گازهای محافظ کیست؟ توضیح بده.
گازهای محافظ از لحاظ شیمیایی خنثی یا نیمه خنثی هستند که معمولاً در فرآیند‌های جوشکاری مورد استفاده قرار می‌گیرند، به ویژه MIG و TIG. هدف آن‌ها محافظت از ناحیه جوش در برابر اکسیژن و بخار آب است. بسته به مواد در حال جوشکاری، گازهای جوی می‌توانند کیفیت جوش را کاهش دهند و یا شرایط جوشکاری را دشوارتر کنند. سایر فرآیندهای جوشکاری قوس الکتریکی از روش‌های جایگزین برای محافظت از جوش در برابر گازهای جوی نیز استفاده می‌کنند. برای مثال، در shielded metal arc welding ، از الکترود پوشش دار استفاده می‌شود که در هنگام مصرف، دی‌اکسید کربن تولید می‌کند، یک گاز نیمه بی‌اثر که یک گاز محافظ قابل قبول برای جوشکاری فولاد است.انتخاب نادرست گاز جوش می‌تواند منجر به جوش متخلخل و ضعیف یا پاشش بیش از حد شود. و یا در صورت عدم تاثیرگذاری بر خود جوش به دلیل نیاز به حذف قطرات پراکنده، باعث کاهش بهره‌وری نیروی کار می‌گردد.در صورت بی دقتی، گازهای محافظ می‌توانند جانشین اکسیژن و باعث هیپوکسی و بالقوه مرگ شوند. [1]گازهای محافظ رایج.گازهای محافظ به دو دسته بی‌اثر یا نیمه بی‌اثر تقسیم می‌شوند. دو مورد از گازهای محافظ مقرون به صرفه که بتوان در جوشکاری از آن‌ها استفاده کرد هلیوم و آرگون هستند . از این گازهای بی اثر در TIG و MIG برای جوشکاری فلزات غیرآهنی استفاده می‌شود. دسته دیگری از گازهای محافظ نیمه بی اثر یا گازهای محافظ فعال نامیده می‌شوند که شامل دی‌اکسید کربن ، اکسیژن ، نیتروژن و هیدروژن هستند. گازهای فعال معمولا در جوشکاری قوس الکتریکی فلزات آهنی استفاده می‌شوند. بیشتر این گازها، در مقادیر زیاد، اثرات نامطلوبی بر فلز جوش دارند در صورتی که در مقادیر کوچک و کنترل شده ویژگی‌های جوش را بهبود خواهند ببخشند.خواص.گازهای محافظ را می‌توان به صورت خالص یا به صورت ترکیب دو و یا سه گاز دیگر استفاده کرد. خواص مهم گازهای محافظ عبارتند از رسانایی حرارتی، چگالی نسبی و سهولت در یونیزاسیون. گاز آرگون سنگین‌تر از هوا است در نتیجه جوش را پوشش داده و نسبت به گازهای سبک‌تر از هوا مانند هلیوم به سرعت جریان کمتری نیاز دارد. رسانایی حرارتی برای گرم کردن جوش در اطراف قوس جوشکاری بسیار مهم است. قابلیت یونیزاسیون نیز در تشکیل قوس و میزان بالای ولتاژ جوشکاری تأثیر می‌گذارد. [1] [2] گاز محافظ در جوشکاری لیزری از تشکیل ابر پلاسما در بالای جوش که بخش قابل توجهی از انرژی لیزر را جذب می‌کند جلوگیری می‌کند . برای لیزرهای دی‌اکسید کربن که تمایل به تشکیل چنین ابر پلاسمایی دارند بسیار مهم است. همچنین گاز هلیوم به دلیل پتانسیل یونیزاسیون بالا مقدار زیادی‌انرژی را قبل از یونیزه شدن جذب کرده و این نقش را به بهترین نحو بازی می‌کند.انواع.گازهای دیگر را می‌توان برای کاربردهای خاص، به صورت خالص و یا با ترکیب با گازهای محافظ دیگر استفاده کرد. مانند هگزا فلوراید گوگرد یا دی‌کلرودی‌فلورومتان . [1]دی‌کلرودی‌فلورومتان در مخلوط با آرگون برای ذوب آلیاژهای آلومینیوم-لیتیوم استفاده شود. محتوای هیدروژن در جوش آلومینیوم را کاهش داده و از تخلخل مرتبط با هیدروژن جلوگیری می‌کند. به علت پتانسیل تخریب لایه ازن کمتر از این گاز استفاده می‌شود.کاربردها.کاربرد گازهای محافظ به قیمت گاز محافظ، هزینه تجهیزات و محل جوشکاری بستگی دارد. گرانی برخی از گازهای محافظ مانند آرگون کاربرد آن‌ها را محدود می‌کند. تجهیزات مورد استفاده برای حمل و نقل گاز نیز یک هزینه اضافی است، و در نتیجه، فرآیندهایی مانند جوشکاری قوس فلزی محافظ، که به تجهیزات ارزان‌تری نیاز دارند، ممکن است در شرایط خاص ترجیح داده شوند. از آنجا که وزش باد می‌تواند باعث پراکندگی گاز محافظ در اطراف جوش شود، فرآیندهای جوشکاری که نیاز به گازهای محافظ دارند اغلب فقط در محیط‌های بسته انجام می‌شود،نرخ مطلوب جریان گاز در درجه اول به هندسه جوش، سرعت، جریان، نوع گاز و حالت انتقال فلز مورد استفاده بستگی دارد. جوشکاری سطوح صاف به جریان بالاتری نسبت به مواد شیاردار نیاز دارد، به طور کلی با ذافزایش سرعت جوشکاری سرعت پخش گاز محافظ نیز باید افزایش پیدا کند. علاوه بر این، جریان بالای جوشکاری به جریان بیشتر هلیوم برای ایجاد پوشش مناسب نسبت به آرگون مورد نیاز است. چهار متغیر اولیه GMAW جریان گاز محافظ مورد نیاز را تحت تاثیر قرار می‌دهد - برای حوضچه‌های جوش کوچک و حالت‌های جوشکاری اتصال کوتاه و یا اسپری پالس، به طور کلی 10 L /min (20 ft 3 / h ) مناسب است،