Vous êtes-vous déjà demandé ce qui rend les gaz de soudage à la fois si essentiels et si complexes ? Cet article explore les différents types de gaz de soudage, leur rôle dans la protection et la stabilisation des soudures, et l'impact critique qu'ils ont sur les procédés de soudage. Vous découvrirez les propriétés uniques de gaz tels que l'argon, le dioxyde de carbone et l'acétylène, et apprendrez à sélectionner le gaz approprié pour diverses applications de soudage et de coupage. À la fin, vous comprendrez l'importance de chaque gaz et la manière dont il améliore l'efficacité et la qualité du soudage.
Le gaz de soudage désigne principalement le gaz protecteur utilisé dans le soudage sous protection gazeuse (tel que le soudage sous protection gazeuse au dioxyde de carbone et le soudage sous protection gazeuse inerte) et le gaz utilisé dans le soudage sous protection gazeuse à l'aide d'un pistolet à air comprimé. soudage au gaz et de la coupe. Il s'agit de gaz tels que le dioxyde de carbone (CO2), argon (Ar), hélium (He), oxygène (O2), gaz combustible, gaz mixte, etc.
Pendant le soudage, le gaz de protection sert non seulement à protéger la zone de soudage, mais aussi à générer l'arc électrique.
Le soudage et le coupage au gaz s'appuient principalement sur la flamme à haute température et la chaleur concentrée générées par la combustion du gaz.
Par conséquent, les caractéristiques physiques et chimiques du gaz n'affectent pas seulement l'effet de protection, mais influencent également l'allumage de l'arc et la stabilité du processus de soudage et de coupage.
Les gaz de soudage désignent les différents gaz utilisés pour le soudage ou le coupage. En fonction de leur rôle dans le processus, les gaz de soudage peuvent être classés en deux catégories : gaz de protection et du gaz pour le soudage et le coupage au gaz.
(1) Gaz de protection :
Le gaz de protection est utilisé dans soudage sous protection gazeuse pour protéger le bain de soudure de l'atmosphère environnante. Les gaz de protection couramment utilisés sont le dioxyde de carbone (CO2), argon (Ar), hélium (He), oxygène (O2), l'azote (N2), l'hydrogène (H2) et leurs mélanges (tels que Ar + He, Ar + CO2Ar + CO2 + O2etc.)
L'Institut international de la soudure classe les gaz de protection en fonction de leur potentiel d'oxydation : gaz inerte ou réducteur (classe I), gaz faiblement oxydant (classe M1), gaz moyennement oxydant (classe M2) et gaz fortement oxydant (classes M3 et C).
(2) Gaz pour le soudage et le coupage au gaz :
Les gaz utilisés pour le soudage et le coupage au gaz sont classés, en fonction de leur nature, en deux types : les gaz de soutien à la combustion (O2) et du gaz combustible. Lorsque le gaz combustible et l'oxygène sont mélangés et brûlés, ils dégagent une quantité importante de chaleur, créant une flamme à haute température avec une chaleur concentrée qui peut faire fondre le métal.
Acétylène (C2H2) est le gaz combustible le plus couramment utilisé pour le soudage et le coupage au gaz, tandis que d'autres gaz largement utilisés sont le propane (C3H8), le propylène (C3H6), le gaz naturel (principalement le méthane CH4) et le gaz de pétrole liquéfié (principalement le propane).
Le rôle du gaz varie selon les procédés de soudage ou de coupage, et le choix du gaz dépend du type de matériau à souder. Il faut donc choisir un gaz ayant des propriétés physiques ou chimiques spécifiques, voire un mélange de plusieurs gaz, en fonction de l'occasion.
Le tableau 1 présente les principales propriétés et utilisations des gaz généralement utilisés pour le soudage et le coupage, tandis que le tableau 2 illustre les caractéristiques des différents gaz au cours du processus de soudage et de coupage. processus de soudage.
Tableau 1 Principales caractéristiques et utilisations des gaz de soudage courants
| Gaz | Symbole | Principales propriétés | Application dans le domaine du soudage |
|---|---|---|---|
| Dioxyde de carbone | CO2 | Propriétés chimiques stables ; supportant la non-combustion et la non-combustion ; Il peut se décomposer en CO et en O à haute température et présente une certaine oxydation sur les métaux ; Peut se liquéfier;Lorsque le CO2 liquide s'évapore, il absorbe beaucoup de chaleur et peut se solidifier en dioxyde de carbone solide, communément appelé glace sèche. | Le fil de soudage peut être utilisé comme gaz de protection pendant le soudage, comme le soudage sous protection gazeuse au CO2 et le soudage sous protection gazeuse mixte CO2 + O2, CO2 + a. |
| Argon | Ar | Gaz inerte ; la propriété chimique n'est pas active, et il ne joue pas de rôle chimique avec d'autres éléments à température ambiante et à haute température. | Il est utilisé comme gaz de protection pour la protection mécanique pendant le soudage à l'arc, soudage plasma et le découpage. |
| Oxygène | O2 | Il est très actif à haute température et se combine directement avec de nombreux éléments ; Pendant le soudage, l'oxygène qui pénètre dans le bain de fusion oxyde les éléments suivants éléments métalliques et jouent un rôle néfaste. | La combustion mixte d'oxygène et de gaz combustible permet d'obtenir des températures extrêmement élevées pour le soudage et le coupage, comme la flamme oxygène-acétylène et la flamme hydrogène-oxygène. Il peut être mélangé avec de l'argon et du dioxyde de carbone en proportion pour le soudage sous protection gazeuse mixte. |
| Acétylène | C2H2 | Moins soluble dans l'eau, soluble dans l'alcool, en grande partie soluble dans l'acétone ; mélangé à l'air et à l'oxygène, il forme un mélange gazeux explosif ; Il brûle dans l'oxygène et émet une température élevée et une forte lumière de 3500 ℃. | Pour l'oxyacétylène soudage à la flamme et le découpage |
| Hydrogène | H2 | Peut brûler;Il n'est pas actif à température ambiante et très actif à haute température;Il peut être utilisé comme agent réducteur pour les minerais métalliques et les oxydes métalliques ; Pendant le soudage, une grande quantité de métal en fusion peut être précipitée pendant le refroidissement, ce qui facilite la formation de pores. | L'hydrogène est utilisé comme gaz de protection réducteur pendant le soudage. La combustion mixte avec l'oxygène peut être utilisée comme source de chaleur pour le soudage au gaz. |
| Azote | N2 | Propriétés chimiques inactives;Il peut se combiner directement avec l'hydrogène et l'oxygène à haute température;Il est nocif de pénétrer dans le bain de fusion pendant le soudage ; En principe, il ne réagit pas avec le cuivre et peut être utilisé comme gaz protecteur. | Lors du soudage à l'arc à l'azote, le cuivre et l'acier inoxydable peuvent être soudés avec de l'azote comme gaz de protection. L'azote est également couramment utilisé dans découpe à l'arc plasma comme gaz protecteur externe. |
Tableau 2 : caractéristiques des différents gaz pendant le soudage
| Gaz | pur | Gradient de position des colonnes | Stabilité de l'arc | Caractéristiques de transition des métaux | Propriétés chimiques | Pénétration de la soudure forme | Caractéristiques de chauffage |
| LE CO2 | 99.90% | élevé | satisfaits | satisfait, mais quelques éclaboussures | Forte oxydation | Forme plate, grande pénétration | |
| Ar | 99.995% | faible | bon | satisfaits | En forme de champignon | ||
| Il | 99.99% | élevé | satisfaits | satisfaits | Forme plate | L'apport de chaleur du soudage bout à bout est plus élevé que celui du soudage à l'arc pur. | |
| N2 | 99.90% | élevé | mauvais | mauvais | Des pores et des nitrures sont produits dans l'acier | Forme plate |
Les gaz appropriés doivent être utilisés pour le CO2 soudage sous protection gazeuse, soudage sous protection gazeuse inerte, soudage sous protection gazeuse mixte, soudage à l'arc plasma, brasage dans une atmosphère protectrice, le soudage et le découpage à l'oxygène et au gaz acétylène.
Le choix du gaz de soudage dépend principalement des méthodes de soudage et de coupage utilisées. En outre, il est également influencé par les propriétés du métal soudé, les normes de qualité de l'équipement de soudage. joint soudéL'épaisseur de la structure soudée, la position de soudage et le procédé utilisé.
3.1. Sélectionner le gaz en fonction de la méthode de soudage
Les gaz utilisés pour le soudage, le coupage ou le soudage sous protection gazeuse varient en fonction des différentes méthodes de soudage utilisées au cours de l'opération de soudage. processus de soudage.
Le tableau 3 fournit des informations sur la sélection des méthodes de soudage et des gaz de soudage correspondants. Le tableau 4 présente quant à lui la sélection des méthodes de soudage les plus courantes et des gaz de soudage correspondants. brasage les gaz utilisés dans les atmosphères protectrices. Le tableau 5 indique si les différents gaz conviennent au découpage à l'arc plasma.
Tableau 3 : sélection des méthodes et des gaz de soudage
| Méthode de soudage | Gaz de soudage | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Soudage au gaz | C2H2+O2 | H2 | ||||
| Coupe au gaz | C2H2+O2 | Gaz de pétrole liquéfié+O2 | gaz de houille+O2 | gaz naturel+O2 | ||
| Découpe à l'arc plasma | l'air | N2 | Ar+N2 | Ar+H2 | N2+H2 | |
| Soudage au gaz inerte de tungstène (TIG) | Ar | Il | Ar+He | |||
| Fil massif | Gaz inerte arc métallique soudage (MIG) | Ar | Il | Ar+He | ||
| Soudage à l'arc gaz-métal actif (MAG) | Ar+O2 | Ar+CO2 | Ar+CO2+O2 | |||
| LE CO2 soudage sous protection gazeuse | LE CO2 | LE CO2+O2 | ||||
| Fil fourré | LE CO2 | Ar+O2 | Ar+CO2 | |||
Tableau 4 Sélection des gaz de brasage courants en atmosphère protectrice
| Gaz | Nature | Composition chimique et exigences de pureté | Objectif |
| Argon | inertie | Argon > 99.99% | Acier alliéalliage de résistance thermique, cuivre et alliage de cuivre |
| Hydrogène | Réductibilité | Hydrogène 100% | Acier allié, alliage à résistance thermique et cuivre exempt d'oxygène |
| Décomposition de l'ammoniac | Réductibilité | Hydrogène 75% Azote 25% | Acier au carbone, acier faiblement allié et cuivre sans hydrogène |
| Décomposition de l'ammoniac en cas de compression insuffisante | Réductibilité | Hydrogène 7% ~ 20% et autre azote | acier doux |
| Azote | Il est inerte par rapport au cuivre | Azote 100% | Cuivre et alliages de cuivre |
Tableau 5 Applicabilité de différents gaz dans le découpage à l'arc plasma
| Gaz | Objectif principal | Remarques |
| Ar,Ar+H2， Ar+N2， Ar+H2+N2 | Découpe de l'acier inoxydablemétaux ou alliages non ferreux | Ar n'est utilisé que pour couper des métaux fins |
| N2, N2+H2 | N2Le gaz de travail de l'arc plasma à recompression d'eau peut également être utilisé pour découper l'acier au carbone. | |
| O2, Air | Coupe de l'acier au carbone et de l'acier faiblement allié, également utilisée pour la coupe de l'acier inoxydable et de l'aluminium | Les pièces structurelles importantes en alliage d'aluminium ne sont généralement pas utilisées. |
| Dioxyde de carbone | Décomposition de l'ammoniac | Ar+CO2 |
| Azote | C2H2+O2 | LE CO2+02 |
| Argon | GPL + O2 | Ar+O2 |
| Oxygène | Ar+N2 | Ar+H2+N2 |
| Acétylène | N2+H2 | Mélange de soudure |
| Hydrogène | Ar+H2 | Ar+He |
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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