Já se interrogou sobre o que torna os gases de soldadura tão essenciais e complexos? Este artigo explora os diversos tipos de gases de soldadura, as suas funções na proteção e estabilização das soldaduras e o impacto crítico que têm nos processos de soldadura. Irá descobrir as propriedades únicas de gases como o árgon, o dióxido de carbono e o acetileno, e aprenderá a selecionar o gás certo para várias aplicações de soldadura e corte. No final, compreenderá o significado de cada gás e a forma como este melhora a eficiência e a qualidade da soldadura.
O gás de soldadura refere-se principalmente ao gás de proteção utilizado na soldadura com proteção gasosa (como a soldadura com proteção gasosa de dióxido de carbono e a soldadura com proteção gasosa inerte) e ao gás utilizado na soldadura a gás e corte. Isto inclui gases como o dióxido de carbono (CO2), árgon (Ar), hélio (He), oxigénio (O2), gás combustível, gás misto, etc.
Durante a soldadura, o gás de proteção serve não só como meio de proteção na área de soldadura, mas também como meio de gás que gera o arco.
A soldadura e o corte a gás baseiam-se principalmente na chama de alta temperatura com calor concentrado gerado durante a combustão do gás.
Por conseguinte, as características físicas e químicas do gás não só afectam o efeito de proteção, como também influenciam a ignição do arco e a estabilidade do processo de soldadura e corte.
O gás de soldadura refere-se a vários gases utilizados na soldadura ou no corte. Dependendo do seu papel no processo, os gases de soldadura podem ser classificados em dois tipos: gás de proteção e gás para soldadura e corte a gás.
(1) Gás de proteção:
O gás de proteção é utilizado em soldadura com proteção gasosa para proteger a poça de fusão da atmosfera circundante. Os gases de proteção normalmente utilizados incluem o dióxido de carbono (CO2), árgon (Ar), hélio (He), oxigénio (O2), azoto (N2), hidrogénio (H2), e suas misturas (como Ar + He, Ar + CO2, Ar + CO2 + O2, etc.).
O Instituto Internacional de Soldadura classifica os gases de proteção com base no seu potencial de oxidação: gás inerte ou redutor (Classe I), gás oxidante fraco (Classe M1), gás oxidante médio (Classe M2) e gás oxidante forte (Classes M3 e C).
(2) Gás para soldadura e corte a gás:
O gás para soldadura e corte a gás é classificado com base na sua natureza em dois tipos: gás de apoio à combustão (O2) e gás combustível. Quando o gás combustível e o oxigénio são misturados e queimados, libertam uma quantidade significativa de calor, criando uma chama de alta temperatura com calor concentrado que pode derreter o metal.
Acetileno (C2H2) é o gás combustível mais utilizado na soldadura e corte a gás, enquanto outros gases amplamente utilizados incluem o propano (C3H8), propileno (C3H6), gás natural (principalmente metano CH4), e gás de petróleo liquefeito (principalmente propano).
O papel do gás varia nos diferentes processos de soldadura ou corte, e a seleção do gás depende do tipo de material a soldar. Para tal, é necessário escolher um gás com propriedades físicas ou químicas específicas, ou mesmo uma mistura de vários gases, consoante a ocasião.
A Tabela 1 descreve as principais propriedades e utilizações dos gases normalmente utilizados na soldadura e no corte, enquanto a Tabela 2 ilustra as características dos diferentes gases durante o processo de soldadura e corte. processo de soldadura.
Quadro 1 Principais características e utilizações dos gases de soldadura comuns
| Gás | Símbolo | Propriedades principais | Aplicação na soldadura |
|---|---|---|---|
| Dióxido de carbono | CO2 | Propriedades químicas estáveis; suporte de não combustão e não combustão; Pode decompor-se em CO e O a alta temperatura e tem uma certa oxidação com metais; Pode liquefazer-se; quando o CO2 líquido se evapora, absorve muito calor e pode solidificar-se em dióxido de carbono sólido, vulgarmente conhecido como gelo seco | O fio de soldadura pode ser utilizado como gás de proteção durante a soldadura, como a soldadura com proteção de gás CO2 e a soldadura com proteção de gás CO2 + O2, CO2 + uma mistura de gases |
| Árgon | Ar | Gás inerte; a propriedade química não é ativa, e não desempenha um papel químico com outros elementos à temperatura ambiente e a alta temperatura. | É utilizado como gás de proteção para proteção mecânica durante a soldadura por arco, soldadura por plasma e corte. |
| Oxigénio | O2 | Gás incolor; suporte de combustão; é muito ativo a alta temperatura e combina diretamente com muitos elementos; Durante a soldadura, o oxigénio que entra na poça de fusão oxida elementos metálicos e desempenham um papel prejudicial. | A combustão mista de oxigénio e gás combustível pode obter temperaturas extremamente elevadas para a soldadura e o corte, como a chama de oxigénio-acetileno e a chama de hidrogénio-oxigénio. Pode ser misturado com árgon e dióxido de carbono em proporção para soldadura mista com proteção gasosa |
| Acetileno | C2H2 | Comumente conhecido como gás de carboneto de cálcio; Menos solúvel em água, solúvel em álcool, uma grande quantidade solúvel em acetona; Misturado com ar e oxigénio para formar uma mistura de gás explosivo; Arde em oxigénio e emite 3500 ℃ de alta temperatura e luz forte | Para oxiacetileno soldadura por chama e corte |
| Hidrogénio | H2 | Pode queimar; não é ativo à temperatura ambiente e é muito ativo a alta temperatura; pode ser utilizado como agente redutor para minério de metal e óxido de metal; Durante a soldadura, uma grande quantidade de metal fundido pode ser precipitada durante o arrefecimento, o que facilita a formação de poros. | O hidrogénio é utilizado como gás de proteção redutor durante a soldadura. A combustão mista com oxigénio pode ser utilizada como fonte de calor da soldadura a gás |
| Nitrogénio | N2 | Propriedades químicas inactivas; pode combinar-se diretamente com o hidrogénio e o oxigénio a alta temperatura; a entrada na poça de fusão durante a soldadura é prejudicial; Basicamente, não reage com o cobre e pode ser utilizado como gás de proteção | Na soldadura por arco com azoto, o cobre e o aço inoxidável podem ser soldados com azoto como gás de proteção. O nitrogénio é também normalmente utilizado em corte por arco plasma como um gás protetor exterior. |
Tabela 2 características dos diferentes gases durante a soldadura
| Gás | puro | Gradiente de posição da coluna | Estabilidade do arco | Características da transição metálica | Propriedades químicas | Penetração da soldadura forma | Características de aquecimento |
| CO2 | 99.90% | elevado | satisfeito | satisfeito, mas alguns salpicos | Forte oxidação | Forma plana, grande penetração | |
| Ar | 99.995% | baixo | bom | satisfeito | Em forma de cogumelo | ||
| Ele | 99.99% | elevado | satisfeito | satisfeito | Forma plana | A entrada de calor da soldadura topo a topo é mais elevada do que a da soldadura em arame puro | |
| N2 | 99.90% | elevado | mau | mau | Os poros e os nitretos são produzidos no aço | Forma plana |
Devem ser utilizados os gases apropriados para a captura de CO2 soldadura com proteção gasosa, soldadura com proteção gasosa inerte, soldadura com proteção gasosa mista, soldadura por arco de plasma, brasagem numa atmosfera protetora, soldadura a gás oxigénio-acetileno e corte.
A escolha do gás de soldadura depende principalmente dos métodos de soldadura e de corte utilizados. Além disso, é também influenciada pelas propriedades do metal soldado, pelas normas de qualidade do junta soldadaA espessura da estrutura soldada, a posição de soldadura e o processo utilizado.
3.1. Selecionar o gás de acordo com o método de soldadura
Os gases utilizados para soldar, cortar ou soldar com proteção gasosa variam em função dos diferentes métodos de soldadura utilizados durante a processo de soldadura.
O Quadro 3 fornece informações sobre a seleção dos métodos de soldadura e dos gases de soldadura correspondentes. Entretanto, o Quadro 4 descreve a seleção de brasagem gases utilizados em atmosferas de proteção. O quadro 5 mostra a aptidão de vários gases para o corte por arco plasma.
Quadro 3 seleção dos métodos de soldadura e dos gases de soldadura
| Método de soldadura | Gás de soldadura | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Soldadura a gás | C2H2+O2 | H2 | ||||
| Corte a gás | C2H2+O2 | Gás de petróleo liquefeito+O2 | gás de carvão+O2 | gás natural+O2 | ||
| Corte por arco plasma | ar | N2 | Ar+N2 | Ar+H2 | N2+H2 | |
| Soldadura com gás inerte de tungsténio (TIG) | Ar | Ele | Ar+He | |||
| Fio sólido | Gás inerte arco metálico soldadura (MIG) | Ar | Ele | Ar+He | ||
| Soldadura ativa por arco de metal a gás (MAG) | Ar+O2 | Ar+CO2 | Ar+CO2+O2 | |||
| CO2 soldadura com proteção gasosa | CO2 | CO2+O2 | ||||
| Fio fluxado | CO2 | Ar+O2 | Ar+CO2 | |||
Quadro 4 Seleção de gases de brasagem comuns em atmosfera protetora
| Gás | Natureza | Composição química e requisitos de pureza | Objetivo |
| Árgon | inércia | Árgon > 99.99% | Liga de açoliga de resistência térmica, cobre e liga de cobre |
| Hidrogénio | Redutibilidade | Hidrogénio 100% | Liga de aço, liga de resistência térmica e cobre isento de oxigénio |
| Amoníaco em decomposição | Redutibilidade | Hidrogénio 75% azoto 25% | Aço-carbono, aço de baixa liga e cobre isento de hidrogénio |
| Amoníaco em decomposição com compressão insuficiente | Redutibilidade | Hidrogénio 7% ~ 20% e outro azoto | aço macio |
| Nitrogénio | É inerte em relação ao cobre | Azoto 100% | Cobre e ligas de cobre |
Quadro 5 Aplicabilidade de vários gases no corte por arco plasma
| Gás | Objetivo principal | Observações |
| Ar,Ar+H2， Ar+N2， Ar+H2+N2 | Corte de aço inoxidávelmetais não ferrosos ou ligas | Ar é utilizado apenas para cortar metais finos |
| N2, N2+H2 | N2como gás de trabalho do arco de plasma de recompressão de água, pode também ser utilizado para cortar aço-carbono | |
| O2, Ar | Corte de aço-carbono e aço de baixa liga, também utilizado para cortar aço inoxidável e alumínio | Geralmente, não são utilizadas peças estruturais importantes em liga de alumínio |
| Dióxido de carbono | Amoníaco em decomposição | Ar+CO2 |
| Nitrogénio | C2H2+O2 | CO2+02 |
| Árgon | GPL + O2 | Ar+O2 |
| Oxigénio | Ar+N2 | Ar+H2+N2 |
| Acetileno | N2+H2 | Mistura de soldadura |
| Hidrogénio | Ar+H2 | Ar+He |
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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