보호 가스는 불활성 또는 준불활성입니다.불활성 가스여러 용접 공정에 일반적으로 사용되는 것, 특히가스 메탈 아크 용접그리고가스텅스텐아크용접(GMAW 및 GTAW는 각각 MIG 및 TIG로 더 잘 알려져 있음). 이들의 목적은 용접 영역을 보호하는 것입니다.산소, 그리고수증기. 용접하는 재료에 따라 이러한 대기 가스는 용접 품질을 떨어뜨리거나 용접을 더 어렵게 만들 수 있습니다. 다른 아크 용접 공정도 대기로부터 용접을 보호하는 다른 방법을 사용합니다.차폐 금속 아크 용접예를 들어, 다음을 사용합니다.전극~에 덮여있다유량소비 시 이산화탄소를 생성하는 반불활성 가스로 강철 용접에 허용되는 보호 가스입니다.
용접 가스를 잘못 선택하면 다공성 및 약한 용접 또는 과도한 스패터가 발생할 수 있습니다. 후자는 용접 자체에는 영향을 미치지 않지만 흩어진 물방울을 제거하는 데 필요한 노동력으로 인해 생산성이 저하됩니다.
차폐 가스의 중요한 특성은 열 전도도와 열 전달 특성, 공기에 대한 밀도, 이온화가 용이하다는 것입니다. 공기보다 무거운 가스(예: 아르곤)는 용접부를 덮으며 공기보다 가벼운 가스(예: 헬륨)보다 낮은 유량이 필요합니다. 열 전달은 아크 주변의 용접부를 가열하는 데 중요합니다. 이온화 가능성은 아크가 얼마나 쉽게 시작되고 얼마나 높은 전압이 필요한지에 영향을 미칩니다. 차폐 가스는 순수하게 사용하거나 두세 가지 가스를 혼합하여 사용할 수 있습니다. 레이저 용접에서 차폐 가스는 용접부 위에 플라즈마 구름이 형성되는 것을 방지하고 레이저 에너지의 상당 부분을 흡수하는 추가 역할을 합니다. 이는 CO2 레이저에 중요합니다. Nd:YAG 레이저는 이러한 플라즈마를 형성하는 경향이 낮습니다. 헬륨은 높은 이온화 잠재력으로 인해 이 역할을 가장 잘 수행합니다. 이 가스는 이온화되기 전에 많은 양의 에너지를 흡수할 수 있습니다.
헬륨공기보다 가볍습니다. 더 큰 유량이 필요합니다. 용융 금속과 반응하지 않는 불활성 가스입니다.열전도도높습니다. 이온화하기 쉽지 않아 아크를 시작하려면 더 높은 전압이 필요합니다. 더 높은 이온화 전위로 인해 더 높은 전압에서 더 뜨거운 아크를 생성하고 넓고 깊은 비드를 제공합니다. 이는 알루미늄, 마그네슘 및 구리 합금에 유리합니다. 다른 가스가 종종 추가됩니다. 5~10%의 아르곤과 2~5%의 이산화탄소를 첨가한 헬륨 혼합물("삼중 혼합물")은 스테인리스강 용접에 사용할 수 있습니다. 알루미늄 및 기타 비철 금속, 특히 두꺼운 용접에도 사용됩니다. 아르곤과 비교할 때 헬륨은 에너지가 더 풍부하지만 안정성이 떨어지는 아크를 제공합니다. 헬륨과 이산화탄소는 2차 세계 대전이 시작된 이래로 사용된 최초의 보호 가스였습니다. 헬륨은레이저용접~을 위한이산화탄소 레이저. 헬륨은 아르곤보다 비싸고 더 높은 유량이 필요하므로, 장점에도 불구하고 대량 생산에는 비용 효율적인 선택이 아닐 수 있습니다. 순수한 헬륨은 강철에 사용되지 않습니다. 불규칙한 아크를 제공하고 스패터를 촉진하기 때문입니다.
산소다른 가스에 첨가하여 소량으로 사용되며 일반적으로 아르곤에 2~5% 첨가합니다. 아크 안정성을 향상시키고표면장력용융 금속의 증가젖음고체 금속의. 온화한 금속의 스프레이 전사 용접에 사용됩니다.탄소강, 저합금그리고스테인리스 스틸. 그 존재는 슬래그의 양을 증가시킵니다. 아르곤-산소(아르곤산소다(Ar-O2)) 혼합물은 종종 아르곤-이산화탄소 혼합물로 대체되고 있습니다. 아르곤-이산화탄소-산소 혼합물도 사용됩니다. 산소는 용접부의 산화를 일으키므로 알루미늄, 마그네슘, 구리 및 일부 이색 금속 용접에는 적합하지 않습니다. 산소가 증가하면 보호 가스가 전극을 산화시켜 전극에 충분한 산소가 없으면 증착물에 기공이 생길 수 있습니다.탈산제. 과도한 산소는 특히 처방되지 않은 응용 분야에서 사용될 경우 다음과 같은 결과를 초래할 수 있습니다.취성열 영향 구역에서. 1~2% 산소가 포함된 아르곤-산소 혼합물은 용접에서 탄소 함량이 낮아 아르곤-CO2를 사용할 수 없는 오스테나이트 스테인리스강에 사용됩니다. 용접에는 견고한 산화물 코팅이 있으며 세척이 필요할 수 있습니다.
수소니켈 및 일부 스테인리스강, 특히 두꺼운 조각의 용접에 사용됩니다. 용융 금속 유동성을 개선하고 표면의 청결성을 향상시킵니다. 그러나수소 취성많은 합금, 특히 탄소강의 경우, 일반적으로 일부 스테인리스강에만 적용이 제한됩니다. 일반적으로 10% 미만의 양으로 아르곤에 첨가됩니다. 이산화탄소의 산화 효과를 상쇄하기 위해 아르곤-이산화탄소 혼합물에 첨가할 수 있습니다. 첨가하면 아크가 좁아지고 아크 온도가 높아져 용접 침투성이 향상됩니다. 더 높은 농도(최대 25% 수소)에서는 구리와 같은 전도성 재료를 용접하는 데 사용할 수 있습니다. 그러나 기공과 수소 취성을 일으킬 수 있으므로 강철, 알루미늄 또는 마그네슘에는 사용하면 안 됩니다.
일산화질소추가하면 생산을 줄이는 데 도움이 됩니다.오존. 또한 알루미늄과 고합금 스테인리스강을 용접할 때 아크를 안정시킬 수도 있습니다.
기타 가스는 특수 응용 분야에 순수 또는 혼합 첨가제로 사용할 수 있습니다. 예:육불화황또는디클로로디플루오로메탄.
육불화황알루미늄 용접용 보호 가스에 첨가하면 용접 영역의 수소를 결합시켜 용접 기공을 줄일 수 있습니다.
디클로로디플루오로메탄아르곤은 알루미늄-리튬 합금을 용융하기 위한 보호 분위기로 사용될 수 있습니다. 알루미늄 용접의 수소 함량을 줄여 관련 기공을 방지합니다.
