Spawanie MIG/MAG i TIG – jaki gaz wybrać?

MIG/MAG i TIG to metody spawania wymagające użycia gazów. W naszym dzisiejszym artykule przybliżamy rodzaje gazów technicznych niezbędnych do tego celu, a także specyfikę samego spawania MIG, MAG oraz TIG. Podpowiadamy również, jak uniknąć błędów podczas spawania w osłonie gazów i na co zwrócić uwagę, wybierając butlę.

Udostępnij

Autor expondo expert
7 października, 2021

MIG/MAG i TIG to metody spawania wymagające użycia gazów. W naszym dzisiejszym artykule przybliżamy rodzaje gazów technicznych niezbędnych do tego celu, a także specyfikę samego spawania MIG, MAG oraz TIG. Podpowiadamy również, jak uniknąć błędów podczas spawania w osłonie gazów i na co zwrócić uwagę, wybierając butlę.

Rodzaje gazów spawalniczych

Gazy spawalnicze należą do szerokiej grupy gazów technicznych, czyli używanych w różnych gałęziach przemysłu. Stanowią dość wąską grupę ponieważ dzielą się tylko na dwa rodzaje:

• osłonowe,
• palne.

Pierwszy rodzaj ma za zadanie chronić spawany obszar przed wpływem gazów z atmosfery, czyli parą wodną, azotem i tlenem. Gazu osłonowego należy używać, ponieważ warunki atmosferyczne często mają wpływ na proces spawania oraz jakość spoiny. Najczęściej stosowane gazy osłonowe to:

• Dwutlenek węgla (CO2) – pozwala zapobiegać przegrzaniu uchwytu spawalniczego, ponieważ go wydajnie chłodzi. Wadą dwutlenku węgla jest przyczynianie się do wytwarzania dymu spawalniczego i odprysków. Najczęściej stosuje się go w mieszankach z innymi gazami.
• Argon (Ar) – to powszechnie stosowany gaz obojętny w spawaniu MIG i TIG. Zabezpiecza przed działaniem tlenu i azotu. Argon charakteryzuje się wysoką zdolnością jonizacji w łuku spawalniczym oraz pozwala na duże obciążenie prądowe.
• Azot (N) – najczęściej używa się go podczas spawania stali austenitycznych. Spoiny wykonane w osłonie tego gazu wyróżnia wyższa odporność na korozję. Azot występuje zarówno pojedynczo, jak i składnik mieszanki gazów spawalniczych.
• Tlen (O) – to dodatek do gazów osłonowych. Dzięki zdolności do podtrzymywania spalania zwiększa stabilność płomienia oraz podnosi temperaturę spawania.
• Wodór (H) – ma szereg zalet: korzystnie wpływa na jakość spawu, zwiększa temperaturę łuku i przyspiesza proces spawania. Zazwyczaj występuje w mieszance z azotem. Ze względu na swoją aktywność, jest często używany do spawania MAG.
• Hel (He) – jako gaz spawalniczy obojętny stosuje się go samodzielnie i w mieszankach (z tlenem, dwutlenkiem węgla albo argonem). Choć zapewnia większą prędkość spawania, to utrudnia zajarzenie łuku. W takich przypadkach można zwiększyć jego przepływ.

Drugi rodzaj, czyli gazy palne, zwykle służą do podgrzewania elementów, takich jak np. zapieczone śruby. Dzięki swoim właściwościom sprawdzają się też w spajaniu i cięciu metali. Do gazów palnych należą:

• Acetylen (C2H2) – generuje płomień, który nie przyczynia się do utleniania spawanych elementów. Do jego spalania wystarczy nieduża ilość tlenu. Acetylen wykorzystuje się w spawaniu stali. Jest cięższy od powietrza, dlatego nadaje się do stosowania nawet pod ziemią.
• Propan (C3H8) – jest niezbędny w lutowaniu twardym (w połączeniu z tlenem) i miękkim (jako samodzielny gaz). Nadaje się także do podgrzewania, opalania oraz cięcia.

Bardzo wydajne urządzenia na wynos.

MAŁA GASTRONOMIA

Kup teraz

Spawanie migomatem

Spawanie MIG zwykle łączy się z MAG, a technikę określa się jako MIG/MAG. Dzieje się tak dla tego, że obie metody są do siebie bardzo podobne ze względu na stosowanie elektrody topliwej. O różnicy stanowi jedynie używany gaz do migomatu. Spawarka musi mieć uchwyt ze specjalnym podajnikiem drutu. Płynnie wysuwa on drut elektrodowy, do którego doprowadzany jest prąd o odpowiednim natężeniu. Do zajarzenia łuku spawalniczego dochodzi w chwili, kiedy przewód znajduje się wystarczająco blisko obrabianego materiału. Stapia on i element, i powierzchnię. Wynikiem jest powstanie jeziorka spawalniczego. Po odsunięciu palnika płynny metal zaczyna krzepnąć i tworzy spoinę łączącą krawędzie materiałów. Gaz osłonowy chroni przed szkodliwym działaniem składników powietrza atmosferycznego mogących pogorszyć jakość spawu.

Spawanie MIG stosuje się zwykle w obróbce podatnych na utlenianie aluminium, miedzi, tytanu, magnezu, cyrkonu i ich stopów. Natomiast MAG do stali konstrukcyjnych niestopowych, niskostopowych oraz wysokostopowych, a także pozostałych metali nieżelaznych. Spawanie MIG MAG to tak pokrewne metody, że do ich obsługi wystarczy jeden sprzęt – migomat. O tym, jak wybrać gaz do migomatu piszemy w kolejnej części tekstu.

Jaki gaz do migomatu wybrać?

Do spawania migomatem używa się różnych gazów lub ich mieszanki, w zależności od materiału spawanego i wymaganej jakości spoiny. Oto główne rodzaje gazów używanych w tej metodzie spawania: 

• Argon (Ar): Jest to gaz inertny, używany głównie do spawania metali nieżelaznych, takich jak aluminium, stopy magnezu, i niektóre stopy niklu, oraz do stali nierdzewnych. Argon jest popularny ze względu na jego zdolność do zapewnienia stabilnego łuku i minimalizowania rozprysków. 
• Dwutlenek węgla (CO2): Jest to gaz aktywny, który może być używany samodzielnie, zwłaszcza do spawania stali węglowej. CO2 jest tańszy niż argon, ale często prowadzi do większej ilości rozprysków i porowatej spoiny. 
• Mieszanki Ar/CO2: Są to najczęściej używane mieszanki gazów w spawaniu MIG/MAG. Popularne proporcje to 75% argonu i 25% CO2, które łączą zalety obu gazów, zapewniając dobrą jakość spoiny i mniejsze rozpryskiwanie. 
• Mieszanki Ar/O2 (tlen): Czasami stosuje się również mieszanki argonu z niewielką ilością tlenu (np. 95% Ar i 5% O2). Tlen poprawia stabilność łuku i jakość spoiny, szczególnie przy spawaniu niektórych rodzajów stali nierdzewnej. 
• Mieszanki Ar/hel (He): Są one czasami używane do spawania metali o wysokiej przewodności cieplnej, takich jak aluminium i miedź, gdzie hel pomaga w uzyskaniu głębszego przenikania ciepła. 
• Inne specjalistyczne mieszanki: W zależności od zastosowania, mogą być używane również inne mieszanki gazów, dostosowane do konkretnych wymagań spawania. 

Wybór gazu lub mieszanki gazów do migomatu zależy od kilku czynników, w tym od rodzaju i grubości materiału, wymaganej jakości spoiny, a także od dostępności i kosztów gazu. 

Wybór gazu do migomatu w zależności od spawanego materiału

Wybór gazu do spawania MIG/MAG zależy w dużej mierze od rodzaju materiału, który jest spawany. Oto kilka ogólnych zaleceń: 

• Stal węglowa: Do spawania stali węglowej często stosuje się mieszankę argonu i CO2 (np. 75% Ar i 25% CO2) lub sam CO2. Mieszanka argonu i CO2 zapewnia dobre właściwości przenikania spoiny i minimalizuje rozpryskiwanie, co jest korzystne przy spawaniu stali. 
• Stal nierdzewna: W przypadku stali nierdzewnej zaleca się używanie mieszanek bogatych w argon z dodatkiem helu lub CO2. Mieszanka, tak jak 98% argonu i 2% CO2, jest często preferowana, ponieważ zapewnia doskonałą jakość spoiny i dobre właściwości estetyczne. 
• Aluminium: Do spawania aluminium idealny jest czysty argon. Argon zapewnia stabilną łuk, co jest niezbędne do spawania aluminium, materiału, który wymaga precyzyjnej kontroli. 
• Inne metale nieżelazne: W przypadku innych metali nieżelaznych, jak miedź czy tytan, zalecany jest również argon ze względu na jego właściwości inertne. 
• Cienkie materiały: Dla cienkich materiałów zalecana jest mieszanka bogata w argon, ponieważ zapewnia ona lepszą kontrolę nad łukiem i ogranicza przegrzewanie materiału. 
• Grube materiały: Dla grubych materiałów lepsze może być użycie mieszanki z wyższą zawartością CO2, która zapewnia głębsze przenikanie spoiny. 

Spawanie TIG

Spawanie TIG to kolejna metoda obok spawania MIG, która wymaga stosowania gazów osłonowych. Polega na korzystaniu z nietopliwej elektrody wolframowej. Zajarzenie łuku ma miejsce między nią a obrabianym materiałem. W czasie spawania gaz osłonowych chłodzi elektrodę i zabezpiecza jeziorko spawalnicze przed działaniem gazów z atmosfery. Nie trzeba używać topnika, dlatego spajanie nie powoduje dużych zmian w składzie chemicznym materiałów. Nie występują również rozpryski.

Opisywaną metodę ceni się zwykle za wysoką jakość spoiny. Spawanie TIG nadaje się przede wszystkim do aluminium (przy użyciu spawarek TIG AC/DC) i innych metali nieżelaznych, np. tytanu, magnezu, miedzi oraz niklu. Sprawdza się również w obróbce wszystkich typów stali nadających się do spawania.

Spawanie TIG – jaki gaz wybrać?

Jaki gaz do TIG-a wybrać, to częste pytanie, jakie zadają sobie początkujący spawacze. Najogólniejsza odpowiedź brzmi: gaz obojętny. Zwykle jest to sam argon lub argon z helem. Tę mieszankę stosuje się przeważnie do spawania aluminium, miedzi i pozostałych metali nieżelaznych. W przypadku spawarki TIG, podobnie jak MIG, duże znaczenie ma jakość gazu spawalniczego. Najczęściej poleca się argon minimum 4.0 oraz czystsze 4.5 i 5.0. Ostatni z wymienionych charakteryzuje się najwyższą czystością. Jakość gazu ma wpływ na takie kryteria spawania jak np. głębokość wtopienia, poziom odprysków i dymów.

Jak ustawić przepływ gazu podczas spawania metodą MIG/MAG i TIG?

Aby prawidłowo ustawić przepływ gazu podczas spawania metodami MIG/MAG i TIG, należy wziąć pod uwagę kilka ważnych czynników. Oto ogólne zasady: 

Spawanie MIG/MAG: 

• Wartość przepływu: Typowy przepływ gazu dla spawania MIG/MAG waha się od około 15 do 25 litrów na minutę (l/min). Jednak dokładna wartość zależy od różnych czynników, w tym od rodzaju gazu, średnicy drutu, rodzaju spawanego materiału i warunków otoczenia. 

Spawanie TIG: 

• Wartość przepływu: Przepływ gazu dla spawania TIG zazwyczaj wynosi od 6 do 12 l/min. Przepływ ten jest zazwyczaj niższy niż w spawaniu MIG/MAG, ponieważ proces TIG wykorzystuje mniejsze dysze i wymaga bardziej precyzyjnej kontroli. 

Jak uniknąć błędów podczas spawania w osłonie gazów?

Aby spawanie w osłonie gazów było efektywne i bezpieczne dla zdrowia, należy zawsze brać pod uwagę kilka czynników (na przykładzie spawania TIG):

• wielkość dyszy gazowej,
• dobór ilości gazu względem dyszy,
• precyzyjną regulację przepustowości gazu, aby go nie marnować i nie wdychać w zbyt dużych ilościach,
• czystość materiałów przeznaczonych do spawania,
• prowadzenie uchwytu pod prawidłowym kątem, np. około 30° nachylenia względem spawanej powierzchni (redukcja ryzyka przegrzania materiału).

Przedstawione aspekty wpływają nie tylko na wydajność i bezpieczeństwo pracy, ale również jakość spoiny. Przykładowo jej porowatość może być spowodowana m.in. niedostateczną osłoną gazową lub zbyt dużym stopniem wypływu gazu.

Gazy spawalnicze w butlach – o tym trzeba wiedzieć

W poprzednich częściach artykułu kilkakrotnie podkreślaliśmy znaczenie jakości gazów spawalniczych. Muszą one nie tylko zapewniać dobrą spoinę, ale również być prawidłowo przechowywane. Dlatego jeśli kupujesz gaz np. do spawarki MIG/MAG, producent oferuje go w butlach wysokociśnieniowych o pojemnościach od kilku do kilkudziesięciu litrów. Na butlach muszą znajdować się właściwe oznaczenia:

• ostrzeżenie przed ryzykiem i zalecenia bezpieczeństwa,
• nalepki ostrzegawcze wymagane przez przepisy transportowe (ADR),
• wzory chemiczne zawartości,
• pełne określenie gazu i jego nazwa handlowa,
• numer EWG dla jednoskładnikowych gazów,
• dane teleadresowe producenta,
• wskazówki producenta.

Istotny jest także kolor butli, ponieważ oznacza on znajdujący się w środku gaz. Spośród osłonowych gazów spawalniczych argon przechowuje się w butlach ciemnozielonych, dwutlenek węgla – w szarych, azot – w czarnych, a hel – w brązowych. Z kolei dla acetylenu jest zarezerwowany kolor kasztanowoczerwony.

Spawanie MIG, MAG lub TIG byłoby nieskuteczne, gdyby butla nie posiadała reduktora. Jest to element zapewniający obniżenie zbyt wysokiego do spawania ciśnienia gazu i utrzymywania go później na stałym poziomie.

Jeśli zaciekawił Cię artykuł o spawaniu w osłonie gazowej, to polecamy nasz kolejny wpis z dziedziny spawalnictwa. Dowiesz się z niego, na czym dokładnie polega spawanie elektrodą otuloną.