Jaki gaz spawalniczy do metody TIG oraz MIG MAG?

Jakiego gazu spawalniczego użyć do metody TIG oraz MIG lub MAG?

Spawanie metodami TIG, MIG oraz MAG odbywa się w osłonie odpowiednich gazów. Dzięki nim możliwa jest ochrona stopionego i rozgrzanego materiału przed wpływem powietrza atmosferycznego. Dodatkowym zadaniem gazów jest stworzenie możliwie najlepszych warunków dla jarzenia się łuku elektrycznego w czasie spawania. Jeżeli podczas pracy do metalu dostanie się powietrze, znajdujący się w nim tlen doprowadzi do utlenienia, natomiast azot – do kruchości lub porowatości materiału. Ponieważ często pojawiają się wątpliwości, który gaz do spawania wybrać, przygotowaliśmy na ten temat artykuł. Sprawdź, jakie gazy palne i osłonowe są najczęściej wykorzystywane w spawalnictwie i w jakich metodach znajdują zastosowanie.

Rodzaje gazów spawalniczych

W spawalnictwie gazy klasyfikowane są do dwóch grup – palnych i osłonowych. Do tych pierwszych zalicza się głównie propan i acetylen, które stosuje się do podgrzewania lub prostowania wybranych elementów z metalu. Palne gazy znajdują również zastosowanie przy lutowaniu gazowym. Mają one jednak różne właściwości.

Propan (C3H8) wykorzystuje się przede wszystkim podczas lutowania twardego (wtedy łączy się go z tlenem). Gaz bez dodatków stosowany jest do lutowania miękkiego, podgrzewania i formowania niewielkich elementów. Cechą wyróżniającą propan jest wysoka czystość spalania, dlatego jest wykorzystywany w różnych procesach w rolnictwie i przemyśle.

Acetylen (C2H2) przeważnie stosuje się podczas cięcia dłuższych części, bez robienia częstych przerw w pracy. W połączeniu z tlenem gaz ten zapewnia wysoką temperaturę spalania, a to umożliwia kilka razy szybsze cięcie niż przy użyciu propanu. Acetylen jest cięższy od powietrza atmosferycznego, dlatego można go używać pod ziemią, a ponadto nadaje się do spawania stali.

Gazy osłonowe i ich mieszaniny nie tylko zapewniają ochronę spawanego obszaru przed warunkami atmosferycznymi, ale często też mają istotny wpływ na proces spawania i jakość uzyskanej spoiny. Do gazów osłonowych zaliczamy:

Dwutlenek węgla (CO2) – bardzo dobrze chłodzi uchwyt spawalniczy i tym samym skutecznie chroni go przed przegrzaniem. Choć to niedrogi gaz, nie jest już wykorzystywany tak często do spawania, ponieważ przyczynia się do powstawania dużej ilości dymu i pyłów spawalniczych, a także odprysków. Poza tym spoina ma gorsze właściwości mechaniczne. Dwutlenek węgla wykorzystuje się głównie jako składnik mieszanin przeznaczonych do spawania metodą MAG;
Argon (Ar) – wyróżnia go wysoka zdolność jonizacji w łuku. To gaz pozwalający na znaczne obciążenie prądowe, stosuje się go tam, gdzie materiał jest narażony na działanie azotu lub tlenu. Argon stanowi bazę do przygotowania mieszaniny gazów osłonowych. Powszechnie wykorzystuje się go do spawania metodą MIG i TIG (standardowo używa się go w odmianie czystości 4.8);
Hel (He) – może być stosowany sam albo razem z argonem. Gaz pozwala na większą prędkość spawania i umożliwia uzyskanie dobrej jakości spoiny. Wadą helu jest to, że utrudnia zajarzenie łuku, co można jednak wyeliminować poprzez zwiększenie jego przepływu;
Azot (N) – jest wykorzystywany sam lub w mieszance z wodorem. Stosuje się go przede wszystkim do spawania stali austenitycznych;
Wodór (H) – to gaz aktywny, który zwiększa ciepło łuku oraz prędkość spawania. Dzięki niemu powstaje dobrej jakości spoina;
Tlen – to bezwonny i bezbarwny gaz, który jest niezbędny w procesie spalania (nie jest to jednak gaz osłonowy). Jego charakterystyczną cechą jest duża reaktywność. Tlen wpływa na podniesienie temperatury spawania, a także na większą stabilność i czystość płomienia. Wykorzystuje się go do spawania łukowego, pełni funkcję dodatku do innych gazów.

Metody spawania w osłonie gazów

Metody spawania w osłonie gazów to: TIG, MIG MAG. Czym charakteryzuje się każda z nich i co je odróżnia? TIG (Tungsten Inert Gas) to metoda polegająca na wytwarzaniu łuku elektrycznego przy pomocy nietopliwej elektrody wolframowej (w osłonie gazu obojętnego). Do jej zalet można zaliczyć m.in.: czystość i wysoką jakość spoiny, brak rozprysku ciekłego metalu oraz łatwą kontrolę nad jeziorkiem spawalniczym. Spawanie TIG odbywa się najczęściej przy użyciu argonu albo helu. Łuk występujący między nietopliwą elektrodą a spawanym materiałem topi jego powierzchnię. W tej metodzie nie ma potrzeby stosowania dodatkowego materiału (jeśli jednak jest konieczny, wprowadza się go ręcznie lub przy użyciu podajnika automatycznego).

Metoda MIG (Metal Inert Gas) to łukowy proces spalania w osłonie gazów obojętnych, w czasie którego dochodzi do połączenia metali w wyniku podgrzewania ich łukiem. Proces spawania oparty jest na topieniu w łuku elektrycznym drutu elektrodowego, który jest odwijany z bębna ze stałą prędkością. Metoda MIG wykorzystywana jest do spawania aluminium i jego stopów oraz miedzi. Z kolei MAG (Metal Active Gas) jest spawaniem elektrodą topliwą w osłonie gazów aktywnych, takich jak dwutlenek węgla lub jego mieszanina z argonem. W tym przypadku także dochodzi do topienia drutu w łuku elektrycznym, który jest ze stałą prędkością odwijany z bębna. Różnica polega na wykorzystaniu innego gazu osłonowego. Metoda MAG znajduje zastosowanie przy spawaniu konstrukcyjnych stali niskostopowych i niestopowych.

Gazy do metody TIG

Wspomnieliśmy już, że do spawania metodą TIG potrzebny jest gaz obojętny. Najczęściej jest to argon, ewentualnie mieszanina argonu z helem (zwłaszcza podczas spawania miedzi, aluminium i innych metali nieżelaznych). Sam hel stosowany jest bardzo rzadko, choć podnosi prędkość spawania i energię cieplną łuku – czasami wykorzystuje się go do zmechanizowanego spawania TIG. Wszystko przez to, że w normalnych warunkach spawania w osłonie helu możemy mieć problem z utrzymaniem stabilności spawalniczego łuku. W metodzie TIG jakość gazu osłonowego ma niezwykle duży wpływ na przebieg pracy. Zaleca się więc, aby stosować argon minimum 4.0, a najlepiej 4.5 lub 5.0 (to postać o najwyższej czystości – 99,995%). Samodzielnie gaz ten stosuje się do spawania stali tytanowych, kwasoodpornych i aluminium.

Migomat w sklepie spawalniczym Alweld.pl

Metoda MIG – jaki gaz do miedzi i podobnych metali?

Podczas spawania metodą MIG zastosowanie znajdują osłonowe gazy obojętne, a więc tak jak w metodzie TIG – argon, hel lub ich mieszaniny. Nadają się one do spawania metali, które są podatne na utlenianie. Do nich zaliczyć możemy: miedź, aluminium, magnez, tytan, cyrkon oraz ich stopy. Skład wykorzystanego gazu ma wpływ na jakość gazowej ochrony, kształt poprzeczny spoiny oraz wartość natężenia prądu krytycznego. Jego prędkość przepływu musimy dobrać tak, aby zagwarantować odpowiednią ochronę łuku spawalniczego i jeziorka. Przyjmuje się, że na każdy milimetr średnicy dyszy gazowej przypada 1 l/min przepływu gazu.

Gazy do metody MAG

Metoda spawania MAG wymaga użycia gazów aktywnych – to dwutlenek węgla i mieszaniny, w skład których poza CO2 wchodzą też: tlen, argon i inne. Wykorzystanie mieszanki z dwutlenkiem węgla nie jest zalecane do spawania tych stali nierdzewnych, które mają niską zawartość węgla (0,03%). Do nich, podobnie jak do stali wysokostopowych, stosuje się zazwyczaj mieszaninę, w skład której wchodzi argon i tlen (1-3%). Co prawda wykorzystanie CO2 jest najtańszą opcją ochronnego gazu do spawania metodą MAG, ale w takim przypadku konieczne jest ustawienie bardziej precyzyjnych parametrów spawania. Trzeba liczyć się też z większym rozpryskiem i wyższym nadlewem.

Gazy do spawania gazowego

Spawanie gazowe, określane mianem autogenicznego, to jedna z pierwszych odkrytych metod łączenia metali. Sposób ten stosowany jest do dziś, a polega na nadtopieniu brzegów spawanego materiału przy użyciu palnika. Jego płomień powstaje na skutek spalania gazów palnych i tlenu. Przy tej metodzie zastosowanie znajduje acetylen, znacznie rzadziej propan lub wodór. Spawanie gazowe towarzyszy różnym pracom remontowym i naprawczym. Tą metodą możemy spawać cienkie rury, np. wchodzące w skład instalacji gazowej, ciepłowniczej bądź wodnej. Nie stosuje się tej metody przy aluminium, stali wysokostopowej i miedzi, ponieważ spoina nie jest odpowiednio wytrzymała (chyba że użyjemy właściwych topników, które pomogą w usunięciu warstw tlenków).

spawarki promocje

Promocje w sklepie spawalniczym Allweld.pl

Gazy do cięcia plazmowego i gazowego

Cięcie plazmowe jest wykorzystywane do cięcia wszystkich materiałów przewodzących prąd elektryczny, czyli cienkich, średnich oraz grubych blach wykonanych z aluminium i wysokostopowej stali. Metoda ta zalecana jest też do cięcia drobnoziarnistej stali konstrukcyjnej o dużej wytrzymałości. Na jakość cięcia plazmą wpływa głównie dobór gazów. Przeważnie wykorzystuje się do tego sprężone powietrze, stanowiące mieszaninę azotu i tlenu oraz innych gazów. Czasami stosowany jest także azot, głównie w przypadku metali nieżelaznych.

Cięcie gazowe, określane też mianem tlenowego, to metoda polegająca na rozgrzaniu stali do temperatury zapłonu i późniejszym utlenieniu oraz wydmuchaniu materiału przy użyciu tlenu pod wysokim ciśnieniem. Takie cięcie wykorzystuje się jedynie w przypadku konstrukcyjnych stali niskostopowych i niskowęglowych. Do rozgrzewania materiału stosowany jest głównie acetylen lub propan. Cięcie tlenowe umożliwia rozdzielenie stali o grubości od 3 mm do nawet 200 mm.

Butle – wielkości i ich rodzaje>

Butle do przechowywania gazów spawalniczych produkowane są ze stali nierdzewnej, stali wysokowęglowej, aluminium lub kompozytowych materiałów. W zależności od producenta i rodzaju gazu, do wyboru mamy najczęściej butle o pojemności od ok. 5 l do nawet 50 l. Gazy do spawania dostarczane są w:

butlach wysokociśnieniowych – ciśnienie wewnątrz osiąga wartość 200 bar;
wiązkach butlowych – to kilkanaście trwale połączonych butli, nie ma potrzeby wymiany opakowań w czasie pracy;
zbiornikach kriogenicznych – to duże zbiorniki przeznaczone do przechowywania gazów w formie ciekłej.

Oznaczenia gazów

Butle gazowe muszą być oznaczone we właściwy sposób. Barwy rozpoznawcze zostały ustalone przez europejską normę EN-1089-3, którą opublikowano w 1997 roku. Jej polski odpowiednik został ustanowiony w roku 1999. Umieszczona na butli gazowej etykieta musi zawierać takie informacje jak:

Ostrzeżenie przed ryzykiem i zalecenia bezpieczeństwa (zwroty R i S);
Zgodne z ADR (wymaganiami przepisów transportowych) nalepki ostrzegawcze;
Wzory chemiczne gazów, ewentualnie mieszaniny gazów;
Nazwa handlowa produktu;
Pełne określenie gazu;
Numer EWG dla jednoskładnikowych gazów albo sformułowanie „mieszanina gazowa”;
Wskazówki producenta;
Dane teleadresowe producenta.

W zależności od tego, jaki gaz znajduje się w środku, butla będzie miała inny kolor. Przykładowo, acetylen oznaczony jest barwą kasztanową, hel – brązowo-szarą, mieszaniny z wodorem – czerwono-szarą, a azot – czarno-szarą.

Reduktory butlowe

Reduktor butlowy to przyrząd służący do obniżenia ciśnienia wypływającego z butli gazu. Przydaje się on również do utrzymania ciśnienia na stałym poziomie pomimo jego spadku w butli. To istotny element stanowiska do spawania. Znajdujących się w butli pod wysokim ciśnieniem gazów spawalniczych nie możemy użyć do spawania bezpośrednio z opakowania, ponieważ doprowadziłoby to do wydmuchiwania płynnego metalu z jeziorka. Co więcej, w uchwycie spawalniczym gaz musi mieć stałe ciśnienie, a w miarę opróżniania butli jego wartość spada. Aby zapobiec zmianie wysokości ciśnienia gazu, stosuje się reduktor. Przyrząd ten może być wyposażony w zegary (pokazujące ciśnienie w butli i ciśnienie robocze) lub rotametr. To przepływomierz, który ma prostą budowę, ale jest wyjątkowo czuły. Jest on zbudowany z ustawionej pionowo, stożkowej szklanej rurki i pływaka mającego kształt ściętego stożka bądź kulki. Podczas przelotu gazu przez rotametr pływak unosi się do góry, dopóki nacisk gazu równoważy jego ciężar. Wtedy między pływakiem a rurką tworzy się szczelina pierścieniowa, przez nią przepływa gaz.

Warto także wspomnieć o ekonomizerach. Ich zadaniem jest obniżenie zużycia gazu w czasie spawania metodą MIG/MAG i TIG. Przyrząd montuje się do wylotowego króćca reduktora. Działa on na zasadzie obniżenia maksymalnego przepływu gazu do granicy ok. 15-20 l/min, a ciśnienia wylotowego do ok. 0,8 bara. Największe oszczędności możemy uzyskać m.in. wtedy, gdy spawamy punktowo. Kiedy ustawimy wartość przepływu gazu osłonowego na ekonomizerze, możemy zachować tę wartość również w sytuacji zwiększenia przepływu przykładowo przez operatora na reduktorze butlowym. To eliminuje niepotrzebne straty gazu.

Spawarka tig w sklepie spawalniczym allweld.pl

Jaki gaz do aluminium?<

Do spawania aluminium i jego stopów metodą MIG i TIG można z powodzeniem użyć odmiany argonu o podwyższonej czystości – 4.5 (uznaje się ją za uniwersalny gaz osłonowy). Jedną z podstawowych zalet argonu jest chemiczna obojętność, co oznacza, że nie przyczynia się do utleniania elektrody wolframowej (w metodzie TIG) i nie wchodzi w żadne reakcje z ciekłym jeziorkiem spawalniczym. Podobne właściwości ma hel, jednak ten w przeciwieństwie do argonu jest lżejszy od powietrza. Może mieć to negatywny wpływ na skuteczność ochrony jeziorka. Z tego powodu należy 2- lub 3-krotnie zwiększyć wydatek helu w stosunku do argonu podczas spawania. Gaz ten przeznaczony jest do pracy z materiałami o znacznej grubości, ponieważ ma wysoką przewodność cieplną i zwiększa poprzeczny przekrój słupa łuku. Dzięki temu na dużym obszarze możliwe jest uzyskanie głębokiego wtopienia przy niskim nadlewie lica spoiny.

Jeśli chodzi o mieszaniny helu z argonem (które również dobrze nadają się do spawania aluminium), to zawartość tego pierwszego powinniśmy uzależnić od grubości spawanego materiału. Im cieńszy jest dany element, tym mniej helu ma znaleźć się w mieszance. Z uwagi na to, że gaz ten może obniżać skuteczność ochrony jeziorka spawalniczego, zwiększenie jego ilości w mieszaninie powinno wiązać się ze zwiększeniem wydatku gazu z dyszy.

Jaki gaz do stali?

Najbardziej uniwersalnym gazem do spawania elementów ze stali niestopowych i niskostopowych o różnych grubościach jest mieszanina argonu i 18% dwutlenku węgla. Znajduje ona zastosowanie przy spawaniu łukiem zwarciowym, pulsującym i natryskowym. Z kolei do spawania większości stali wysokostopowych używa się mieszaniny argonu z 2,5% dwutlenkiem węgla, która zapewnia niewielką ilość odprysków i żużlu na spoinie. Spawając stal austenityczną (metodą TIG lub MAG), najlepiej zastosować mieszankę gazów, w skład której wchodzi azot i 10% lub 20% wodór. Ten drugi gwarantuje ochronę grani spoiny przed utlenieniem, dlatego często niekonieczne jest jej szlifowanie czy trawienie po spawaniu. W stalach duplex i austenitycznych azot traktuje się jako korzystny składnik stopowy, który ogranicza rozrost ziarna w temperaturze ponad 900 st. C i stabilizuje austenit.

Jak uniknąć błędów podczas spawania w osłonie gazów?

Wystarczy chwila nieuwagi, aby podczas spawania popełnić błąd, który negatywnie wpłynie na jakość wykonanej pracy. Wykorzystując metodę spawania w osłonie gazów, należy wziąć pod uwagę rodzaj materiału oraz jego właściwości i na tej podstawie dobrać właściwy gaz lub mieszaninę.

Wydatek gazu osłonowego trzeba dostosować do wykonywanej pracy spawalniczej, a często również do wielkości gazowej dyszy. Po skończeniu spawania gaz musi wypływać dalej przez stosunkowo długi czas, żeby zagwarantować krzepnącemu jeziorku spawalniczemu odpowiednią ochronę. To umożliwia także zabezpieczenie elektrody wolframowej przed utlenianiem. Częstą przyczyną uzyskania złej jakości spoiny jest niedostateczna osłona gazowa jeziorka spawalniczego lub wykorzystanie gazu (ewentualnie mieszanki) złej jakości. Nierzadko jest też tak, że do pracy wykorzystywana jest butla napełniona innym gazem, niż była na początku, co również może mieć negatywny wpływ na uzyskane efekty pracy.

Zobacz inne ciekawe artykuły z naszego bloga:

- Spawanie ocynku - wszystkie najważniejsze informacje dotyczące spawania ocynku

- Spawanie Mosiądzu - wszystkie najważniejsze informacje dotyczące spawania tego metalu

- Spawanie aluminium - wszystkie najważniejsze informacje dotyczące spawania tego metalu

- Spawanie żeliwa - wszystkie najważniejsze informacje dotyczące spawania tego metalu

- Spawanie elektrodą - wszystkie najważniejsze informacje dotyczące spawania elektrodą MMA

- Spawarki inwertorowe - Wszystko o spawarkach inwertorowych

- Prostownik do akumulatorów - Zobacz polecane prostowniki do ładowania akumulatorów

- Oznaczenia spoin spawalniczych - Zobacz jakie są rodzaje spoin spawalniczych

Poradnik zakupowy:

- Spawarka dla amatora i początkującego majsterkowicza

- Spawarka inwertorowa do 500 zł