IMG
89

4.8.1.2. Hel

Hel jest gazem bezbarwnym, niemającym zapachu i smaku, chemicznie obojętnym, niepalnym. Jego wadąjest niska gęstość w porównaniu z powietrzem i wysoka cena. Czynniki te ograniczały w przeszłości wykorzystanie helu jako gazu osłonowego. Hel jest około dziesięciu razy lżejszy od argonu i dlatego w celu skutecznej ochrony strefy spawania konieczne jest użycie większej ilości tego gazu niż argonu. Wymaga on również stosowania większego napięcia łuku. Wysoki potencjał jonizacyjny (24,6 eV) utrudnia zajarzenie łuku w metodzie GTAW. W porównaniu z argonem hel daje łuk o większej mocy i umożliwia uzyskanie większej głębokości wtopienia, rozszerzenie zakresu grubości spawanych materiałów metodą GTAW, zmniejszenie odkształceń i zwiększenie prędkości spawania. Prędkość spawania w osłonie helu jest bardzo duża i maksymalne wykorzystanie tego czynnika może przynieść ekonomiczne korzyści, w szczególności jeśli chodzi o materiały o wysokim przewodnictwie cieplnym.

4.8.1.3.    Dwutlenek węgla

Dwutlenek węgla jest bezbarwnym, bezwonnym i niepalnym gazem o lekko kwaśnym smaku. Jest szkodliwy dla organizmu ludzkiego. Zawartość w powietrzu ponad 5% C0₂ działa dusząco. Za dopuszczalną dawkę w spawalnictwie przyjmuje się 0,125% (objętościowo). Dwutlenek węgla wykorzystywany jest jedynie do spawania stali elektrodą topliwą. Od innych zazwyczaj stosowanych do tego celu gazów różni się tym. że nie jest to czysty pierwiastek chemiczny, ale związek węgla i tlenu. W łuku dwutlenek węgla najpierw ulega dysocjacji na tlenek węgla i tlen. Jeżeli temperatura łuku odpowiednio wzrośnie, wolny tlen ulegnie jonizacji. Dysocjacja powoduje, że atmosfera, w której odbywa się spawanie, jest silnie utleniająca, nawet pomimo tego, że tlenek węgla ogranicza działanie wolnego tlenu. Tego rodzaju gaz osłonowy jest szczególnie przydatny w wypadku spawania materiałów z powierzchniowymi zanieczyszczeniami takimi jak farba lub powłoki gruntowe. Z uwagi na wysoki potencjał utleniania zawartość składników musi być odpowiednio duża, aby uwzględnić straty w trakcie przenoszenia metalu przez łuk.

4.8.1.4.    Tlen

Sam tlen nie jest wykorzystywany jako samodzielny gaz osłonowy, jednakże stanowi on składnik wielu mieszanek osłonowych. Jako ich składnik tlen pełni dwie funkcje:

1)    wpływa na lepszą stabilność łuku ze względu na to, że łatwo ulega jonizacji,

2)    obniża napięcie powierzchniowe ciekłego metalu oraz wpływa na położenie łuku, zarówno względem spoiny, jak i kropli stopiwa.

Dodatek tlenu do gazu osłonowego przyczynia się również do zmniejszenia kąta zwilżania spoiny oraz przez zmniejszenie nadlewu prowadzi do oszczędności spoiwa. Lepsza charakterystyka zwilżania jest również korzystna, ponieważ zmniejsza możliwość występowania niezgodności spawalniczych w postaci podtopień. które spiętrzając naprężenia, istotnie obniżają wytrzymałość zmęczeniową. Zwiększenie ilości tlenu prowadzi do intensywniejszego wypalania się składników stopowych. Tlen jest 5-10 razy bardziej utleniający niż CO, i dlatego dodatek 2-5% 0₂ zapewnia takie same właściwości utleniające jak dodatek 15-35% C0₂.

199