Apabila majoriti orang mendengar "kimpalan", mereka membayangkan topeng, percikan api dan keluli cair. Mereka memberi tumpuan kepada kehangatan dan cahaya terang.
Namun apabila saya mendengar "kimpalan," saya berfikir tentang gas.
Tanpa gas yang sesuai, lopak kimpalan yang cantik itu akan menjadi span pejal yang dipenuhi dengan lubang. Kimpalan tidak praktikal mencairkan logam; ia adalah mengenai melindungi logam yang dicairkan itu daripada suasana. Jika anda cuba mengimpal tanpa gas (atau dengan gas yang salah), oksigen dan nitrogen di udara akan menyerang kolam renang cair anda serta-merta.
Jadi, apakah gas yang digunakan untuk mengimpal?
Jawapan ringkas: Ia bergantung sepenuhnya pada proses (MIG lwn TIG), mod pemindahan (Litar Pendek lwn. Semburan), dan produk (Keluli lwn Aluminium).
Gas yang paling biasa ialah Argon, CO2 (Karbon Dioksida), Oksigen, dan helium.
Sebagai seseorang yang telah mencairkan beberapa paun kord tambahan dan menukar silinder gas tambahan daripada yang saya mahu kira, saya berkemungkinan besar akan merosakkan dengan tepat apa yang ada di dalam tangki simpanan tersebut. Ini bukan sekadar penyenaraian; ini ialah a menyelam yang mendalam ke dalam fizik arka, kimia lopak, dan mengapa menggunakan silinder yang salah akan memusnahkan tugas anda.
Fizik: Mengapa Kita Perlukan Gas Lagi?
Sebelum kita bercakap mengenai gas yang hendak diperolehi, kita perlu memahami apa sebenarnya yang dilakukan oleh gas itu. Ia mempunyai dua kerja, dan mereka sama pentingnya.
1. Perisai (The Umbrella)
Persekitaran di sekeliling kita adalah lebih kurang 78% Nitrogen, 21% Oksigen, dan 1% Argon/bahan lain.
Keluli cair tidak menyukai Oksigen. Jika keluli cecair menyentuh Oksigen, ia cepat teroksida. Dalam kimpalan, kami memanggil ini "keliangan." Ia kelihatan seperti Keju Swiss di dalam kimpalan anda.
Keluli cair juga membenci Nitrogen. Nitrogen mencetuskan kerapuhan.
Gas kimpalan berfungsi sebagai payung tekanan tinggi. Ia memberi kesan keluar dari muncung dan menolak alam sekitar, mewujudkan gelembung ketulenan jangka pendek di mana logam boleh bersatu tanpa tercemar.
2. Pengionan (Lebuhraya)
Ini adalah komponen yang diabaikan oleh kebanyakan orang. Gas bukan sekadar pengawal; ia adalah konduktor untuk tenaga elektrik.
Dalam usaha untuk elektrik arka untuk melompat dari obor anda ke logam, gas di antaranya perlu berubah menjadi Plasma. Atom gas perlu kehilangan elektron (mengion) untuk membenarkan arus mengalir.
Gas yang berbeza mengion pada darjah voltan yang berbeza.
- Argon mudah terion (voltan berkurangan).
- helium sukar diion (voltan tinggi).
Inilah sebabnya mengapa Helium terbakar lebih panas– ia memerlukan lebih banyak tenaga semata-mata untuk membangunkan arka.
Gas "3 Besar": Penyelaman Dalam
Kami bukan setakat ambil sebarang jenis bekas. Kami memilih berdasarkan fizik. Berikut adalah pemain utama dalam kimpalan dunia.
1. Argon (Gas Malas)
- Tanda kimia: Udara.
- Fungsi: Ia adalah Gas Lengai. Ia tidak berniat untuk bertindak balas dengan apa-apa. Ia hanya duduk di sana dan menekan udara.
- Kepadatan: Ia jauh lebih berat daripada udara. Ini bagus kerana ia tenggelam di atas lopak kimpalan anda seperti penutup yang besar.
- Potensi Pengionan: rendah. Mudah untuk memulakan arka dengan Argon.
- Terbaik Untuk: kimpalan TIG apa sahaja; Kimpalan MIG Aluminium.
Peraturan Kedai Clive:
Jika anda Kimpalan TIG, ia adalah Argon. Tempoh. Jangan cuba menjimatkan wang dengan CO2; anda pasti akan membakar elektrod tungsten anda dalam 2 saat. Tungsten memerlukan persekitaran bebas oksigen untuk menahan haba.
2. CO2 (Karbon Dioksida – Yang Reaktif)
- Simbol kimia: CO2.
- Cirinya: Ia adalah Gas Separuh Lengai (Reaktif). Di bawah kepanasan arka yang sengit, ia berpecah kepada Gas Karbon Monoksida dan Oksigen.
- Kesannya: Kerana ia membebaskan Oksigen, ia menjadikan lopak kimpalan lebih panas dan membantu kimpalan menggali lebih dalam ke dalam keluli (penyusupan). Walau bagaimanapun, Oksigen yang benar-benar bebas itu juga menghasilkan Iron Oxide, itulah sebabnya kimpalan CO2 mempunyai pulau kaca berwarna coklat (silika) di atasnya.
- Terbaik Untuk: MIG mengimpal keluli ringkas (murah) dengan pemindahan Litar pintas.
- Pertukaran: Ia adalah gas paling murah, tetapi ia menghasilkan arka yang lebih kasar dan lebih banyak percikan (mencetuskan).
3. Helium (Gas Panas)
- Tanda kimia: Dia.
- Cirinya: Lengai, tetapi sangat ringan. Oleh kerana ia lebih ringan daripada udara, ia terapung dengan serta-merta. Anda memerlukan kadar aliran dua kali ganda untuk mendapatkan liputan yang sangat baik.
- Kekonduksian terma: tinggi. Helium menghantar haba dengan sangat baik. Ia menjadikan arka lebih luas dan lebih panas.
- Terbaik Untuk: Aluminium Tebal atau automatik Kimpalan TIG di mana kelajuan adalah segala-galanya.
Gas Kimpalan MIG: Sains "Koktel".
Di sinilah orang baru menjadi keliru. Dalam kimpalan MIG (GMAW), kami hampir tidak pernah menggunakan gas tulen untuk keluli. Kami menggunakan campuran (Koktel). Kami mencampurkan gas lengai (Argon) dengan gas reaktif (CO2 atau Oksigen) untuk mendapatkan ciri arka yang sangat baik.
Standard: C25 (75% Argon/ 25% CO2)
Jika anda mempunyai pengimpal MIG di garaj anda, ini adalah bekas yang anda perlukan. Ia adalah gas "Goldilocks".
- Mengapa tidak Argon tulen? Jika anda menggunakan Argon tulen pada keluli, arka tidak mahu digali masuk. Ia terletak di atas pinggan. Akaun butiran kelihatan tinggi dan langsing (undercut).
- Mengapa tidak CO2 tulen? Ia memercik secara berlebihan dan menghasilkan manik yang kasar.
- Penyelesaian 75/25: Argon menyokong arka supaya ia berjalan dengan cekap. 25% CO2 menambah pengoksidaan yang cukup untuk membiarkan lopak kimpalan "basah" rata dan menyerang terus ke bahagian tepi sambungan.
Bila Untuk Menggunakannya:
- Pembinaan am (Tiub, besi sudut).
- Kerja badan kenderaan.
- Kerja membaiki rumah.
The Tri-Mix (Keluli Tahan Karat)
Jika anda cuba mengimpal keluli tahan karat dengan gas C25 biasa, kimpalan akan menjadi hitam dan berkarat. Anda telah memusnahkan rintangan kakisan tahan karat.
Anda perlukan a Campuran Tiga: Secara amnya 90% Helium + 7.5% Argon + 2.5% CO2.
- Sains: Keluli tahan karat mempunyai lapisan oksida yang tebal. Kuantiti Helium yang besar menawarkan pukulan kehangatan yang diperlukan untuk menembusi lapisan itu. Sedikit sedikit CO2 membantu menstabilkan arka, tetapi ia dikurangkan cukup sehingga ia tidak mencemarkan krom dalam tahan karat.
Campuran Oksigen (Pemindahan Semburan)
Untuk pengeluaran yang besar (membina kapal atau jambatan), kami menggunakan Pemindahan Semburan. Di sinilah kabel mencair sebelum ia mengenai plat, menyembur seperti cat.
Untuk ini, anda memerlukan 98% Argon/ 2% Oksigen.
Oksigen meminimumkan tekanan permukaan titisan cecair, membolehkan ia menyembur dengan cekap. Anda tidak boleh melakukan Pemindahan Sembur dengan gas C25; kandungan CO2 mahal.
Gas Kimpalan TIG: Mengejar Kesucian
TIG (GTAW) ialah seni kimpalan yang halus. Tidak seperti MIG, kami tidak menginginkan sebarang tindak balas kimia dalam arka. Kita perlukan kesucian mutlak.
Peraturan: 100% Argon Tulen
Tidak penting jika anda mengimpal aluminium Keluli, Tahan Karat atau Ringan. Untuk 99% pekerjaan TIG, anda inginkan Argon tulen.
Amaran Clive tentang Kesucian:
“Ketulenan gas diukur dalam 'Sembilan.' Argon kimpalan standard biasanya 99.995% tulen.
Jika anda mengimpal Titanium, itu tidak cukup hebat. Titanium sangat sensitif kepada oksigen sehinggakan 0.005% udara pun akan membuat kimpalan rapuh (alpha case). Untuk Titanium, kami membeli Kajian Penyelidikan Kualiti Argon (99.999% tulen). Ia membuatkan anda kembali berganda, tetapi bahagian satah yang patah berharga lebih tinggi.”
Bilakah untuk Menambah Helium ke TIG?
Jika anda mengimpal blok enjin aluminium setebal 1 inci, Argon tulen mungkin tidak cukup panas. Aluminium menarik panas lebih cepat daripada tanglung boleh meletakkannya.
penyelesaian: Gunakan campuran Argon/Helium 50/50 atau 75/25.
Helium meningkatkan voltan arka. Ia seperti menukar tanglung anda daripada paip hos taman kepada tiub api. Lopak cair serta merta.
Kadar Aliran: Pembunuh Senyap
Memilih gas yang sesuai hanyalah separuh daripada pertempuran. Anda perlu menetapkan Kadar Aliran dengan betul. Ini ditentukan dalam CFH (Kaki Kubik sejam), bukan PSI.
Zon Goldilocks (15 – 25 CFH)
Untuk kebanyakan muncung biasa (cawan # 7 atau # 8), anda inginkan pengawal selia anda ditubuhkan di antara 15 dan 25 CFH.
Bolehkah Anda Memiliki Terlalu Banyak Gas?
ya. Ini adalah ralat # 1 yang saya lihat orang baru lakukan. Mereka berfikir "Lebih banyak gas = Perlindungan yang lebih baik."
Salah.
Jika anda menghidupkan pengawal selia sebanyak 40 atau 50 CFH, gas kelihatan seperti a enjin jet. Ia memukul logam dengan kuat sehingga ia berkembang Pergolakan.
Fikirkan untuk menghidupkan paip dapur dengan letupan penuh menjadi secawan kopi. Ia memercik di mana-mana.
Apabila gas kimpalan ribut, ia menarik udara luar ke dalam aliran (kesan Venturi). Jadi, ironinya, menggunakan terlalu banyak gas mencipta lebih lagi keliangan daripada menggunakan tidak mencukupi.
Kanta Gas: Senjata Rahsia
Jika anda ingin meningkatkan perisai anda tanpa mengubah gas, beli a Kanta Gas untuk obor TIG anda.
Muncung standard mengeluarkan gas seperti hos kebakaran yang huru-hara.
Kanta gas mempunyai satu siri skrin mesh di dalamnya. Ia menjajarkan peredaran gas ke dalam lajur lamina yang sempurna (seperti air dari kepala pancuran mandian).
Kebaikan:
- Anda boleh melekatkan tungsten anda dengan lebih banyak lagi (bagus untuk sudut terhad).
- Anda mendapat perlindungan yang lebih baik pada harga edaran yang lebih rendah (menjimatkan wang).
Pembersihan Belakang: Apa yang Berlaku di Sebalik Jahitan?
Jika anda mengimpal paip, anda risau tentang kimpalan luar. Tetapi bagaimana dengan dalaman?
Jika anda mengimpal keluli tahan karat paip, kehangatan melewati ke dalam. Jika bahagian dalam mengandungi udara, bahagian belakang kimpalan pasti akan "gula."
Pengambilan gula adalah pengoksidaan yang besar. Ia kelihatan seperti bunga kobis hitam. Jika ini adalah paip makanan atau saluran paip ekzos, kekasaran itu mewujudkan perkembangan kuman atau pergolakan.
Penyelesaian: Pembersihan Belakang.
Anda mesti pita di hujung saluran paip dan pam Argon ke dalam. Anda menukar udara dengan Argon. Hanya selepas itu anda boleh terikat.
Untuk saluran paip besar yang mengisi keseluruhan titik dengan Argon juga mahal, kami gunakan Fluks Suria. Ia adalah serbuk yang dicampur dengan alkohol yang anda cat di bahagian belakang jahitan. Ia bertukar menjadi pelindung kaca apabila dipanaskan.
Oxy-Fuel: Gas Yang Terbakar
Setiap perkara kecil adalah "Gas Pelindung" (menghentikan udara daripada menyentuh kimpalan).
Namun bagaimana pula dengan gas yang sebenarnya menghasilkan api untuk mengurangkan atau pateri?
Itu adalah Asetilena.
- Formula kimia: C2H2.
- Mengapa Asetilena? Apabila dicampur dengan Oksigen tulen, ia terbakar pada 5,700 ° F ( 3,150 ° C). Ia adalah satu-satunya bahan api gas yang cukup panas untuk mengikat keluli tanpa arka elektrik.
- Bolehkah saya menggunakan Propane?
- Untuk Mengurangkan: Ya. propana berfungsi dengan baik untuk memotong besi buruk. Ia lebih murah.
- Untuk Kimpalan: Tidak. Propana tidak mengeluarkan panas yang mencukupi, dan ia menghasilkan oksida dalam lopak. Anda tidak boleh mengikat gas dengan propana.
Nota Keselamatan:
Asetilena tidak stabil. Jangan sekali-kali menjalankan tangki simpanan asetilena melebihi 15 PSI. Jika anda membincangkan 15 PSI, gas menjadi tidak stabil dan boleh berlepas secara automatik di dalam hos.
Analisis Kos: Argon lwn CO2
Jika anda menjalankan perkhidmatan, isu harga gas.
- CO2: Paling murah. Isi semula mungkin menyebabkan anda kembali $20-$ 30. Jika daya tarikan visual tidak penting (seperti di tempat pembuangan sampah atau pagar ladang), gunakan CO2.
- C25 (Argon/CO2): Kriterianya. Kos kira-kira $50-$70 untuk isi semula. Ia patut mendapat perbelanjaan tambahan untuk percikan yang dikurangkan (kurang pengisaran kemudiannya).
- Argon tulen: Kadar yang sama dengan C25.
- Tri-Mix (Campuran Helium): Yang paling mahal. Helium adalah sumber terhingga. Satu bekas Tri-Mix boleh mengembalikan anda $150 – $200. Hanya gunakan ini jika anda diikat tahan karat atau aeroangkasa komponen.
Soalan Lazim: Mitos Biasa & Penyelesaian Pantas
Berikut ialah penyelesaian kepada pertanyaan yang saya lihat kunci dalam Google setiap hari.
S: Bolehkah saya menggunakan Argon untuk apa sahaja?
J: Tidak.
- Untuk TIG: Ya, ia adalah gas sejagat.
- Untuk MIG Steel: Tidak. Argon Tulen mencipta arka tinggi yang pelik pada keluli yang tidak digali (undercut). Anda memerlukan sekurang-kurangnya 5% CO2 atau Oksigen yang diadun untuk menyokong arka.
- Untuk MIG Aluminium: Ya. Anda perlukan Argon tulen.
S: Gas manakah yang digunakan untuk mengimpal keluli?
A: Untuk keluli kimpalan MIG, standard pasaran adalah 75% Argon/ 25% CO2.
Jika anda menggunakan rancangan bajet atau mengimpal di ladang (luaran), anda boleh memanfaatkannya 100% CO2, walau bagaimanapun menjangkakan banyak percikan api (percikan).
S: Adakah gas kimpalan mudah terbakar?
A: Gas pelindung (Argon, CO2, Helium) ialah Tidak Mudah Terbakar. Malah, mereka memadamkan api.
Gas bahan api (Acetylene, Propane, Hydrogen) ialah Sangat Mudah Terbakar.
Oksigen itu sendiri tidak cair, tetapi ia adalah "percepatan." Jika anda menyembur Oksigen tulen pada kain habuk yang berminyak, ia boleh kacau secara spontan. Jangan sekali-kali menggunakan oksigen untuk meniup habuk dari pakaian anda.
S: Bolehkah saya mengadun gas saya sendiri?
J: Tidak. JANGAN cuba ini.
Pencampuran gas memerlukan pihak berkuasa kawal selia dan pengadun tertentu. Jika anda cuba memasang 2 tangki ke dalam satu paip hos tanpa peranti terbaik, perbezaan tekanan boleh menyebabkan satu tangki mengisi terus ke dalam pelbagai yang lain, mewujudkan kemungkinan bom. Beli silinder pra-campuran daripada pembekal anda.
S: Berapa lama tangki tahan?
A: Ia bergantung pada kadar peredaran anda.
Pengiraan: Jika anda mempunyai tangki 80 kaki padu (dimensi biasa untuk penggemar) dan anda menetapkan pengawal selia anda kepada 20 CFH.
80 dibahagikan dengan 20 = 4 Jam masa pencetus berterusan.
Kerana anda tidak mengimpal secara berterusan, ini biasanya berlangsung selama beberapa hujung minggu.
Keputusan Final
Jadi, apakah gas yang digunakan untuk mengimpal?
Jawapannya bukan "Udara."
Jika anda MIG mengimpal keluli di garaj anda: Dapatkan bekas berisi 75/25 (Argon/CO2).
Jika anda TIG mengimpal apa-apa: Dapatkan bekas berisi Argon tulen.
Jika anda mengurangkan keluli dengan tanglung: Dapatkan Oksigen dan Asetilena.
Ia tidak kelihatan, mahal dan mengecewakan untuk diisi semula, namun gas itu sama pentingnya dengan keluli itu sendiri. Tanpa itu, anda tidak mengimpal– anda hanya membuat popcorn yang mempesonakan.
Pautan Selam & Autoriti Dalam
Bagi mereka yang berhasrat untuk mendalami undang-undang kimia dan keselamatan:
- Kimpalan Miller: Gambaran Keseluruhan Pemilihan Gas Perisai
- Bible untuk memilih campuran yang betul untuk aloi tertentu.
- Lincoln Electric: Keselamatan Dan Keselamatan Wasap Kimpalan
- Kenali apa yang anda hirup (khususnya asap Mangan).
- Budaya Kimpalan Amerika (AWS): Penamaan Gas Standard
- Kod rasmi untuk campuran gas yang digunakan dalam kod aeroangkasa dan struktur.
