Chociaż możliwe jest stosowanie CO2 do spawania TIG (gazu wolframowego), zwykle nie jest ono zalecane z powodu wysokiej reaktywności CO2, co może prowadzić do niestabilnego łuku i zwiększonego rozprysku. Mieszanki argonowe lub argonowe są zwykle preferowane ze względu na ich doskonałą stabilność łuku i czystsze spoiny.

Zrozumienie spawania

Spawanie jest procesem wytwarzania, który łączy materiały, zwykle metale lub termoplastiki, używając wysokiego ciepła do stopienia części i umożliwiając im ostygnięcie, powodując fuzję.

Krótkie wprowadzenie do spawania TIG

Spawanie TIG lub spawanie łuku wolframu gazowego (GTAW) to proces spawania, który wykorzystuje nieobsumowalną elektrodę wolframową do wytworzenia spoiny.

Rola ochrony gazów w spawaniu

Gazy chroniące chronią obszar spoiny przed elementami atmosferycznymi, które mogą zmniejszyć jakość spoiny. Odgrywają kluczową rolę w określaniu wyniku końcowego spoiny, wpływającym na czynniki, takie jak głębokość penetracji, stabilność łuku i wiele innych.

Gazy chroniące w spawaniu

Wspólne rodzaje gazów osłonowych

Zazwyczaj gazy takie jak argon, hel, dwutlenek węgla (CO2) i mieszaniny gazowe są stosowane w spawaniu TIG. Każdy z tych gazów ma inne właściwości wpływające na proces spawania i wyniku. Na przykład Argon zapewnia doskonałą stabilność łuku i jest powszechnie stosowany w spawaniu TIG.

Znaczenie ochrony gazów w spawaniu

Gazy chroniące mają kluczowe znaczenie dla spawania, ponieważ wpływają na szybkość spawania, jakość spoiny i wydajność procesu. Badanie wykazało, że wzrost argonu w mieszaninie gazu osłonowego może zwiększyć prędkość spawania o 23% i obniżyć koszty spawania nawet o 18%.

Specyficzna rola CO2 w spawaniu

CO2, wspólny gaz osłonowy w spawaniu, jest stosowany głównie w spawaniu gazu obojętnego metalowego (MIG) ze względu na jego opłacalność. Zapewnia głęboką penetrację i zmniejsza szanse porowatości w spoinie.

Czy CO2 można użyć do spawania TIG?

Argumenty za korzystaniem z CO2 w spawaniu TIG

Istnieje kilka argumentów na rzecz użycia CO2 do spawania TIG. Po pierwsze, CO2 jest znacznie tańszy niż inne wspólne gazy, takie jak argon lub hel. Ponadto CO2 jest łatwo dostępny i łatwy do przechowywania, dzięki czemu jest wygodny do regularnego użytku.

Argumenty przeciwko użyciu CO2 w spawaniu TIG

CO2 ma tendencję do wytwarzania bardziej nieregularnego łuku i większego rozprysków, wpływając na ogólną jakość spoiny. Może to zwiększyć czas potrzebny na oczyszczenie, zrekompensując niektóre oszczędności kosztów.

Porównanie CO2 z innymi gazami ekranowymi do spawania TIG

CO2 vs Argon w spawaniu TIG

CO2 jest tańszy i łatwiej dostępny gaz niż argon, co czyni go atrakcyjną opcją dla wielu spawaczy. Butelka CO2 może kosztować około 30 USD, podczas gdy podobna ilość argonu może kosztować do 70 USD. Jednak jeśli chodzi o spawanie TIG, Argon często przewyższa CO2. Wynika to z faktu, że Argon zapewnia doskonałą stabilność łuku, co jest kluczowe dla precyzyjnych spoin wysokiej jakości, z których znany jest spawanie TIG.

CO2 vs hel w spawaniu TIG

Hel, podobnie jak Argon, działa lepiej niż CO2 w spawaniu TIG. Ze względu na wyższy potencjał jonizacji helu i przewodność cieplną może tworzyć cieplejsze łuki i głębszą penetrację. Jednak prędkość, z jaką hel ułatwia proces spawania, ma znaczny koszt. Hel jest około 35% droższy niż CO2, co czyni go mniej opłacalnym wyborem dla wielu firm.

Wpływ mieszanki gazowej osłony na spawanie TIG

Chaintowanie gazów chroniące, takie jak argon-Co2 i argon-helium, są czasami stosowane w spawaniu TIG w celu wykorzystania korzyści wielu gazów. Na przykład mieszanka 90% argonu i 10% CO2 może oferować stabilność argonu ARC, jednocześnie korzystając z oszczędności CO2.

Studia przypadków

Pomyślne zastosowanie CO2 w spawaniu TIG

W studium przypadku w 2021 r. Mała firma produkcyjna w Ohio była w stanie obniżyć koszty spawania o 30%, przechodząc z czystego argonu na mieszaninę CO2 o 90% argon/10%. Firma poinformowała, że ​​chociaż nastąpił niewielki wzrost czasu czyszczenia z powodu zwiększonego rozprysków, oszczędności kosztów sprawiły, że zmiana była opłacalna.

Ograniczenia i wyzwania CO2 w spawaniu TIG

I odwrotnie, duży producent motoryzacyjny testowany przy użyciu czystego CO2 w procesie spawania TIG w 2022 r. I stwierdził, że jakość spoin spadła znacznie, przy 20% wzrost wad. Producent doszedł do wniosku, że chociaż CO2 był tańszy, wzrost wad i późniejszych kosztów przeróbki sprawiły, że jest mniej ekonomiczny do ich celów.

Rozważania bezpieczeństwa przy użyciu CO2 do spawania TIG

Obsługa i przechowywanie cylindrów CO2

Bezpieczeństwo musi zawsze być priorytetem podczas obsługi i przechowywania cylindrów CO2. Podciśniony charakter cylindrów gazowych może stanowić znaczące zagrożenie, jeśli nie jest poprawnie zarządzane. Średni cylinder CO2 zawiera gaz pod ciśnieniem około 800 psi w temperaturze pokojowej. Inwestycja w odpowiedni sprzęt do przechowywania i obsługi może wynosić od 100 do 200 USD, ale środki te mogą zapobiec kosztownym wypadkom i obrażeniom.

Wymagania wentylacyjne

Ponieważ CO2 jest uduszeniem, odpowiednia wentylacja ma kluczowe znaczenie przy użyciu tego gazu do spawania TIG. Słabo wentylowana przestrzeń może prowadzić do akumulacji CO2, która może wypierać tlen i prowadzić do nieświadomości, a nawet śmierci w skrajnych przypadkach. Dlatego konieczne jest monitorowanie stężenia CO2 w obszarze roboczym. Wytyczne z Administracji Bezpieczeństwa i Zdrowia Pracy (OSHA) sugerują maksymalne dopuszczalne stężenie 5000 części na milion (PPM) w ciągu ośmiogodzinnego okresu pracy. Systemy wentylacyjne muszą być na miejscu, aby utrzymać ten poziom, który może kosztować od 500 do 2000 USD, w zależności od wielkości obszaru roboczego.

Zagrożenia zdrowotne z powodu zwiększonych rozprysków

Zwiększone rozpryski przy użyciu CO2 w spawaniu TIG oznacza więcej cząstek w powietrzu, które mogą stanowić zagrożenie oddechowe. American Welding Society zaleca stosowanie urządzeń ochronnych oddechowych podczas spawania, szczególnie w ograniczonych przestrzeniach. Zapewnienie wszystkim spawaczom odpowiedniego sprzętu oddechowego może zwiększyć koszty operacyjne, a dobrej jakości respiratory kosztują od 20 do 100 USD każdy.

Szkolenie i świadomość

Wykorzystanie CO2 jako gazowego gazu w spawaniu TIG może wymagać zmian technik spawania ze względu na zmienione charakterystykę łuku. Dlatego spawacze mogą potrzebować dodatkowego szkolenia, które mogą kosztować około 500 USD za osobę. Takie szkolenie pomaga zapewnić, że spawacze mogą wytwarzać wysokiej jakości spoiny przy jednoczesnym zachowaniu bezpieczeństwa. Ponadto zwiększona świadomość potencjalnego ryzyka i skuteczne strategie łagodzenia może znacznie zwiększyć ogólne bezpieczeństwo.