Tính chất và ứng dụng của khí CO2 trong hàn MIG

Máy hàn MIG được ứng dụng khá rộng rãi trong ngành cơ khí công nghiệp hiện nay. Hàn MIG là quá trình hàn nóng chảy hồ quang và kim loại, có sử dụng khí bảo vệ. Khí bảo vệ được sử dụng có thể là khí trơ, khí hoạt tính hoặc hỗn hợp khí.

Hiện nay, khí CO2 được sử dụng rất rộng rãi trong máy hàn MIG để hàn thép Cac bon trung bình, khí này tương đối rẻ tiền và cho mối hàn ổn định với các tính chất cơ học đạt yêu cầu ở tốc độ cao và đường hàn sâu.

Tính chất của khí CO2

Khí Cacbonic (CO2) là một hợp chất, ở điều kiện bình thường nó có dạng khí trong khí quyển bao gồm một nguyên tử Cacbon và hai nguyên tử Oxy. Khí Cacbonic có thể tồn tại ở 3 trạng thái khí, lỏng, rắn. Đây là một loại khí phổ biến trong tự nhiên, là sản phẩm của các quá trình cháy hoặc hô hấp. Trong điều kiện bình thường CO2 là khí không màu, không mùi và có vị chua nhẹ hòa tan tốt ở trong nước,  nặng gấp 1,524 lần không khí. Khí CO2 không tham gia phản ứng cháy và hóa lỏng tại nhiệt độ -78 độ C. Ngoài ra, CO2 có thể bị phân hủy tại nhiệt độ cao 2000 độ C thành CO và O2.

Ứng dụng của khí CO2

CO2 được ứng dụng nhiều trong ngành hang như: làm băng khô CO2 trong làm lạnh thực phẩm, làm sạch bề mặt thay cho cát, gây mưa nhân tạo… Ngoài ra, khí này còn được dùng nhiều trong ngành sản xuất nước giải khát, nước có ga và bia rượu.

Trong công nghệ hàn, khí CO2 được sử dụng làm khí bảo vệ trong một số phương pháp hàn, như hàn MIG/MAG:

Khí này được ứng dụng rộng rãi để hàn các loại thép Cacbon trung bình trong máy hàn MIG/MAG. Tuy nhiên, CO2 có nhược điểm là sự truyền kim loại kiểu phun không đồng trục và truyền kiểu cầu hồ quang không ổn định, thường sẽ gây ra sự văng tóe kim loại nỏng. Khí CO2 có tính oxy hóa trong hồ quang do phản ứng phân hủy thành CO và O2, vì vậy, để đảm bảo mối hàn không rỗ xốp thì điện cực phải chứa những chất khử Oxy thích hợp (như Al, Ti, Si, Zr). CO2 còn được sử dụng trong một số hỗn hợp khí như sau: hỗn hợp Ar-CO2 với 20-50% CO2 dùng để hàn thép C trung bình, cũng có thể được dùng đối với thép không gỉ. Hỗn hợp gồm 90% He – 7,5% Ar – 2,5% CO2 thường được dùng dành cho thép không gỉ. Thép hợp kim thấp được sử dụng với hỗn hợp rất thông dụng đó là 60-70% He 25-35%Ar và 4-5%CO2.

Điều chế và bảo quản khí CO2

Trong công nghiệp, khí CO2 được điều chế từ những khí sinh ra khi lên men rượu bia, phân hủy chất béo, thu được trong sản xuất hóa chất như sản xuất Amoniac hoặc là tổng hợp Methanol, từ khói của các nhà máy công nghiệp đốt than. Khí CO2 được chứa trong những bình sơn đen có chữ màu vàng, khi cung cấp với số lượng lớn thì được chứa trong các tec chứa siêu lạnh.

Chú ý: khí CO2 không độc, không gây cháy nổ, tuy nhiên nồng độ quá cao sẽ gây nguy hại cho sức khỏe con người vì nó nặng hơn không khí nên dễ tích tụ tại những nơi kín khí. Một đặc điểm khác là khí CO2 trong bình chứa thường ở thể lỏng, khi chuyển sang thể khí cần phải được cấp nhiệt. Do đó, những van điều tiết khí CO2 phải được gắn thêm bộ phận sấy nhiệt nếu không CO2 sẽ đóng băng và bịt kín đường cấp khí.