Անժանգոտվող պողպատի եռակցումը պահանջում է պաշտպանիչ գազի ընտրություն՝ դրա մետաղագործական կազմը և դրան առնչվող ֆիզիկական և մեխանիկական հատկությունները պահպանելու համար: Անժանգոտվող պողպատի համար տարածված պաշտպանիչ գազի տարրերն են՝ արգոնը, հելիումը, թթվածինը, ածխաթթու գազը, ազոտը և ջրածինը (տե՛ս նկար 1): Այս գազերը միացվում են տարբեր հարաբերակցություններով՝ համապատասխանելու տարբեր մատակարարման եղանակների, մետաղալարերի տեսակների, հիմնական համաձուլվածքների, ցանկալի գնդիկի պրոֆիլի և շարժման արագության կարիքներին:
Անժանգոտվող պողպատի ցածր ջերմահաղորդականության և կարճ միացման փոխանցման գազային մետաղական աղեղային եռակցման (GMAW) համեմատաբար «սառը» բնույթի պատճառով, գործընթացը պահանջում է «եռախառնուրդ» գազ, որը բաղկացած է 85%-ից մինչև 90% հելիումից (He), մինչև 10% արգոնից (Ar) և 2%-ից մինչև 5% ածխաթթու գազից (CO2): Սովորական եռախառնուրդը պարունակում է 90% He, 7-1/2% Ar և 2-1/2% CO2: Հելիումի բարձր իոնացման պոտենցիալը նպաստում է աղեղի առաջացմանը կարճ միացումից հետո. բարձր ջերմահաղորդականության հետ մեկտեղ He-ի օգտագործումը մեծացնում է հալված ավազանի հեղուկությունը: Trimix-ի Ar բաղադրիչը ապահովում է եռակցման ջրամբարի ընդհանուր պաշտպանությունը, մինչդեռ CO2-ը գործում է որպես ռեակտիվ բաղադրիչ՝ աղեղը կայունացնելու համար (տե՛ս նկար 2-ը՝ տեսնելու համար, թե ինչպես են տարբեր պաշտպանիչ գազերը ազդում եռակցման գնդիկի պրոֆիլի վրա):
Որոշ եռակի խառնուրդներ կարող են օգտագործել թթվածին որպես կայունացուցիչ, մինչդեռ մյուսները օգտագործում են He/CO2/N2 խառնուրդ՝ նույն ազդեցությանը հասնելու համար: Որոշ գազաբաշխիչներ ունեն սեփական գազային խառնուրդներ, որոնք ապահովում են խոստացված առավելությունները: Դիլերները նաև խորհուրդ են տալիս այս խառնուրդները նույն ազդեցություն ունեցող այլ փոխանցման ռեժիմների համար:
Արտադրողների ամենամեծ սխալը GMAW չժանգոտվող պողպատը նույն գազային խառնուրդով (75 Ar/25 CO2) կարճ միացնելն է, ինչ մեղմ պողպատը, սովորաբար այն պատճառով, որ նրանք չեն ցանկանում կառավարել լրացուցիչ գլան: Այս խառնուրդը պարունակում է չափազանց շատ ածխածին: Փաստորեն, պինդ մետաղալարի համար օգտագործվող ցանկացած պաշտպանիչ գազ պետք է պարունակի առավելագույնը 5% ածխաթթու գազ: Ավելի մեծ քանակությունների օգտագործումը հանգեցնում է մետալուրգիայի, որն այլևս չի համարվում L-դասի համաձուլվածք (L-դասի ածխածնի պարունակությունը 0.03%-ից ցածր է): Պաշտպանիչ գազում ավելորդ ածխածինը կարող է առաջացնել քրոմի կարբիդներ, որոնք նվազեցնում են կոռոզիայի դիմադրությունը և մեխանիկական հատկությունները: Եռակցման մակերեսին կարող է նաև մուր հայտնվել:
Որպես լրացուցիչ նշում, 300 շարքի բազային համաձուլվածքների (308, 309, 316, 347) համար GMAW կարճ միացման համար մետաղներ ընտրելիս արտադրողները պետք է ընտրեն LSi կարգը: LSi լցոնիչները ցածր ածխածնի պարունակություն ունեն (0.02%) և, հետևաբար, հատկապես խորհուրդ են տրվում, երբ կա միջհատիկային կոռոզիայի վտանգ: Սիլիցիումի ավելի բարձր պարունակությունը բարելավում է եռակցման հատկությունները, ինչպիսիք են թրջումը, որպեսզի հարթեցնի եռակցման գագաթը և խթանի միաձուլումը ծայրամասում:
Արտադրողները պետք է զգույշ լինեն կարճ միացման փոխանցման գործընթացներն օգտագործելիս: Աղեղային մարման պատճառով կարող է առաջանալ անավարտ միաձուլում, ինչը գործընթացը կդարձնի անհարմար կարևոր կիրառությունների համար: Մեծ ծավալի իրավիճակներում, եթե նյութը կարող է դիմանալ իր ջերմային մուտքին (≥ 1/16 դյույմը մոտավորապես ամենանուրբ նյութն է, որը եռակցվել է իմպուլսային ցողման ռեժիմով), իմպուլսային ցողման փոխանցումը կլինի ավելի լավ ընտրություն: Եթե նյութի հաստությունը և եռակցման տեղը դա թույլ են տալիս, նախընտրելի է ցողման փոխանցում GMAW-ը, քանի որ այն ապահովում է ավելի կայուն միաձուլում:
Այս բարձր ջերմափոխանակման ռեժիմները չեն պահանջում He պաշտպանիչ գազ: 300 շարքի համաձուլվածքների ցողիչ փոխանցմամբ եռակցման համար տարածված ընտրություն է 98% Ar և 2% ռեակտիվ տարրեր, ինչպիսիք են CO2-ը կամ O2-ը: Որոշ գազային խառնուրդներ կարող են նաև պարունակել N2-ի փոքր քանակություններ: N2-ն ունի ավելի բարձր իոնացման պոտենցիալ և ջերմահաղորդականություն, ինչը նպաստում է թրջմանը և թույլ է տալիս ավելի արագ շարժվել կամ բարելավել թափանցելիությունը. այն նաև նվազեցնում է աղավաղումը:
Իմպուլսային ցողման փոխանցման GMAW-ի համար 100% Ar-ը կարող է լինել ընդունելի ընտրություն: Քանի որ իմպուլսային հոսանքը կայունացնում է աղեղը, գազը միշտ չէ, որ պահանջում է ակտիվ տարրեր:
Ֆերիտային և դուպլեքսային չժանգոտվող պողպատների դեպքում հալված ավազանը ավելի դանդաղ է (ֆերիտային և աուստենիտային 50/50 հարաբերակցությամբ): Այս համաձուլվածքների համար ~70% Ar/~30% He/2% CO2 գազային խառնուրդը կնպաստի ավելի լավ թրջմանը և կբարձրացնի շարժման արագությունը (տե՛ս նկար 3): Նմանատիպ խառնուրդներ կարող են օգտագործվել նիկելի համաձուլվածքների եռակցման համար, բայց դրանք կհանգեցնեն նիկելի օքսիդների առաջացմանը եռակցման մակերեսին (օրինակ՝ 2% CO2 կամ O2 ավելացնելը բավարար է օքսիդի պարունակությունը մեծացնելու համար, ուստի արտադրողները պետք է խուսափեն դրանցից կամ պատրաստ լինեն շատ ժամանակ ծախսել դրանց վրա): Հղկող է, քանի որ այս օքսիդները այնքան կոշտ են, որ մետաղական խոզանակը սովորաբար չի հեռացնում դրանք):
Արտադրողները օգտագործում են հոսքային միջուկով չժանգոտվող պողպատե մետաղալարեր տեղում չժանգոտվող եռակցման համար, քանի որ այդ մետաղալարերի մեջ խարամի համակարգը ապահովում է «դարակ», որը պահում է եռակցման լողավազանը, երբ այն պնդանում է: Քանի որ հոսքային կազմը մեղմացնում է CO2-ի ազդեցությունը, հոսքային միջուկով չժանգոտվող պողպատե մետաղալարը նախատեսված է 75% Ar/25% CO2 և/կամ 100% CO2 գազային խառնուրդների հետ օգտագործելու համար: Չնայած հոսքային միջուկով մետաղալարը կարող է ավելի թանկ արժենալ մեկ ֆունտի համար, հարկ է նշել, որ բոլոր դիրքերում եռակցման ավելի բարձր արագությունները և նստեցման արագությունները կարող են նվազեցնել եռակցման ընդհանուր ծախսերը: Բացի այդ, հոսքային միջուկով մետաղալարն օգտագործում է ավանդական հաստատուն լարման DC ելք, ինչը հիմնական եռակցման համակարգը դարձնում է ավելի էժան և պակաս բարդ, քան իմպուլսային GMAW համակարգերը:
300 և 400 շարքի համաձուլվածքների համար 100% Ar-ը մնում է գազային վոլֆրամային աղեղային եռակցման (GTAW) ստանդարտ ընտրությունը: Որոշ նիկելային համաձուլվածքների GTAW-ի ընթացքում, հատկապես մեքենայացված գործընթացների դեպքում, կարող են ավելացվել ջրածնի փոքր քանակություններ (մինչև 5%)՝ շարժման արագությունը մեծացնելու համար (նշենք, որ ածխածնային պողպատներից տարբերվող նիկելային համաձուլվածքները հակված չեն ջրածնային ճաքերի առաջացմանը):
Գերդուպլեքս և գերդուպլեքս չժանգոտվող պողպատների եռակցման համար համապատասխանաբար լավ ընտրություններ են 98% Ar/2% N2 և 98% Ar/3% N2 խառնուրդները: Հելիումը կարող է նաև ավելացվել մոտ 30%-ով թրջվելու ունակությունը բարելավելու համար: Գերդուպլեքս կամ գերդուպլեքս չժանգոտվող պողպատների եռակցման ժամանակ նպատակն է ստանալ մոտավորապես 50% ֆերիտի և 50% աուստենիտի հավասարակշռված միկրոկառուցվածքով միացում: Քանի որ միկրոկառուցվածքի ձևավորումը կախված է սառեցման արագությունից, և քանի որ TIG եռակցման ավազանը արագ սառչում է, 100% Ar օգտագործելիս ավելցուկային ֆերիտ է մնում: Երբ օգտագործվում է N2 պարունակող գազային խառնուրդ, N2-ը խառնվում է հալված ավազանի մեջ և նպաստում աուստենիտի ձևավորմանը:
Անժանգոտվող պողպատը պետք է պաշտպանի միացման երկու կողմերը՝ կոռոզիային առավելագույն դիմադրողականությամբ ավարտուն եռակցում ստանալու համար: Հետևի մասը չպաշտպանելը կարող է հանգեցնել «շաքարացման» կամ լայնածավալ օքսիդացման, որը կարող է հանգեցնել զոդանյութի խափանմանը:
Հաստատուն գերազանց համապատասխանությամբ կամ ամրացման հետևի մասում ամուր փակմամբ ամուր հետևի կցամասերը կարող են չպահանջել օժանդակ գազ: Այստեղ հիմնական խնդիրը ջերմության ազդեցության գոտու չափազանց գունաթափումը կանխելն է՝ օքսիդի կուտակման պատճառով, որը հետագայում պահանջում է մեխանիկական հեռացում: Տեխնիկապես, եթե հետևի մասի ջերմաստիճանը գերազանցում է 500 աստիճան Ֆարենհայտը, անհրաժեշտ է պաշտպանիչ գազ: Այնուամենայնիվ, ավելի պահպանողական մոտեցում է 300 աստիճան Ֆարենհայտը որպես շեմ օգտագործելը: Իդեալական դեպքում, հետևի մասը պետք է լինի 30 PPM O2-ից ցածր: Բացառություն է կազմում այն ​​դեպքը, երբ եռակցման հետևի մասը փորվելու, հղկվելու և եռակցվելու է՝ լիարժեք ներթափանցման եռակցում ստանալու համար:
Երկու նախընտրելի օժանդակ գազերն են N2-ը (ամենաէժանը) և Ar-ը (ավելի թանկը): Փոքր հավաքույթների համար կամ երբ Ar աղբյուրները հեշտությամբ հասանելի են, այս գազն օգտագործելը կարող է ավելի հարմար լինել և չարժե N2-ի վրա խնայողություններ կատարել: Մինչև 5% ջրածին կարելի է ավելացնել՝ օքսիդացումը նվազեցնելու համար: Հասանելի են առևտրային տարբեր տարբերակներ, բայց տարածված են ինքնաշեն հենարաններն ու մաքրման ամբարտակները:
10.5% կամ ավելի քրոմի ավելացումն է, որը չժանգոտվող պողպատին հաղորդում է իր չժանգոտվող հատկությունները: Այս հատկությունների պահպանումը պահանջում է լավ տեխնիկա՝ ճիշտ եռակցման պաշտպանիչ գազ ընտրելու և միացման հետևի մասը պաշտպանելու համար: Չժանգոտվող պողպատը թանկ է, և կան լավ պատճառներ այն օգտագործելու համար: Պաշտպանիչ գազի կամ դրա համար լցանյութ մետաղներ ընտրելու հարցում իմաստ չունի փորձել խնայողություններ անել: Հետևաբար, չժանգոտվող պողպատի եռակցման համար գազ և լցանյութ մետաղ ընտրելիս միշտ իմաստ ունի համագործակցել գիտակ գազի բաշխիչի և լցանյութ մետաղի մասնագետի հետ:
Մնացեք տեղեկացված բոլոր մետաղների վերաբերյալ վերջին նորությունների, իրադարձությունների և տեխնոլոգիաների մասին մեր երկու ամսական լրատուների միջոցով, որոնք գրված են բացառապես կանադացի արտադրողների համար:
Այժմ՝ Կանադական մետաղագործության թվային հրատարակությանը լիարժեք հասանելիությամբ, արժեքավոր արդյունաբերական ռեսուրսներին հեշտ հասանելիությամբ։
Այժմ՝ «Made in Canada» և «Welding» գրքերի թվային հրատարակությանը լիարժեք հասանելիությամբ, արժեքավոր արդյունաբերական ռեսուրսներին հեշտ հասանելիությամբ։