Dziś wchodzimy głęboko w fizykę łuku. Bez lania wody – same konkrety .

1. Fizyka, głupcze! (Potencjał Jonizacyjny)

Dlaczego w TIG-u tak łatwo zajarzyć łuk w Argonie, a w Helu to droga przez mękę?

Odpowiedź znajdziesz w tablicach fizycznych pod hasłem: Potencjał Jonizacyjny.

Mówiąc po ludzku: to energia potrzebna do oderwania elektronu od atomu gazu, żeby prąd mógł popłynąć przez powietrze (czyli żeby powstała plazma).

• Argon (Ar): 15,7 eV (elektronowoltów) – Łuk jarzy się stabilnie, "miękko".

• Hel (He): 24,5 eV – Potrzeba znacznie więcej energii! Dlatego łuk w helu jest "gorętszy", a napięcie łuku wyższe przy tym samym prądzie.

Wniosek warsztatowy: Chcesz głębokiego przetopu w grubym aluminium lub miedzi? Musisz dodać Helu. Zwiększasz w ten sposób "moc" łuku (entalpię), której sam Argon nie dostarczy.

2. Argon vs CO2 – Walka o Kształt

W metodzie MAG (Metal Active Gas) toczy się wieczna walka między jakością a ceną.

CO2 (Dwutlenek węgla) – "Brudny Harry"

Tani, głęboki, ale brutalny.

W wysokiej temperaturze łuku zachodzi zjawisko DYSOCJACJI.

Co to oznacza? Że w łuku uwalnia się wolny tlen!

• Plusy: Tlen zmniejsza napięcie powierzchniowe ciekłego metalu. Wtopienie jest szerokie, dno spoiny zaokrąglone (bezpieczne).

• Minusy: Ten sam tlen "zjada" składniki stopowe i powoduje utlenianie. Dlatego druty do czystego CO2 muszą mieć więcej krzemu (Si) i manganu (Mn) – to odtleniacze, które wiążą tlen w żużel (te brązowe wysepki szkliwa na spoinie).

• Efekt uboczny: W CO2 transfer metalu jest "grubo-kroplowy". Siły odpychania wyrzucają krople na boki = mnóstwo odprysków.

Argon – "Arystokrata"

Gaz obojętny. Nie reaguje z metalem.

• Problem: W czystym argonie (przy spawaniu stali czarnej) łuk jest niestabilny, "błądzi". Wtopienie ma kształt "palca" (wąskie i głębokie w środku, płytkie po bokach). To ryzyko przyklejeń na bokach spoiny!

Złoty środek: Mieszanki (M21 wg ISO 14175)

Dlatego stosujemy mix Ar + CO2 (np. 82/18).

• Argon daje stabilność i mało odprysków (transfer natryskowy).

• CO2 (lub tlen) zapewnia dobre zwilżanie brzegów i szeroki przetop.

3. Dodatki Specjalne – Magia Chemii

Tutaj wchodzimy w strefę prawdziwego eksperta. Po co w butlach pojawiają się śladowe ilości innych gazów?

Wodór (H2) – Turbo-doładowanie dla Austenity

Dodatek wodoru (zazwyczaj do 5-7%) do Argonu przy spawaniu TIG stali kwasoodpornych (seria 300).

• Co daje: Wodór ma ogromną przewodność cieplną. "Ściska" łuk i pompuję temperaturę w materiał.

• Efekt: Możesz spawać 30-40% szybciej! Spoina jest węższa, a lico błyszczące (wodór redukuje tlenki - działa jak czyściwo).

• UWAGA ŚMIERTELNA (Błąd krytyczny): Nigdy, pod żadnym pozorem nie używaj mieszanki z wodorem do stali zwykłych (czarnych) lub ferrytycznych! Wodór wejdzie w strukturę i spowoduje pęknięcia zimne (kruchość wodorową).

Azot (N2) – Nie tylko do pompowania opon

Stosowany przy spawaniu stali typu DUPLEX.

Stal Duplex to mieszanka 50% ferrytu i 50% austenitu. Podczas spawania austenit lubi "uciekać". Dodatek azotu w gazie (1-2%) stabilizuje austenit w spoinie i zapewnia odporność na korozję wżerową. Bez tego Twój drogi Duplex zardzewieje jak zwykła stal.

Tlen (O2) – Paradoks

Dlaczego dodajemy tlen (1-3%) do Argonu przy spawaniu MAG stali nierdzewnych?

Żeby ustabilizować "korzeń" łuku. Dzięki temu łuk nie skacze, a transfer materiału jest drobnokroplowy (spray arc). Tak, spalamy trochę chromu, ale zyskujemy idealną geometrię spoiny.

4. ISO 14175 – Kod Enigmy złamany

Patrzysz na butlę i widzisz oznaczenia?Oto ściąga dla praktyka:

• Grupa I (Inert - Obojętne): I1 (100% Ar), I3 (dodatek Helu). Do TIG, MIG (Aluminium, Miedź).

• Grupa M (Mixed - Mieszanki):

• M1: Z dodatkiem wodoru (Tylko do nierdzewki austenicznej!).

• M20/M21: Klasyki do stali czarnej (Ar + CO2/O2). M21 to "król warsztatu" (np. Corgon).

• Grupa C (Carbon - Aktywne): C1 (100% CO2). Stara szkoła, tanie spawanie, dużo czyszczenia.

• Grupa R (Reducing - Redukujące): Mieszanki z dużą ilością wodoru.

• Grupa F (Forming - Formujące): Azot z wodorem. Stosowane TYLKO do osłony grani rury od środka. Nie spawać tym!

5. Przepływ – Gdzie popełniasz błąd?

Na koniec fizyka przepływów.

Wielu spawaczy myśli: "Wiatr wieje, odkręcę gaz na 25 litrów, będzie lepiej".

BZDURA.

Jeśli wypuścisz gaz ze zbyt dużą prędkością, zmienisz przepływ z laminarnego (spokojnego strumienia) na turbulentny (wzburzony).

Co się dzieje? Strumień gazu zaczyna zasysać powietrze z otoczenia (zjawisko inżektorowe) i wpycha je prosto w jeziorko spawalnicze.

Efekt: Ustawiłeś dużo gazu, żeby chronić spoinę, a w rzeczywistości sam ją zapowietrzyłeś (pory).

Złota zasada:

Średnica dyszy w mm = przepływ w l/min.

Masz dyszę 12mm? Ustaw 12-14 l/min. Nie więcej.