย ด้วยการเคารพความแตกต่างนี้ช่างเชื่อมทำให้มั่นใจได้ว่าการเชื่อม TIG จะมีมาตรฐานสูงของความแข็งแรงความสะอาดและความน่าเชื่อถือที่กระบวนการเป็นที่รู้จักกันดี