Jak oszczędzać gaz osłonowy przy spawaniu?

Gaz osłonowy przy spawaniu w osłonie gazowej to znacznie więcej niż tylko narzędzie techniczne – to czynnik decydujący o jakości spoiny, wydajności procesu i zrównoważonym rozwoju na każdym etapie produkcji. Ile gazu osłonowego jest naprawdę potrzebne? Jak inteligentnie kontrolować zużycie i oszczędzać gaz spawalniczy? W tym artykule rzucamy światło na rolę gazu osłonowego, a także na konsekwencje zbyt rozrzutnego lub zbyt oszczędnego dozowania. Pokażemy też, jak nowoczesne technologie takie jak inteligentne regulatory gazu pomagają zaoszczędzić do 40% gazu spawalniczego.

Podczas spawania łukowego gaz osłonowy chroni zarówno łuk, jak i jeziorko spawalnicze przed otaczającym powietrzem. Bez tej osłony tlen, azot i inne składniki powietrza reagowałyby z płynnym metalem. Konsekwencjami są porowatość, utlenianie, powstawanie odprysków i niestabilny łuk spawalniczy. Dlatego precyzyjne dozowanie gazu spawalniczego jest niezbędne do uzyskania wysokiej jakości wyniku spawania.

Jak dozować gaz do spawania? Równowaga osłony gazowej to podstawa

Stabilność osłony gazowej jest pożądana, ale nie zawsze łatwo ją osiągnąć. Zbyt mała ilość gazu do spawania oznacza niedostateczną osłonę, zaś zbyt duża ilość gazu powoduje przepływ turbulentny, co może powodować utlenianie spoiny. Obie skrajności wpływają na jakość spoiny i zwiększają ilość wybrakowanych elementów bądź nakłady pracy związane z poprawkami i dodatkowym czasem spędzanym przy maszynach spawalniczych.

Jednocześnie gaz osłonowy jest cennym zasobem: nie tylko generuje koszty, ale wymaga też dużych ilości energii do produkcji i wskutek tego ma wysoki ślad węglowy. Odpowiedzialne obchodzenie się z gazem osłonowym jest zatem pożądane nie tylko ze względów ekonomicznych, ale też ekologicznych.

*Doskonała osłona gazowa przy spawaniu metodą MIG/MAG*

Jak oszczędzać gaz osłonowy, by zwiększyć konkurencyjność?

Zmniejszenie zużycia gazu osłonowego bez uszczerbku dla jakości spawania jest korzystne z każdego punktu widzenia. Optymalne dozowanie gazu spawalniczego to nie tylko czynnik kosztowy i wkład w ochronę środowiska, ale także wyraźna przewaga konkurencyjna. Kiedy przedsiębiorstwa sprytnie zmniejszają zużycie gazu osłonowego, zmniejszają również swój ślad węglowy. Może to wpłynąć na ich pozycję w przetargach, pomaga spełnić wymogi regulacyjne i wzmocnić ich wizerunek jako producentów stawiających na zrównoważony rozwój.

Dlaczego warto oszczędzać gaz spawalniczy?

Redukcja kosztów. Gaz osłonowy jest drogi — każdy zaoszczędzony litr obniża koszty eksploatacji.
Bezpieczeństwo procesu. Precyzyjna regulacja gazu do spawania poprawia powtarzalność i jakość spoin. Mniej wybrakowanych elementów i poprawek.
Zrównoważony rozwój. Mniejsze zużycie gazu do spawania na produkcji oznacza mniejszy ślad węglowy stosowanego gazu osłonowego.

Ocena cyklu życia (analiza LCA) – ślad węglowy na metr spoiny

Debata na temat zrównoważonego rozwoju jest często bardzo emocjonalna. Fronius zawsze opiera się na faktach, nie na emocjach. W naszej obszernej, zewnętrznie certyfikowanej analizie cyklu życia (LCA) bierzemy pod uwagę pełny cykl życia urządzenia spawalniczego, w tym jego zastosowanie u klienta. Analiza wykazuje, że stosowanie gazu osłonowego ma znaczący wpływ na ślad węglowy. Dla jasności przełożyliśmy wyniki na metr spoiny. Rezultat: w poddawanych analizie zrobotyzowanych procesach spawalniczych zużycie gazu osłonowego jest drugim co do wielkości czynnikiem wpływającym na bilans CO₂.

Jak oszczędzać gaz osłonowy podczas spawania?

Dzięki innowacyjnym technologiom i zoptymalizowanym procesom spawalniczym, które zawdzięczamy nowoczesnym, inteligentnym systemom spawania, można znacznie zmniejszyć zużycie gazu osłonowego. Oto kilka przydatnych rad.

Nie pozwól, aby niewykorzystany gaz osłonowy wydostawał się na zewnątrz

Klasyczna regulacja gazu za pomocą elektromagnetycznych zaworów gazu ma istotną wadę: na początku spawania następuje tzw. „wydmuch” – krótkotrwały nadmiar gazu, który ulatnia się niewykorzystany. Przy każdym rozpoczęciu spawania przepływ gazu urasta do wielokrotności faktycznie wymaganej i nastawionej ilości. Efekt ten przekłada się na niepotrzebne zużycie – szczególnie w przypadku wielu krótkich spoin lub przy spawaniu sczepnym.

Przepływ gazu w przeciętnym cyklu spawania

Powyższy wykres wyraźnie pokazuje, jak przepływ gazu gwałtownie wzrasta przez krótki czas na początku spawania, a dopiero potem spada do faktycznie ustawionego natężenia przepływu. Inaczej jest z inteligentnym regulatorem gazu Fronius, który niezawodnie dozuje potrzebną ilość gazu od samego początku.

Przykładowa kalkulacja: Spawanie stali: TPS/i, łuk zwarciowy MIG/MAG, 82% Ar/18 CO₂, 1 m spoiny = 10 spoin po 10 cm każda, spoina pachwinowa, przekrój spoiny 9 mm, grubość materiału 3-4 mm

Optymalna regulacja gazu spawalniczego

Standardowe elektromagnetyczne zawory gazu otwierają i zamykają przepływ gazu na odcinku za reduktorem ciśnienia zgodnie z ustawionym przepływem. Natężenie przepływu jest definiowane dla każdego elementu jako jedna i ta sama wartość dla wszystkich spoin. W praktyce oznacza to, że dla całego elementu ustawiane jest natężenie przepływu gazu odpowiadające zapotrzebowaniu spoiny, która wymaga najwyższego przepływu gazu.

Przykładowo, jeśli element spawany ma 15 różnych spoin i jedna z nich znajduje się w pozycji wymuszonej, to właśnie ona definiuje minimalną wartość natężenia przepływu dla wszystkich pozostałych — nawet jeśli pozostałe 14 spoin osiągnęłoby pożądany rezultat już przy mniejszej ilości gazu spawalniczego. Aby przeciwdziałać takiemu marnotrawstwu, w przypadku zaawansowanych technologicznie urządzeń spawalniczych należy zwrócić uwagę na to, czy da się ustawić indywidualne dozowanie dla każdego zadania spawalniczego lub regulować przepływ gazu osłonowego w zależności od wydajności.

Rozwiązanie: inteligentny regulator gazu firmy Fronius

W przypadku inteligentnego regulatora gazu Fronius opracował technologię, która doskonale sobie z tym radzi:

Unikanie wydmuchów: regulator gazu wyrównuje przepływ gazu przy rozpoczęciu spawania i zapobiega niepotrzebnym stratom.
Regulacja zależna od wydajności: przepływ gazu jest dynamicznie dostosowany do wydajności spawania.
Dozowanie dostosowane do zadania spawalniczego: optymalną ilość gazu można określić indywidualnie dla każdej spoiny.

Rezultat: do 40% mniejsze zużycie gazu – przy niezmiennie wysokiej jakości spawania.

Wystarczy doposażyć i można korzystać natychmiast

Inteligentny regulator gazu można łatwo zamontować we wszystkich systemach spawania Fronius TPS/i lub iWave w zaledwie kilku prostych krokach. Fronius oferuje również indywidualne doradztwo i kalkulacje pomagające oszacować potencjalne oszczędności w Twojej firmie.

Inteligentne użycie gazu osłonowego w praktyce

Odpowiednia ilość gazu osłonowego w odpowiednim czasie to klucz do wydajnego spawania, zrównoważonego rozwoju i wysokiej jakości produkcji. Dzięki inteligentnemu regulatorowi gazu firmy Fronius da się to łatwo osiągnąć. Przedsiębiorstwa obniżają koszty, podnoszą jakość spoin i ograniczają swój ślad węglowy. Jakby nie patrzeć — same korzyści.