Norma PN-EN ISO 14175:2009 wprowadza istotne zmiany w podziale gazów osłonowych (technologicznych) w porównaniu do wcześniejszej normy PN-EN 439:1999. Kluczową różnicą jest klasyfikacja i oznaczenie gazów, z wprowadzeniem grupy głównej oraz podgrup dla poszczególnych gazów (mieszanin). Celem tego artykułu jest przedstawienie podziału gazów osłonowych stosowanych w spawaniu.
Grupa główna:
- I: gazy obojętne i obojętne mieszaniny gazów
- M1, M2 i M3: utleniające mieszaniny zawierające tlen i/lub dwutlenek węgla
- C: silnie utleniający gaz i silnie utleniające mieszaniny
- R: redukujące mieszaniny gazów
- N: nisko reaktywny gaz lub redukujące mieszaniny gazów, zawierające azot
- O: tlen
- Z: mieszaniny gazów zawierające składniki niewymienione lub mieszaniny wykraczające swoim składem poza zakres.
Podgrupa:
Grupy główne, z wyjątkiem Z, są podzielone na podgrupy w zależności od obecności i poziomu różnych składników wpływających na reaktywność. Na przykład, gazy obojętne i obojętne mieszaniny gazów (I) mają trzy podgrupy, podczas gdy utleniające mieszaniny zawierające tlen i/lub dwutlenek węgla (M2) mają siedem podgrup.
Przykład klasyfikacji:
- Dla mieszaniny gazów zawierającej 4% dwutlenku węgla w argonie: Klasyfikacja: ISO 14175 – M12
- Dla mieszaniny gazów zawierającej 40% helu w argonie: Klasyfikacja: ISO 14175 – I3
- Dla mieszaniny gazów zawierającej 2% wodoru w argonie: Klasyfikacja: ISO 14175 – I1
- Dla mieszaniny gazów zawierającej 15% dwutlenku węgla w helu: Klasyfikacja: ISO 14175 – M15
- Dla mieszaniny gazów zawierającej 5% wodoru w argonie: Klasyfikacja: ISO 14175 – I2
Oznaczenie:
Symbole chemiczne gazów i mieszanin gazów są oznaczane w następujący sposób:
- Argon (Ar) - najczęściej używany gaz osłonowy, zwłaszcza w spawaniu metodą TIG i MIG. Zapewnia dobrą stabilność łuku i dobrą jakość spoiny.
- Hel (He) - stosowany głównie w spawaniu aluminium i miedzi, często w mieszankach z argonem. Zwiększa energię łuku, co pozwala na głębsze wtopienie.
- Dwutlenek węgla (CO₂) - popularny w spawaniu metodą MAG stali niskowęglowych. Jest tani, ale może prowadzić do większej ilości odprysków i porowatości w spoinie.
- Wodór (H₂) - używany w mieszankach z argonem do spawania stali nierdzewnych i materiałów wysokostopowych. Zwiększa temperaturę łuku, co poprawia jakość spoiny.
- Azot (N₂) - stosowany rzadziej, głównie do spawania niektórych metali nierdzewnych i miedzi. Dodawany jest w małych ilościach, aby zwiększyć wytrzymałość i odporność na korozję.
- Mieszanki gazów osłonowych - często stosuje się mieszanki gazów, takie jak argon z CO₂, argon z helem, czy argon z wodorem, aby uzyskać pożądane właściwości łuku i spoiny.
- Tlen (O₂) - dodawany w niewielkich ilościach do mieszanek z argonem w spawaniu stali węglowych i niskostopowych metodą MAG. Zwiększa stabilność łuku i wtopienie, ale nie nadaje się do metali reaktywnych.
- Krypton (Kr) - rzadko stosowany z powodu wysokiej ceny, ale daje doskonałe właściwości osłonowe i minimalizuje przepływ ciepła. Wykorzystywany głównie w precyzyjnych pracach laboratoryjnych.
- Neon (Ne) - rzadki gaz osłonowy ze względu na cenę i dostępność. Może być używany w specjalistycznych zastosowaniach, lecz jest mało popularny w przemyśle.
- Mieszanki z dużą zawartością helu lub wodoru - przykładowo argon z 90% helu lub wodoru, stosowany przy spawaniu materiałów o wysokiej przewodności cieplnej, takich jak miedź. Zwiększa temperaturę łuku, ułatwiając spawanie trudnych materiałów.
Gazy i mieszaniny gazów oznacza się poprzez klasyfikację oraz symbole ich składników chemicznych, a także nominalny skład wyrażony w procentach objętościowych.