Ποσοστό οξυγόνου στο ενεργό αέριο
Το ποσοστό οξυγόνου στο ενεργό αέριο καθορίζει τη διαβροχή και τη συμπεριφορά ροής του λουτρού τήξης. 1–8 % O₂ βελτιώνουν την επιφάνεια της ραφής και σταθεροποιούν το τόξο. Πολύ οξυγόνο οξειδώνει τα κραματικά στοιχεία, δημιουργεί εγκλείσματα οξειδίων και κάνει τη ραφή εύθραυστη.
Φυσικοχημικός μηχανισμός δράσης
Το οξυγόνο είναι επιφανειακά ενεργό: μειώνει την επιφανειακή τάση του υγρού χάλυβα. Έτσι το λουτρίδιο διαβρέχει καλύτερα και ρέει πιο επίπεδα. Το τόξο καίει πιο ήρεμα, η μεταφορά σταγονιδίων γίνεται πιο λεπτόκοκκη. Ταυτόχρονα το οξυγόνο αντιδρά με σίδηρο, μαγγάνιο και πυρίτιο σχηματίζοντας οξείδια. Αυτά τα οξείδια επιπλέουν ως σκουριά ή παραμένουν ως εγκλείσματα στη δομή. Το πλεονάζον οξυγόνο μπορεί να αντιδράσει με άνθρακα προς αέριο CO και να προκαλέσει πόρους.
Μεταλλουργική σημασία & κίνδυνοι στη συγκόλληση
Πολύ λίγο οξυγόνο (κάτω από 1 %) οδηγεί σε κακή διαβροχή, υψηλό σχηματισμό πιτσιλιών και ανήσυχο τόξο. Πολύ οξυγόνο (πάνω από 8 %) οξειδώνει στοιχεία κράματος όπως μαγγάνιο και πυρίτιο. Το ράμμα χάνει σε αντοχή, γίνεται ψαθυρό και τείνει σε πόρους και θερμά ρήγματα. Το σιρίτι συγκόλλησης εμφανίζει έντονα χρώματα θέρμανσης και οι μηχανικές τιμές ποιότητας πέφτουν.
Πρακτική εργαστηρίου & οδηγίες δράσης
Για μη κραματωμένους και χαμηλού κράματος χάλυβες είναι συνηθισμένα ποσοστά οξυγόνου 2–5 % στο μείγμα αργού-CO₂. Για παχύτερα ελάσματα ή τόξο ψεκασμού το ποσοστό μπορεί να ανέλθει έως 8 %. Χρησιμοποιήστε πρόσθετα υλικά με επαρκή αποξειδωτικά (Mn, Si). Ελέγξτε τη σύνθεση του αερίου με ροόμετρο και μην αναμειγνύετε ποτέ μόνοι σας. Μην υπερβείτε το 8 % O₂, γιατί αλλιώς η ενέργεια θραύσης με εγκοπή πέφτει απότομα. Για υψηλού κράματος χάλυβες όπως CrNi το ποσοστό O₂ είναι μέγιστο 2 % ή χρησιμοποιείται καθαρό αργό με CO₂.