1. Warum Schutzgas notwendig ist
Oxidation: Sauerstoff reagiert mit Metallen (z. B. Aluminium, Titan, Edelstahl) unter Bildung spröder Oxide (z. B. Al₂O₃, TiO₂), wodurch die Schweißnahtfestigkeit verringert und Risse verursacht werden.
Nitrieren: Stickstoff reagiert mit Metallen (z. B. Eisen, Chrom) unter Bildung von Nitriden (z. B. Fe₄N, CrN), wodurch die Schweißnaht spröde und porös wird.
Porosität: Wasserdampf oder Lufteinschlüsse erzeugen Blasen in der erstarrenden Schweißnaht und schwächen deren Integrität.
Erhöhte Spritzer: Luftinterferenzen destabilisieren das Schmelzbad, was zu Metallspritzern und einem schlechten Aussehen der Schweißnaht führt.
2. Gängige Schutzgase
Inertgase (nicht-reaktiv, weit verbreitet)
Eigenschaften: Geringe Kosten, hohe Dichte (bessere Abdeckung), moderate Ionisierungsenergie, stabiler Schutz für die meisten Metalle.
Geeignete Materialien: Aluminium, Titan, Edelstahl, Kupferlegierungen (ideal für stark reflektierende oder zur Oxidation-anfällige Metalle).
--------Ryder
Notiz: Reines Argon kann in dicken Schweißnähten eine grobe Kornstruktur verursachen; Das Mischen mit Helium verbessert die Leistung.
Eigenschaften: Ultra-hohe Reinheit (größer oder gleich 99,999 %), ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit, hohe Ionisierungsenergie (stabiler Lichtbogen), aber teuer.
Geeignete Materialien: Kritische Anwendungen (z. B. Titan in der Luft- und Raumfahrt, dickes Aluminium), reduziert die Porosität und verbessert die Zähigkeit.
Notiz: Enge Schutzzone; oft mit Argon (z. B. Ar+He) gemischt, um Kosten und Wirksamkeit auszugleichen.
Aktive Gase (enthalten oxidierende Bestandteile)
Eigenschaften: Kostengünstig, stärkt einige Metalle (z. B. Bildung von Nitriden in Stahl zur Erhöhung der Härte).
Geeignete Materialien: Kohlenstoffstahl, niedrig{0}}legierter Stahl (vermeiden Sie Legierungen mit Cr, Ti, die spröde Nitride bilden).
Notiz: Erfordert eine hohe Reinheit (größer oder gleich 99,99 %), um zu verhindern, dass Verunreinigungen (z. B. O₂, H₂O) Porosität verursachen.
Eigenschaften: Stark oxidierend, wird hauptsächlich beim Lichtbogenschweißen (z. B. MIG) verwendet. Wird beim Laserschweißen selten allein verwendet; gemischt mit Argon (z. B. Ar+CO₂) für Kohlenstoffstahl, um die Kosten zu senken.
Mischgase (Balance zwischen Leistung und Kosten)
Ar+Er: Verbessert den Wärmeeintrag bei dickem Aluminium oder Titan und verringert die Porosität.
Ar+N₂: Wird für Edelstahl und Kohlenstoffstahl verwendet, um Schutz und Kosten in Einklang zu bringen und gleichzeitig Sprödigkeit zu vermeiden.
Ar + H₂: Reduziert bei Legierungen mit hohem-Kohlenstoffgehalt oder hohem-Chromgehalt die Oxidation und Porosität (strikte Kontrolle des H₂-Verhältnisses erforderlich, um Wasserstoffversprödung zu verhindern).
Zusammenfassung
Materialien (Al, Ti, Cu): Argon oder Ar+He-Mischungen verwenden.
Kohlenstoffstahl, niedrig-legierter Stahl: Stickstoff oder Ar+N₂-Gemische.
Hochpräzise-Anwendungen (z. B. Luft- und Raumfahrt): Hoch-reines Helium oder Ar+He.