Какой газ используется при сварке?

Всё, что вам нужно знать про сварочный газ

Время чтения: ≈5 минут

Большинство новичков привыкли использовать для сварочных работ стандартные технологии и расходники. Например, применять ручную дуговую сварку и электроды с покрытием. Этого достаточно, чтобы выполнить большинство ремонтных работ или изготовить несложную конструкцию. Но что, если вы хотите открыть для себя другие технологии и готовы экспериментировать?

В таком случае вы можете использовать газ для своих сварочных работ. В этой статье мы расскажем вам все, что нужно знать о защитном газе, чтобы вы могли варить им.

Общая информация

Сварочный газ — это инертное или активное вещество, применяемое в сварке. К сварочным газам относят аргон, гелий, углекислый газ, кислород, водород и азот. Газ поставляется в баллонах различного объема, самый популярный — 40 литров.

Газ для сварки обеспечивает стабильное горение дуги и высокое качество швов. Поскольку создает вокруг сварочной зоны газовый купол, защищающий соединение от негативного воздействия из атмосферы. Именно поэтому сварочный газ еще называют защитным. Кроме того, при сварке в среде защитного газа увеличивается устойчивость шва к коррозии и образованию пор. А это значит, что геометрия соединения будут близка к идеальной.

При полуавтоматической или при газовой сварке может использоваться не только один газ, но и смесь из различных газов. Сварочная смесь для полуавтомата позволяет выполнить по-настоящему качественный шов, поскольку в смеси будут сочетаться все достоинства каждого из газов.

Разновидности

Ниже мы перечислили все основные газы применяемые при работе с металлами. Вы узнаете все основные характеристики каждого из типов.

Аргон — самый популярный газ из всех. Он настолько популярен, что в честь него названа одна из технологий сварки — аргонодуговая. Аргон относится к благородным (инертным) газам, а это значит, он не имеет ни цвета, ни запаха. Также аргон химически неактивен по отношению к другим веществам и металлам. Аргон намного тяжелее воздуха, поэтому отлично защищает сварочную зону от окисления.

Гелий — второй по популярности газ после аргона. Он такой же инертный, но легче, чем воздух. Поэтому для полноценной защиты сварочной зоны нужно использовать довольно много газа. А это большой недостаток, ведь гелий стоит существенно больше аргона. Несмотря на это, сварочный газ гелий широко применяется. Особенно, при работе с металлами, покрытыми окисной пленкой (нержавеющая сталь, алюминий и т.д.).Благодаря гелию можно равномерно проплавить металл, так что этот газ без проблем поможет сварить металлы большой толщины.

Для работы с химически активными металлами можно использовать газовые смеси для сварки из аргона и гелия. Пропорция может быть разной, но наиболее популярная — 60% гелия и 40% аргона. Такая смесь будет стоить существенно дороже, но она позволит быстро и качественно сварить металлы с высокой теплопроводностью и избежать образования прожогов.

Углекислый газ или просто углекислота также широко применяется в сварочных работах. Это бесцветный газ, который как и аргон тяжелее воздуха, поэтому обеспечивается хорошая защита сварочной зоны. Рекомендуется варить углекислотой первой категории, но такой газ трудно найти и стоит он недешево. Поэтому на замену ему используют углекислоту второй категории. У газа второй категории в составе могут содержаться водяные пары, которые способствуют образованию пор при сварке. Эту проблему поможет решить сварка в смеси аргона и углекислого защитного газа вместо применения чистой углекислоты.

Далее кислород. В чистом виде кислород негативно влияет на качество шва, способствуя его окисления. Поэтому данный газ применяют только как добавку к смеси из аргона или углекислоты. Сварочные смеси газов используются редко, поскольку предназначены только для определенных задач. Кислород для сварки позволяет сформировать очень широкий шов с небольшой глубиной провара, что необходимо редко.

Водород. Он никак не пахнет и не имеет цвета, но при этом горюч. Поэтому с ним особенно необходимо соблюдать технику безопасности. Сфера применения так же узкая, можно применять водород только для плазменной резки нержавейки. При работе с другими металлами возможно образование дефектов. Например, горячих и холодных трещин. Но если резать нержавеющую сталь, то результат будет хорошим.

И последний газ в нашем списке — азот. Не имеет ни цвета, ни запаха. Не горит и горение никак не поддерживает. Бывает в нескольких состояниях, но чаще всего применяется жидкий и газообразный азот. Данный газ используется в особых случаях. Например, при сварке меди. В остальных случаях азот способствует снижению прочности готового шва.

Выбор защитного газа

Чтобы определиться, какой газ используют при работе с различными металлами, можете воспользоваться таблицей ниже.

Вместо заключения

Защитные газы, применяемые при газовой или полуавтоматической сварке, выведут вашу работу на новый уровень. Вы удивитесь тому, насколько улучшится надежность готовых сварных швов. Вы также сможете ускорить свою работу без ущерба для качества. Тем более, в выборе защитного газа нет ничего сложного. Ведь здесь нет десятков марок, как у электродов, так что можно экспериментировать.

Вы также можете использовать не только один газ, но и смесь для сварки полуавтоматом. Так вы сделаете свои выводы и решите для себя, какой газ больше подходит для выполнения ваших работ. Желаем удачи!

Использование газа в сварочных работах — виды, характеристики, особенности применения

Начинающие сварщики, как правило, стараются использовать простые методы сваривания. Большинство пользуется ручной дуговой сваркой.

Для большинства ремонтных работ или изготовления несложных деталей этого достаточно. Однако рано или поздно вам захочется попробовать что-то новое и повысить свою квалификацию.

Следующим шагом после ручной сварки может быть сварка с использованием полуавтоматического оборудования. При таком методе для защиты свариваемых поверхностей от окисления используется защитный газ.

Ниже вы узнаете, какой именно, и как его использовать для сварочных работ.

  • Сварочный газ
  • Характеристики
  • Выбираем газ для сварки
  • В заключение

Сварочный газ

В полуавтоматической сварке используются инертные газы, такие как аргон, гелий, углекислота. Реже используют водород, азот и кислород. Подается он в баллонах различного объема.

Чаще всего встречается объем 40 литров. Газ при сваривании образует защитную зону, которая защищает дугу от воздействия атмосферы, а свариваемые поверхности от окисления и пор. Шов при его использовании получается ровным и качественным.

Опытные сварщики знают рецепты смесей, использование которых позволяет использовать преимущества каждого из газов, составляющих данную смесь.

Характеристики

Остановимся подробнее на различных видах газообразных веществ, используемых для сварочных работ.

Чаще всего используется для этих целей. Есть даже отдельный метод сварки, использующий его название – аргонодуговой. Инертный, без цвета и запаха, химически не активен к металлам и другим веществам. Намного тяжелее воздуха, за счет этого создает надежно защищенную зону в области сварки.

По популярности идет вторым. Также является инертным, однако, в отличие от аргона, гелий легче воздуха. В связи с этим, расходуется его намного больше.

Учитывая, что его стоимость заметно выше, чем у аргона, это является существенным недостатком. Однако это не мешает его частому применению.

Особенно широко он применяется при работе с металлами, покрытыми окисной пленкой. Это такие металлы, как нержавейка, алюминий и т.д. Металлы при использовании гелия плавятся равномерно, что особенно важно при сваривании деталей большой толщины.

Кроме чистых гелия и аргона часто применяются смеси. Самая распространенная пропорция – 60% гелия и 40% аргона.

Смесь достаточно дорогая, однако с ее помощью можно качественно сваривать материалы с высокой теплопроводностью. Риск прожечь металл намного уменьшается.

Бесцветный, тяжелее воздуха. За счет этого надежно защищает область сварки. Бывает двух категорий. Рекомендована к применению первая категория, однако, за счет ее стоимости и дефицитности, чаще обращают внимание на вторую категорию. Большой минус углекислоты второй категории – наличие в составе водяных паров. При использовании может вызвать образование пор в металле. Проблемы можно избежать, добавив в углекислоту некоторое количество аргона.

Читайте также  Сварочный аппарат протва

Не применяется в чистом виде, так как вызывает окисление поверхности, что негативно влияет на качество шва. Обычно добавляется к смесям при необходимости получить широкий и неглубокий шов.

Не имеет цвета и запаха. Обычно применяется для плазменной резки нержавеющей стали, позволяя добиться очень хороших результатов. При сваривании других металлов может вызвать образование дефектов, например, трещин. Требует повышенного внимания к соблюдению правил техники безопасности за счет повышенной горючести.

Также без цвета и запаха, не горючий. Используется в жидком и газообразном виде. Область применения также узкая, используется, в основном, только при сваривании меди. При сварке других металлов может негативно влиять на прочность шва.

Выбираем газ для сварки

Чтобы вам было легче выбрать нужный газ для сварочных работ, представляем вам таблицу соответствия.

В заключение

Развивайтесь, экспериментируйте, пробуйте смеси с различными пропорциями, и вы увидите, как улучшается качество сварного шва.

Если нет желания экспериментировать – воспользуйтесь справочными материалами и подберите подходящий газ или смесь для ваших работ. Желаем вам успехов в работе!

Профессиональный сварщик 6-го разряда с 15+ летним практическим опытом работы (не считая обучения)

Регулярно проверяю опубликованные статьи и отвечаю на ваши вопросы! Спрашивайте, не стесняйтесь! =)

Критерии выбора защитного газа для полуавтоматической сварки. Виды используемых газов

В отличие от ручной дуговой сварки использование полуавтомата в большинстве случаев предполагает проведение работ непокрытым плавящимся электродом, что требует постоянной защиты сварочной ванны от пагубного воздействия атмосферного воздуха. Кроме того, некоторые металлы, склонные к быстрому поверхностному окислению, предъявляют особые требования к количеству и качеству внешней среды вокруг стыка свариваемых заготовок.

Какие газы используются для сварки полуавтоматом

Надежную защиту сварочных ванн при полуавтоматической сварке обеспечивают активные газы (метод MAG) и инертные газы (метод MIG), а также их смеси. Они формируют среду, непроницаемую для атмосферного воздуха, и удерживают ее с момента начала плавления до кристаллизации ванны. Выбор конкретного защитного материала определяется составом и характеристиками заготовок, режимом сварки, требуемым качеством шва. Рассмотрим самые востребованные газы.

Аргон

Одноатомный инертный газ аргон (Ar) нашел широкое применение как в чистом виде, так и в составе газовых смесей. Он тяжелее воздуха, бесцветен, не пахнет и не ощущается в воздухе, но опасен в больших концентрациях. Чаще всего аргон используют для соединения заготовок из цветных металлов и их сплавов, в том числе хрупких и химически активных.

Среди достоинств газа:

  • предотвращение всех посторонних химических реакций;
  • глубокое проплавление при малой ширине шва;
  • быстрый поджиг и стабильное горение дуги;
  • относительно малый расход.

Главным недостатком аргона является его дороговизна. Кроме того, в некоторых случаях газ может способствовать повышенному разбрызгиванию металла из сварочной ванны, а также не всегда обеспечивает достаточную энергию дуги.

Так, соединение толстых заготовок из тугоплавких материалов чаще проводится не чистым аргоном, а аргоносодержащими смесями.

Гелий

«Главный инертный газ» гелий (He) намного легче воздуха, не имеет цвета и запаха. Чаще всего чистый гелий используют для ответственной сварки заготовок из алюминия и его сплавов. При работе с другими цветными металлами могут использоваться смеси Ar-He и Ar-He-CO2 с различными пропорциями компонентов. Применение чистого гелия в MIG- и TIG-сварке дает такие преимущества:

  • высокая теплопроводность и, как следствие, возможность наложения широких швов;
  • высокая энергия дуги, незначительно изменяющаяся при изменении ее длины;
  • надежная изоляция сварочной ванны от любого химического воздействия.

Однако важно помнить, что гелий дорого стоит и быстро расходуется. Ему свойственно усиливать разбрызгивание расплавленного материала, а с поджигом дуги в гелиевой среде у неопытного сварщика могут возникнуть большие сложности.

Углекислый газ

Углекислота относится к активным газам, она в 1,5 раза тяжелее воздуха, бесцветна и имеет едва различимый запах. Является единственным неинертным газом, который можно применять в чистом виде. Чаще всего углекислый газ используют для защиты сварочной ванны при работе порошковыми электродами и/или на короткой дуге. Это связано с такими его преимуществами:

  • крайне высокая энергия дуги;
  • быстрое и глубокое проплавление;
  • очень низкая стоимость.

Углекислый газ не полностью исключает посторонние химические реакции, поэтому не рекомендуется к использованию в чистом виде с активными металлами.

Кроме того, он делает дугу нестабильной и провоцирует разбрызгивание расплавленного вещества, что затрудняет сварку.

Пиролизный газ

При нагревании древесных и некоторых других волокон до температуры не менее 450℃ выделяется несколько газов (водород, метан, этан, пропилен и т. п.), которые, смешиваясь, образуют пиролизный газ с температурой горения до 1100℃. По сравнению с другими средами пиролизная обладает такими преимуществами:

  • простота синтеза;
  • относительная дешевизна;
  • щадящая проработка сварочной ванны без риска прожогов заготовок.

При этом материал не исключает вероятность возникновения окислительных реакций при работе с химически активными металлами. Его совместное использование с другими газами не рекомендуется, а вот обеднение путем удаления лишних фракций может улучшить качество пиролизного газа.

Водород

Одноатомный газ водород – самое распространенное и самое легкое вещество в мире. При его горении выделяется до 140 кДж тепла на каждый грамм, что в 2,5 раза превышает энергоотдачу природного газа и в 1,5-2 раза – инертных веществ. При использовании в качестве защитной сварочной среды водород гарантирует:

  • равномерное проплавление ванны;
  • формирование относительно узкого аккуратного шва;
  • легкий поджиг и стабильное горение дуги;
  • защиту от подавляющего большинства окислительных реакций.

Газ дешев и легко синтезируется в промышленных условиях. Использовать его рекомендуется для сваривания толстых заготовок, в том числе из тугоплавких металлов.

Главный риск здесь связан со взрывоопасностью сжатого водорода и водородно-кислородной смеси (т. н. гремучий газ). Поэтому к условиям заполнения, хранения и использования водородных баллонов предъявляются особые требования.

Коксовый газ

Материал выделяется при нагреве каменного угля до температуры 900-1100℃. Его основными компонентами являются водород, метан и оксиды карбона, кроме того, могут содержаться смолы, сероводород, аммиак. Наличие этих примесей делает коксовый газ непригодным для сварки большинства цветных металлов. При работе со стальными заготовками коксовая среда гарантирует:

Для улучшения свойств шва проводится физико-химическое очищение коксового газа, в процессе которого частично улавливаются и связываются механические примеси, удаляются нежелательные газовые фракции.

Критерии и особенности выбора газа

Выбор типа защитной среды для полуавтоматической сварки осуществляется на основе сведений о виде и марке металла заготовок, что, в свою очередь, указывает на их физико-химические особенности. В случае сваривания разнородных материалов основным считается менее стабильный и/или более тугоплавкий. Кроме того, должны учитываться:

  1. Геометрические параметры заготовок и способ их подготовки под сварку.
  2. Наличие и вид термообработки заготовок.
  3. Технологические особенности сварочного процесса, требования к качеству шва.
  4. Технические характеристики используемого оборудования и расходных материалов.
  5. Внешние условия, в том числе: температура, влажность, наличие и сила ветра, удобство доступа к стыку.
  6. Экономические показатели (стоимость и расчетный расход газа).

В таблице ниже приведены популярные виды металлов, а также газы и газовые смеси, рекомендуемые в качестве защитной среды для их сварки.

Материал Сталь низкоуглеродистая Сталь легированная, средне- или высокоуглеродистая Алюминий и алюминийсодержащие сплавы
Ar Да Да Да
He Нет Нет Да
CO2 Да Да, ограниченно Нет
Ar+CO2 Да Да Нет
Ar+O2 Да Да, ограниченно Нет
Ar+He Нет Да Да
Ar+CO2+O2 Да Да, ограниченно Нет
Ar+H2 Да, ограниченно Да Нет
Ar+He+CO2 Да Да Нет
He+Ar+CO2 Нет Да Нет
Читайте также  Виды сварочных швов и способы нанесения

Для MIG- и MAG-сварки подходят все указанные газы, для метода TIG рекомендуются аргон или гелий в чистом виде, а также их смесь. Иногда при работе с плавящимся электродом используют смесь аргона с водородом. Важно учитывать, что от правильного выбора защитного газа зависят:

  • качество и аккуратность шва;
  • безопасность проведения работ;
  • финансовые и трудовые затраты.

Не допускается смена защитной среды в процессе сварки, даже если она проходит послойно с полной кристаллизацией. Подача газа должна начинаться за 15-30 секунд до поджига дуги и завершаться после затвердевания ванны.

Газы для газовой сварки и резки металлов. Газовые смеси для сварки

В качестве горючих газов для газовой сварки применяют ацетилен, водород, природный газ и другие. Также применяются газовые смеси для сварки, такие как нефтяной газ, пропанобутановая газовая смесь, пиролизный газ. Кроме того, для газовой сварки используют пары горючих жидкостей — бензина и керосина.

В таблице представлены наиболее распространенные газы и газовые смеси для газовой сварки и газовой резки, указаны их основные свойства и область применения:

Выбор того, или иного газа для сварки зависит не только от температуры пламени, но и от количества теплоты (теплотворной способности), которое получается при его сгорании. Коэффициент замены ацетилена, указанный в таблице, это отношение расхода газа-заменителя к расходу ацетилена при одинаковой эффективной тепловой мощности. Данный коэффициент необходим, если потребуется заменить ацетилен другим горючим газом.

Ацетилен для газовой сварки

Ацетилен — один из самых распространённых газов, применяемых для газовой сварки. Наибольшее распространение ацетилен получил из-за того, что ацетиленокислородное газовое пламя имеет наибольшую температуру, по сравнению с другими горючими газами и газовыми смесями (см. таблицу выше).

Ацетилен образуется при взаимодействии карбида кальция CaC2 с водой. Карбид кальция способен поглощать влагу из атмосферы и разлагаться под её воздействием. Поэтому, его хранят в герметичных барабанах из кровельной стали. Вместимость таких барабанов составляет 100-130кг. Получают карбид кальция при сплавлении в электропечах кокса и обожжённой извести:

CaO + 3C = CaС2 + CO

Ацетилен С2Н2 представляет собой химическое соединение углерода с водородом. Для получения ацетилена используют ацетиленовые генераторы, в которые загружают карбид и воду. Химическое взаимодействие карбида кальция и воды протекает интенсивно, с большим выделением теплоты Q:

Из 1кг карбида кальция можно получить до 300л ацетилена. При нормальных условиях ацетилен бесцветен и обладает резким специфическим запахом. Ацетилен легче воздуха, его плотность составляет 1,09кг/м3.

Ацетилен взрывоопасен, если он находится в смеси с воздухом и его концентрация составляет 2,2-81% по объёму. В смеси с кислородом ацетилен взрывоопасен, при его концентрации 2,8-93% по объёму. Наиболее взрывоопасны ацетиленокислородные смеси, содержащие 7-13% ацетилена.

При растворении в жидкости взрывоопасность ацетилена существенно снижается. На практике ацетилен растворяют в ацетоне, 1л которого способен растворить до 20л ацетилена. Об этом мы говорили в статье: «Газовые баллоны для сварки. Газосварочные баллоны».

Кроме карбида кальция, источниками ацетилена являются природный газ, нефть и уголь. Полученный из природного газа, ацетилен называется пиролизным.

Водород для газовой сварки

Водород представляет собой бесцветный газ, не имеющий запаха. При смешивании с кислородом или воздухом образует «гремучий газ», который является взрывоопасным. Поэтому, в случае применения водорода для сварки металлов, необходимо строго придерживаться правил безопасности при его хранении, транспортировании и использовании.

Водород хранят и транспортируют в стальных газосварочных баллонах при давлении, не превышающем 15МПа. Получить его можно, разлагая воду на водород и кислород при помощи электролиза. Также водород синтезируют в специальных водородных генераторах путём химической реакции серной кислоты H2SO4 и цинка, либо железной стружки. При этом образуются сульфаты цинка или железа, а освободившийся водород скапливается внутри генератора.

Коксовый газ для сварки

Коксовый газ представляет собой бесцветную смесь горючих газов с резким запахом сероводорода. Получают коксовый газ в процессе выработки кокса из каменного угля. В состав коксового газа входят водород, метан и другие углеводороды. Транспортировка этого газа происходит по трубопроводам.

Городской газ и природный газ для сварки

Городской газ состоит из нескольких газов: метан 70-95%, водорода, объёмная доля которого может достигать 25%, тяжёлых углеводородов с их объёмной долей до 1%, азота 3% и углекислого газа до 1%. Транспортирование городского газа происходит по трубопроводам под давлением 0,3МПа.

Природный газ добывается из газовых месторождений. Его основой является метан СН4, содержание которого в природном газа составляет 93-99%.

Нефтяной газ, природный газ и пропанобутановая смесь для газовой сварки

Пиролизный газ представляет собой смесь горючих газов, образующихся при распаде нефти, мазута и других нефтепродуктов при воздействии на них высоких температур. В состав пиролизного газа входят сернистые соединения, которые вызывают коррозию мундштуков в газовых сварочных горелках. Поэтому, перед применением этот газ проходит тщательную очистку.

Нефтяной газ — является побочным продуктом нефтеперерабатывающих предприятий. Он используется, в основном, для резки и сварки металлов малой толщины и для сварки цветных металлов.

Пропанобутановые смеси являются бесцветными смесями, не имеющими запаха. Состоят они из пропана С3Н8 и бутана С4Н10. Эта смесь обладает наибольшей теплотворной способностью, т.е., при её сгорании выделяется наибольшее количество теплоты.

Бензин и керосин для газовой сварки

Бензин и керосин являются продуктами переработки нефти. Они представляют собой бесцветные жидкости со специфическим запахом и легко испаряются. Применяют их при газопламенной обработке, подавая их в виде паров. Для этого в сварочных резаках или горелках предусматривают специальные испарители, которые преобразуют бензин и керосин из жидкого состояния в парообразное. Испарители нагреваются от вспомогательного пламени или при помощи электричества.

Кислород для газовой сварки

Кислород для газовой сварки необходим, чтобы обеспечить сгорание горючих газов или паров горючей жидкости. Кислород несколько тяжелее воздуха и его плотность составляет 1,33кг/м3. Кислород очень активен химически и он поддерживает горение газов при газовой сварке, образовывая, при этом, большое количество теплоты.

Кислород хранят и транспортируют в кислородных газовых баллонах под давлением 15МПа. Баллон объёмом 40л способен под давлением 15МПа хранить до 6м3 кислорода. Кроме газовых баллонов, кислород может поставляться к месту сварки в жидком состоянии в специальных ёмкостях.

Для переходя жидкого кислорода в газообразный, применяют газификаторы и насосы с испарителями для жидкого кислорода. К сварочным постам для газовой сварки кислород подаётся по газопроводу. Транспортировка кислорода в газообразном состоянии позволяет уменьшить объём транспортировочной тары, приблизительно, в 10 раз, т.к. из 1л жидкого кислорода, при нормальных условиях, получается 860л газообразного кислорода.

Согласно ГОСТ 5583, для газокислородной сварки и резки металлов применяют технический кислород, который бывает трёх сортов. Первый сорт имеет чистоту 99,7% кислорода. Второй сорт с чистотой 99,5 кислорода. Третий сорт содержит не менее 99,2% кислорода по объёму.

Чистота кислорода имеет большое значение для газовой сварки и резки металлов. При снижении чистоты кислорода на 1%, качество сварки снижается и увеличивается расход кислорода, приблизительно на 1,5%.

Какая сварочная газовая смесь лучше?

Эффективность высокотемпературной обработки металлов повышают сварочные смеси защитных газов, используемых для создания защитного облака над расплавленным металлом. Специальные газосмеси использовать при сварке гораздо выгоднее, чем чистые газы. Разработано несколько стандартизированных составов, применяемых для углеродистых, низко- и высоколегированных сталей и цветных металлов.

Экспериментально доказано, что смеси повышают качество расплава, снижают количество металлических брызг, увеличивают производительность работы сварщика. Сварочные швы становятся пластичными, заметно стабилизируется горение дуги. Влияние вредных факторов снижается за счет уменьшения задымленности, улучшаются условия труда.

Свойства и назначение

Сварочная смесь, создающая защитное облако над ванной расплава способна оказывать на процесс сварки как положительное, так и отрицательное воздействие. Инертные газы ведут себя по-разному:

  • Аргон за счет ионизации воздуха поддерживает дугу и обеспечивает качественный перенос металла. При работе с толстостенными заготовками, прокатом из металлов, имеющих высокую теплопроводность, аргон, характеризующийся слабой отдачей энергии, малоэффективен.
  • Гелий с этой точки зрения предпочтительнее, но меньше влияет на стабильность горения дуги и не улучшает перенос металла присадки на поверхность заготовок.
  • Углекислый газ обеспечивает хорошую защиту за счет высокой плотности, снижает разбрызгивание жидкого металла.
Читайте также  Как сделать дроссель для сварочного аппарата?

Каждый отдельный газ обладает уникальными свойствами, в смеси они нивелируют отрицательное воздействие отдельных компонентов, усиливают положительное влияние. Составы подбирались методом проб и ошибок с целью повышения качества швов и скорости сварки.

В смеси защитные газы намного эффективнее защищают ванну расплава, снижают вероятность образования дефектов.

Смеси газов

Для сварки используют 4 газообразных бесцветных вещества, вытесняющие из рабочей зоны:

  • водород, способствующий охрупчиванию металлов;
  • азот, образующий твердые шлаковые соединения;
  • кислород, активно окисляющий металлы.

Вытеснение газовоздушных компонентов происходит за счет высокой плотности защитных газов, они формируют малоподвижное облако. У всех сварочных смесей газов удельный вес больше, чем у воздуха. Концентрация компонентов подбиралась экспериментальным путем, учитывалось влияние газов на режим сварки. Смеси на основе аргона значительно расширяют возможности сварки, повышают эффективность работы сварщиков. Минимизируют риски образования дефектов в сварочных швах.

Аргон и углекислый газ

Для сваривания цветных металлов, профиля и проката из высоколегированных сталей используется сварочная смесь аргона и углекислоты. Аргон снижает активность углекислоты, а CO2 увеличивает теплопередачу аргона. Сварка углеродистых и низколегированных сталей в защитном облаке Ar+CO2 намного эффективнее, чем в каждом отдельном газе. При концентрации углекислоты в пределах 20% толстостенные металлические конструкции провариваются даже при сильной загрязненности поверхности.

Аргон и кислород

Состав применяют для сваривания низколегированных и легированных никелем сталей. При небольшой концентрации кислорода удается избежать пористости швов, аргон препятствует образованию окислов. Комбинация Ar+O2 применяется с различными видами сварочной проволоки, расширяет возможности сварочного процесса за счет повышения энергии дуги, стабильного горения. Металл быстрее проваривается. Формируются ровные шовные валики при равномерном прогреве присадочного прутка. Прочность соединения увеличивается за счет расширения диффузионного слоя.

Аргон и гелий

Инертные газы сочетают в разных пропорциях. Самые распространенные составы 7:3 и 1:1. Композиция Ar+He используется при работе с различными металлами:

  • чугуном различной плотности;
  • с низколегированными и легированными сталями с высоким содержанием никеля и хрома;
  • цветными сплавами на основе меди, алюминия;
  • тугоплавкими заготовками.

Смесь инертных газов исключает образование окалины, трещин, раковин. Часто применяется в наукоемких отраслях для автоматической сварки, где требуется высокое качество швов.

Аргон и водород

Комбинация Ar+H разрабатывалась для соединения сталей с аустенитной структурой, обладающих жаропрочностью. Смесь обеспечивает эластичность швов, процент водорода зависит от марки стали, львиную долю композиций составляет аргон, формирующий плотное защитное облако.

Аргон и активные газы

Концентрация углекислого газа в подобных газосмесях не превышает 20%, кислорода – 2%. При работе с тонкими видами проката и профиля снижают концентрацию углекислого газа, увеличивают содержание кислорода для быстрого прогрева заготовок в месте соединения. При работе с толстыми деталями повышают содержание углекислого газа. Для работы с медными сплавами в композицию вводят незначительное количество азота.

Что лучше: сварочная смесь или углекислота?

Чем лучше варить, специалисты решают самостоятельно, учитывая прочность соединений, затраты на расходные материалы. Для изоляции расплава, образуемого в процессе сварки, можно использовать инертные газы аргон и гелий, углекислоту или сварочную смесь. С введением инертных газов, которые не взаимодействуют с расплавом, в активные, снижается способность углерода растворяться в жидком металле. СО2 – активный газ, при использовании в чистом виде он насыщает стали и цветные металлы.

Преимущества применения газосмеси:

  • облегчается струйный перенос электродной наплавки;
  • швы получаются более пластичные;
  • снижается риск образования пористости;
  • ускоряется процесс расплавления металла;
  • увеличивается прочность соединений;
  • меньше дымление, выделяемые вещества удерживаются в зоне расплава;
  • при неравномерной подаче присадочной проволоки сохраняется ритмичность работы;
  • из-за минимизации разбрызгивания снижается расход электродов и проволоки.

Достоинства сварки в атмосфере углекислого газа:

  • низкая стоимость;
  • возможность варить в любом пространственном положении;
  • хорошая проварка стыков.

Производительность сварочных работ при использовании специальных смесей, защищающих ванну расплава от окисления, повышается на 50%, при этом потребление электроэнергии не увеличивается.

Подбор сварочной смеси для полуавтомата

Присадочная проволока выпускается без защитного покрытия, в полуавтоматах предусмотрена подача защитных газов. Их смешивают с расчетом, чтобы создавалась нужная температура горения, при которой металлические заготовки и проволока не слишком быстро расплавлялись. При рациональном подборе газосмеси для полуавтоматической сварки упрощается процесс формирования швов.

Таблица выбора газосмеси для различных сплавов:

При использовании вольфрамового электрода и проволочной присадки применяют составы из двух инертных газов:

  • НН-1 (полное название Helishield-Н3), в этой смеси концентрация гелия в пределах 30%, аргона не более 70%. газосмесь обеспечивает более эффективный нагрев, увеличивается скорость плавления металла, формируется ровная поверхность шва.
  • НН-2 (международная маркировка Helishield-H5) – это в равных пропорциях смешанные два инертных газа: аргон и гелий. Универсальная смесь применяется для соединения черных и цветных заготовок практически любой толщины.

Компонентный и количественный состав оказывает влияние практически на все параметры и режим сварки металлов.

Применение смесей

Бескислородные смеси выбирают при скоростной проходке и сварке цветных металлов. Они дают великолепные чистые швы с гладким профилем, окисление поверхности незначительное, обеспечивают низкий уровень армирования и обеспечивает высокую скорость проходки. Придают стабильность электрической дуге при соединении материалов толще 9 мм, снижают вероятность появления дефектов шва.

При подаче газовой смеси полуавтоматом снижается скорость подачи проволоки, быстрее нагревается горелка. Приходится корректировать режим работы, подбирать массивные головки. Для качественной работы со смесями необходимы профессиональные навыки.

При выборе готовых сварочных газовых смесей с кислородом учитывают особенности составов. К-2 считается идеальным для черных и низколегированных сталей. Другие разрабатывались для металла различной толщины, глубокого провара и сварки тонкостенного листа, профиля без деформации. Кислородосодержащие составы применяются для коротких и длинных швов, реставрационной наплавки изношенных деталей. Могут использоваться повсеместно: для роботов-автоматов, ручной, полуавтоматической сварки во всех пространственных положениях. Выбирают специальные составы для профилированного проката из сортовых сталей, для наплавки.

При ручной сварке важно соблюдать расстояние от заготовок до сопла. Необходимо постоянно поддерживать расстояние в пределах 15–20 мм от стыка, чтобы не допустить непроваров. Горелка размещается под прямым углом. Следует учитывать, что кислородные смеси увеличивают текучесть расплавленного металла, при работе в потолочном и вертикальном положении возможны проблемы.

Самостоятельное смешивание газов

Теоретически смесь можно приготовить непосредственно на рабочем месте, на сварочных участках предусмотрены специальные посты с установкой ротаметров – аппаратов, контролирующих расход компонентов за единицу времени из каждого баллона. По показателям ротаметров с помощью редукторов регулируют состав газовой смеси, подаваемой к рабочим местам сварщиков.

При работе с несколькими баллонами одновременно состав сварочной смеси не будет идеальным. Делая газосмеси самостоятельно невозможно добиться точного процентного содержания компонентов до десятых. Обязательно увеличится расход газов и, соответственно, присадки.

Защитный сварочный газ – оптимальная смесь, используемая при термической обработке металлов. Готовые составы заказывают у специализированных поставщиков или непосредственно на заводах-изготовителях.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: