Расход аргона при сварке нержавейки

Правила сварки нержавейки в аргоновой среде

Среди известных способов сплавления металлических изделий аргоновая сварка нержавейки занимает особое место, поскольку по ряду технических характеристик она существенно отличается от других методов.

Сварка в среде инертного газа аргона обычно применяется в ситуациях, когда требуется соединение заготовок сравнительно небольшой толщины. Технология обеспечивает получение надежных и коррозионностойких соединений с аккуратными и ровными сварными швами.

Специфика операций

Сварка в аргоновых средах востребована при работе с трубными изделиями из нержавейки, входящих в состав систем транспортировки промышленных жидкостей и газов. Высокое качество сварного соединения позволяет применять метод и при сваривании нержавеющих труб, эксплуатируемых под достаточно высоким давлением.

Основным ручным инструментом, используемым при работе с защитным газом, является специальная горелка с зафиксированным на ней электродом, через сопло которой к месту сваривания нержавейки подаётся струя аргона.

Качественный сварной шов подготавливается с помощью проволоки, специально подаваемой к месту формирования дуги в ручном режиме. При этом все перемещения и манипуляции с горелкой также выполняются только вручную.

Данная технология, в отличие от других методов обработки нержавейки, исключает какие-либо поперечные смещения электрода и подносимой к нему присадочной проволоки.

Единственно допустимое направление их перемещения – строго вдоль оси образуемого соединения. Положение горелки при проведении сварочных операций должно соответствовать рисунку, изображённому на фото.

Требования к манипуляциям сварщика в рабочей зоне обеспечивают постоянство нахождения сварочной ванны в пределах радиуса действия газовой защиты. Это является необходимым условием получения прочного соединения деталей из нержавейки. Также следует позаботиться о том, чтобы защититься от воздушного слоя с обратной стороны шва, обдуваемого струёй аргона.

Общий расход аргона в этом случае существенно возрастает, зато качество соединения нержавейки на всех участках шва повышается. С общими положениями о расходовании аргона при данном виде сварки, а также с используемым при этом оборудованием будет рассказано далее.

Расходование инертного газа

Расход аргона при сварке нержавейки в каждом конкретном случае определяется стоящими перед исполнителем задачами и объёмами сварочных операций.

При этом для объектов, требующих наплавления значительного количества свариваемого материала расход рассчитывается на каждый килограмм проволоки. Этот способ считается наиболее универсальным и очень часто используется в условиях серийного производства изделий из нержавейки.

Ещё один принцип расчёта объёма аргона основывается на том же показателе его расхода, но уже в литрах на метр полученного шва. Таким способом удобнее всего пользоваться при сварке одинаковых (однотипных) деталей из нержавейки и на малых производствах. Формула для расчёта в этом случае несколько усложняется и выглядит так:

  • Руг – это удельный показатель расхода аргона в заданных условиях, определяемый по таблице;
  • Т – общая продолжительность сварки аргоном;
  • Рдг – поправочный показатель, учитывающий расходы аргона на подготовительные процедуры подогрева.

Обратите внимание, что все входящие в эту формулу величины оцениваются только в литрах. Также важно учитывать, что при сварке нержавейки и ряда цветных металлов этот показатель может увеличиваться почти в 1,5, а порой и в 2 раза.

Особенности сваривания полуавтоматом

Аргонодуговая сварка специальных сплавов с использованием неплавящихся электродов из вольфрама осуществляется аппаратами переменного или постоянного тока, включёнными в прямой полярности.

Сварка нержавейки в среде аргона с применением полуавтомата обеспечивает существенное повышение эффективности производимых операций. Особо отмечается тот факт, что сварка полуавтоматом может применяться и для сплавления заготовок нержавейки значительной толщины.

При работе по указанной методике необходимо учитывать следующие особенности сварки с использованием аргона:

  • подаваемая в зону горения проволока должна содержать добавки никеля, оказывающие существенное влияние на качество будущего соединения;
  • когда требуется сваривать детали из нержавейки большей толщины – для улучшения показателя смачиваемости шва в общий объём аргона добавляется небольшое количество углекислого газа;
  • в указанных условиях обязателен выбор подходящего режима работы оборудования и инструмента.

Последний пункт требований предполагает, что сварочные операции в аргоне могут проводиться по технологии так называемой «короткой» дуги, методом струйного переноса или же в импульсном режиме.

Самым контролируемым из всех перечисленных считается случай, когда сварочный аппарат работает в импульсном режиме, а проволока подаётся к месту сварки небольшими порциями.

Благодаря этому удаётся уменьшить эффект разбрызгивания раскалённых частиц, а также сузить границы термической обработки сплавляемых заготовок нержавейки. К тому же данный подход позволяет снизить расход достаточно дорогой сварочной проволоки.

Ещё одним существенным достоинством этого метода является высокая скорость обработки шва и прилегающего к нему участка.

Что касается других технологий, то посредством струйного переноса, как правило, свариваются заготовки и оборудование со стенками значительной толщины, а так называемая «короткая» дуга больше годится для обработки тонких нержавеющих изделий.

Дополнительные рекомендации

Обзор особенностей сварки нержавейки в газовой среде следует сопроводить следующими дополнительными пояснениями:

  • важнейшим условием получения качественного сварного шва является тщательное обезжиривание поверхностей заготовок ацетоном или специальным (авиационным) бензином. Такая подготовка позволяет снизить показатель пористости структуры формируемого шва, а также повысить устойчивой самой сварочной дуги;
  • особое внимание должно уделяться работе с аустенитными сплавами нержавейки, технология сваривания которых предполагает предельную аккуратность и осторожность в обращении с заготовками;
  • для предотвращения попадания вольфрама с электродов в зону расплавленного металла дугу рекомендуется поджигать бесконтактным способом. В случае невозможности сделать это непосредственно на свариваемой заготовке нередко используется специальная угольная плита, с которой дуга после поджигания переносится в рабочую зону;
  • необходимо также внимательно следить за тем, чтобы показатель легирования присадочной проволоки не был ниже, чем у соединяемых элементов нержавейки (стыкуемых частей трубопроводов, например).

В заключении отметим, что при выборе наиболее подходящего способа сварки нержавейки, вначале рассматриваются варианты, чаще всего применяемые в данных условиях работы.

Но независимо от выбора того или иного решения по технологии, желательно исходить из конкретных требований к соединению. Это позволит сэкономить материалы и средства, не ухудшив качество работ.

Расход аргона при сварке алюминия какое выставить давление на редукторе

От чего зависит потребление защитного газа

Основными показателями во время сварки, которые влияют на расход сварочных смесей, являются:

  1. Сила тока;
  2. Диаметр используемой проволоки;
  3. толщина свариваемого металла.

Многие производители указывают эти значения в паспортных данных на конкретный защитный газ, что значительно упрощает расчет.

Например, среднее потребление аргоновой смеси, применяемой при сварке методом TIG с током 100 А, будет равняться 6 л/мин. При увеличении силы тока до 300 А, расход увеличится до 10 л/мин.

Таблица влияния силы тока, напряжения дуги, скорости сварки на размер и форму шва

Такая же тенденция наблюдается и при методе MIG – увеличение диаметра проволоки с 1 мм до 1,6 мм приводит к увеличению потребления газа с 9 л/мин до 18 л/мин.


Диаметр проволоки также имеет важное значение

Большое влияние оказывают условия, в которых происходят сварочные работы. На открытом пространстве, или при наличии сквозняков, расход будет увеличиваться, поскольку для создания оптимальной защиты металла от влияния посторонних факторов потребуется больше защитного газа. В этом случае заправка баллонов будет осуществляться чаще, чем при работе в закрытом помещении. Кстати, обо всех нюансах наполнения газовых баллонов читайте в статье: заправка газовой смесью: как это делается.

Какой расход газа при аргонной сварке

Аргон является негорючим и невзрывоопасным газом. Также он не образует взрывчатых смесей во взаимодействии с воздухом. Так как он тяжелее воздуха, аргон прекрасно справляется с ролью качественной защиты сварочной ванны. Газообразный аргон не содержит в своем составе влаги более 0,03 грамм на кубический метр.

Аргон используют для надежной защиты среды сваривания, а также при плавке редких и активных металлов. С его помощью можно осуществлять плавку алюминия и его сплавов, хромоникелевых и жаропрочных сплавов, нержавеющей стали. Хранится и поставляется к месту использования в аргоновых баллонах под давлением 150 ± 5 кгс на сантиметр квадратный.

В состав газа аргона, который используют при сваривании металла неплавящимися электродами, входят такие элементы, как:

  • Кислород;
  • Азот;
  • Соединения, содержащие углерод;
  • Водяной пар;

Расход аргона при сваривании может быть самым разным. Все зависит от толщины металла и самого свариваемого металла. Показатели расходов выглядят приблизительно так:

  • При сваривании алюминия расходуется 15 – 20 литров за минуту;
  • При сваривании меди расходуется 10 – 12 литров за минуту;
  • При сваривании конструкционных, а также низколегированных сталей расходуется 6 — 8 литров за минуту;
  • При сваривании сплавов магния расходуется 12 – 14 литров за минуту;
  • При сваривании сплавов никеля расходуется 10 – 12 литров за минуту;
  • При сваривании титана расходуется 35 – 50 литров за минуту;

При сваривании аргонодуговой сваркой стоит помнить о месте проведения сваривания. Если Вы работаете на сквозняке или на улице, Вам желательно применять защитные средства для проведения сварочного процесса. Также среди способов повышения качества сварочного шва является получение надежной защиты с помощью увеличения расхода газа.

Читайте также  Сварка бронзы аргоном

Аргон является самым дешевым и самым доступным газом для сваривания. Особенно это стало ясно видно в последние десятилетия, когда аргон стал продуктом массового производства.

Сначала аргон использовался в электровакуумной технике. На сегодняшний день лампы накаливания наполняются смесью аргона с азотом в процентном соотношении 86/14. Так как в аргоне сочетается плотность и слабая теплопроводность, металл нити в лампе накаляется медленнее, поэтому передача тепла от нити к колбе значительно ниже. Также аргон применяют в люминесцентных лампах для того чтобы упрощать их включение.

В последние десятилетия аргон стал больше применяться в металлургии, чем в осветительных приборах. Сейчас выпускаются новые виды ламп, которые способны работать намного дольше и экономнее расходовать электрическую энергию.

Аргонная среда используется при обработке многих видов металлов. Например, продувая аргоном жидкую сталь, можно намного повысить ее качество, что позволит использовать ее для монтажа более ответственных конструкций. Аргон является универсальным газом, с помощью которого можно повысить качества металла при плавлении и при сварке.

Сварка в среде защитных газов

Расчет расхода сварочной смеси

Существует формула, которая позволяет выяснить приблизительный расход сварочной смеси в процессе сварки:

Аргонодуговая сварка нержавеющих сталей

Сообщение об ошибке

Содержание

  • Назначение
  • Подготовка деталей к сварке
  • Сварка
  • Контроль качества сварки
  • Материалы
  • Оборудование, приспособления и инструмент

Назначение

Настоящая инструкция распространяется на ручную и автоматическую сварку в среде аргона нержавеющих сталей аустенитного класса.

В соответствии с требованиями инструкции разрешается производить сварку деталей из нержавеющих сталей типа Х18Н9Т с деталями из малоуглеродистой стали и никеля.

Инструкцией надлежит руководствоваться при проектировании, разработке технологических процессов, изготовление, контроле и приемке сварных узлов.

Отступления (ужесточение или снижение требований) от настоящей инструкции могут быть внесены в технологическую документацию на изделие по согласованию с главным технологом и представителем заказчика.

Материалы, оборудование, приспособления, инструмент даны в Приложении.

Выполнение аргонодуговой сварки меди должно производиться дипломированными сварщиками при соблюдении правил техники безопасности, изложенных в инструкции по ТБ.

К выполнению сварных работ допускать дипломированных сварщиков, имеющих право на производство работ по сварке нержавеющих сталей.

Подготовка деталей к сварке

Удалить со свариваемых поверхностей деталей масло и другие жировые загрязнения протиркой хлопчатобумажной тканью, смоченной бензином.

Произвести после обезжиривания дальнейшую подготовку деталей к сварке путем химического травления или механической зачистки свариваемых кромок.

Производить механическую зачистку или травление сварочной проволоки согласно соответствующей ТИ.

Производить механическую зачистку свариваемых деталей с двух сторон до металлического блеска на ширину 15-20 мм с помощью стальной щетки или шабера.

Примечание — На подготовленных к сварке кромках деталей не допускаются заусеницы, трещины, расслоения.

Протереть после механической зачистки кромки деталей хлопчатобумажной тканью, смоченной бензином.

Производить химическое травление деталей из нержавеющих сталей согласно соответствующей ТИ.

Производить отжиг тонколистовых деталей в вакуумной печи при температуре 900-950 °С в течение 20-30 мин. Рабочий вакуум 5×10 -4 мм рт.ст.

Использовать подготовленные согласно данной инструкции детали и сварочную проволоку для сварки не позднее 72 ч.

Сварка

Выбор цанги, сопла и вольфрамового электрода горелки осуществлять исходя из соотношений, указанных в таблице 1.

Таблица 1
Диаметр вольфрамового электрода, мм 1,5-2 2,5-3 3,5-4 4,5-6
Диаметр выходного отверстия сопла, мм 5-7 7-9 9-12 12-14
Расход аргона, л/мин 2-3 4-5 6-8 10-18

Примечание — Использование рекомендуемых соотношений позволяет обеспечивать хорошую защиту зоны сварного шва от воздействия окружающей среды.

Протереть цангу, сопло и вольфрамовый электрод горелки х/б тканью, смоченной спиртом. Протирку производить каждый раз перед началом смены.

Установить многослойную сетку с отверстием под вольфрамовый электрод между цангой и соплом горелки.

Закрепить вольфрамовый электрод в горелке таким образом, чтобы вылет его из сопла горелки не превышал 5-12 мм.

Перед началом смены проводить операции.

Проверить внешний вид сварочной установки, убедиться в отсутствии посторонних предметов и наличия заземления установки.

Подать на установку напряжение питания от силового распределительного щита.

Открыть вентиль баллона с аргоном. С помощью редуктора установить расход газа по ротаметру согласно таблице 2.

Производить сварку на постоянном токе прямой полярности.

Произвести сборку деталей или сборочных единиц под сварку с использованием кондуктора и сделать прихватки свариваемых кромок в диаметрально противоположных точках режимом согласно таблице 2.

Снять кондуктор с узла после прихватки и установить его в приспособление для сварки.

Сварку производить рекомендуемым режимом согласно таблице 2.

Примечание — Если сварной шов узла замкнутый, произвести перекрытие его по длине на 10-20 % от периметра шва.

По окончании сварки извлечь сваренный узел из приспособления.

Осмотреть узел с помощью лупы на отсутствие дефектов сварного шва. Швы должны иметь гладкую или мелкочешуйчатую поверхность без видимых дефектов: непроваров, подрезов, пор, трещин, незаплавленных кратеров.

Примечание — Окисление основной зоны (цвета побежалости) браковочным признаком не являются.

По окончании рабочей смены выключить установку и закрыть вентиль редуктора баллона.

Зачистку сварного шва с целью установления окалины, выплесков и наплывов металла производить по маршрутной карте на изготовление узла.

Марки стальной сварочной проволоки (присадочного материала) в зависимости от марок стали свариваемых деталей указаны в таблице 3.

Таблица 2 — Ориентировочные режимы сварки нержавеющих сталей
Толщина, мм Режим сварки Расход аргона л/мин
Сварочный ток, А Напряже-ние на дуге, В Скорость сварки, м/час Диаметр вольфра-мового электрода, мм Диаметр присадочной проволоки, мм В зону дуги для защиты шва На поддув
Автоматическая сварка, вольфрамовым электродом без присадки
0,8 60-100 9-10 30-50 2,0 6-8 1-2
1,0 70-100 9-10 25-40 2,0 6-8 1-2
1,5 100-160 10-12 20-35 3,0 9-10 2-3
2,0 160-180 12-13 20-30 3,0 10-12 2-3
2,5 180-200 12-15 20-30 3,0 10-12 3-4
3,0 200-220 12-15 20-30 4,0 12-14 3-4
Автоматическая сварка, вольфрамовым электродом с применением присадки
1,0 70-120 9-10 20-25 2,0 0,5-0,8 6-8 1-2
1,2 70-120 9-10 20-25 2,0 0,8-1,2 6-8 1-2
1,5 120-150 10-12 20-25 3,0 1,2-1,6 9-10 2-3
2,0 170-200 10-12 20-25 3,0 1,2-1,6 9-10 2-3
2,5 180-210 12-15 до 20 4,0 1,6-2,0 10-12 3-4
3,0 200-240 12-15 до 20 4,0 1,6-2,0 10-12 3-4
Ручная сварка вольфрамовым электродом
1,0 45-65 2,0 1,2-1,6 5-8 1-2
1,5 45-70 2,0 1,2-1,6 5-8 1-2
2,0 70-90 2,0 2,0 8-10 2-3
2,5 80-100 3,0 2,0-2,5 10-12 2-3
3,0 100-130 3,0 2,0-2,5 10-12 2-3
Таблица 3 — Выбор марки сварочной проволоки в зависимости от марки свариваемой стали
Марка стали свариваемых деталей Марка стальной сварочной проволоки ГОСТ 2246-70
12Х18Н9 Св-04Х19Н9
12Х18Н9Т Св-06Х19Н9Т
12Х18Н10Т Св-07Х19Н10Б

Контроль качества сварки

Выполнять сплошной контроль качества сварных швов после окончания сварки с помощью лупы в соответствии с чертежом.

Произвести осмотр сварных швов по всей длине с обеих сторон.

Произвести разбраковку дефектом сварных швов согласно требованиям таблицы 4.

Подваривать дефектные участки сварных швов допускается не более двух раз.

Браковать окончательно сварные узлы, имеющие в сварных швах дефекты, размеры которых более допустимых к исправлению.

Таблица 4 — Разбраковка дефектов швов по результатам визуального осмотра
Наименование дефектов Количество и размеры дефектов на 100 мм шва
Допускается оставлять без исправления Допускается к исправлению
Смещение кромок свариваемых деталей Величиной до 0,1δ по всей длине шва Величиной более 0,1δ по всей длине шва
Непровары Не допускаются Любой протяженности
Трещины Не допускаются Общей длиной до 15 мм
Прожог Не допускается Не более 1
Подрезы Глубиной до 0,1δ Глубиной более 0,1δ
Раковины Глубиной до 0,2δ Глубиной более 0,2δ
Диаметром до 0,5δ – не более 2-х штук Диаметром до 0,5δ – не более 5-ти штук
Поры и вольфрамовые включения Диаметром до 0,4δ – не более 3-х штук Диаметром более 0,4δ – до 0,1δ не более 6-ти штук
Скопления мелких пор и вольфрамовых включений Суммарной площадью до 5 мм 2 Суммарной площадью до 15 мм 2
Проплавы не представляющие пористого провисания и не мешающие дальнейшей сборке 100 %

Примечание — При измерении дефектов сварных швов необходимо пользоваться инструментом: штангенциркулем, щупом, специальными шаблонами или др.

Расход аргона при сварке нержавейки

Формула аргона в таблице Менделеева — Аr .

Общие сведенья об аргоне

Атомная масса (по международным атомным массам 1985 г.) — 39,948.

Из подгруппы тяжелых инертных газов аргон самый легкий. Он тяжелее воздуха в 1,38 раза. Жидкостью становится при – 185,9°C, затвердевает при – 189,4°C (в условиях нормального давления). В отличие от гелия и неона, он довольно хорошо адсорбируется на поверхностях твердых тел и растворяется в воде (3,29 см 3 в 100 г воды при 20°C). Еще лучше растворяется аргон во многих органических жидкостях. Зато он практически нерастворим в металлах и не диффундирует сквозь них.

Читайте также  Ухо строение евстахиева труба

Как все инертные газы, аргон диамагнитен. Это значит, что его магнитная восприимчивость отрицательна, он оказывает большее противодействие магнитным силовым линиям, чем пустота. Это свойство аргона (как и многие другие) объясняется «замкнутостью» электронных оболочек его атомов.

Под действием электрического тока аргон ярко светится, сине-голубое свечение аргона широко используется в светотехнике.

Баллон аргоновый 40 литров ГОСТ 949-73

Баллон аргоновый, емкостью 40 литров предназначен для хранения и транспортирования аргона. Баллон для аргона комплектуется вентилем, кольцом горловины, предохранительным колпаком (новые баллоны), опорным башмаком. Баллоны окрашены в серый цвет и имеют надпись «АРГОН ЧИСТЫЙ» зеленого цвета.

Область применения аргона

Как самый доступный и относительно дешевый благородный газ аргон стал продуктом массового производства, особенно в последние десятилетия.

Первоначально главным потребителем элемента №18 была электровакуумная техника. И сейчас подавляющее большинство ламп накаливания (миллиарды штук в год) заполняют смесью аргона (86%) и азота (14%). Переход с чистого азота на эту смесь повысил светоотдачу ламп. Поскольку в аргоне удачно сочетаются значительная плотность с малой теплопроводностью, металл нити накаливания испаряется в таких лампах медленнее, передача тепла от нити к колбе в них меньше. Используется аргон и в современных люминесцентных лампах для облегчения зажигания, лучшей передачи тока и предохранения катодов от разрушения.

Однако в последние десятилетия наибольшая часть получаемого аргона идет не в лампочки, а в металлургию, металлообработку и некоторые смежные с ними отрасли промышленности. В среде аргона ведут процессы, при которых нужно исключить контакт расплавленного металла с кислородом, азотом, углекислотой и влагой воздуха. Аргонная среда используется при горячей обработке титана, тантала, ниобия, бериллия, циркония, гафния, вольфрама, урана, тория, а также щелочных металлов. В атмосфере аргона обрабатывают плутоний, получают некоторые соединения хрома, титана, ванадия и других элементов. Продувка аргоном жидкой стали намного повышает ее качество.

Уже существуют металлургические цехи объемом в несколько тысяч кубометров с атмосферой, состоящей из аргона высокой чистоты. В этих цехах работают в изолирующих костюмах, а дышат подаваемым через шланги воздухом (выдыхаемый воздух отводится также через шланги); запасные дыхательные аппараты закреплены на спинах работающих.

Защитные функции выполняет аргон и при выращивании монокристаллов (полупроводников, сегнетоэлектриков), а также в производстве твердосплавных инструментов. Продувкой аргона через жидкую сталь из нее удаляют газовые включения. Это улучшает свойства металла.

Все шире применяется дуговая электросварка в среде аргона. В аргонной струе можно сваривать тонкостенные изделия и металлы, которые прежде считались трудносвариваемыми.

Не будет преувеличением сказать, что электрическая дуга в аргонной атмосфере внесла переворот в технику резки металлов. Процесс намного ускорился, появилась возможность резать толстые листы самых тугоплавких металлов. Продуваемый вдоль столба дуги аргон (в смеси с водородом) предохраняет кромки разреза и вольфрамовый электрод от образования окисных, нитридных и иных пленок. Одновременно он сжимает и концентрирует дугу на малой поверхности, отчего температура в зоне резки достигает 4000. 6000°C. К тому же эта газовая струя выдувает продукты резки. При сварке в аргонной струе нет надобности во флюсах и электродных покрытиях, а стало быть, и в зачистке шва от шлака и остатков флюса.

Расход аргона при сварке

Расход аргона определяется исходя из технологии аргонодуговой сварки, выбора материала и толщины свариваемого металла и должен составлять:
— при сварке алюминия расход аргона 15-20 литров в минуту,
— при сварке меди расход газа составляет 10-12 литров в минуту,
— при сварке конструкционных и низколегированных сталей расход газа 6-8 литров в минуту,
— при сварке магниевых сплавов расход аргона 12-14 литров в минуту,
— при сварке никелевых сплавов расход аргона 10-12 литров в минуту,
— при сварке титана и его сплавов расход аргона 35-50 литров в минуту,

Объем аргона в стальном 40-литровом баллоне при нормальных условиях (t=20 о C, давление в баллоне 150 кгс/см 2 ) – 6,20 м 3 (6200 литров или 6200 дм 3 ).

При давлении в баллоне 130 кгс/см2 при 20 о С объем аргона в 40-л. баллоне равен 5,37 м 3

При давлении в баллоне 200 кгс/см2 при 20 о С объем аргона в 40-л. баллоне равен 8,24 м 3

При выполнении работ на улице или на «сквозняке» необходимо применять защитные сооружения, палатки и увеличивать расход газа до получения надёжной газовой защиты сварного шва.

Аргон применяется для использования в качестве защитной среды при сварке, резке и плавке активных и редких металлов и сплавов на их основе, алюминия, алюминиевых и магниевых сплавов, нержавеющих, хромоникелевых, жаропрочных сплавов и легированных сталей, различных марок, а также при рафинировании металлов в металлургии. Поставляется в аргоновых баллонах под давлением (150 ± 5) кгс/см 2 . Будучи тяжелее воздуха, аргон обеспечивает хорошую газовую защиту сварочной ванны. Содержание влаги для газообразного аргона не должно превышать 0,03 г/м 3 .

Для улучшения борьбы с пористостью к аргону иногда добавляют кислород в количестве 3–5%. При этом защита металла становится более активной. Чистый аргон не защищает металл от загрязнений, влаги и других включений, попавших в зону сварки из свариваемых кромок или присадочного металла. Кислород же, вступая в химические реакции с вредными примесями, обеспечивает их выгорание или превращение в соединения, всплывающие на поверхность сварочной ванны. Это предотвращает пористость.

Показатели качества аргона газообразного высший сорт ГОСТ 10157-79, используемого для аргоновой сварки:

Аргон, не менее — 99,993 %

Кислород, не более — 0,0007 %

Азот, не более — 0,005 %

Водяной пар, не более 0,0009 %

Сумма углеродсодержащих соединений в пересчёте на СО2, не более 0,0005 %

Требования безопасности ГОСТ 10157-79* Аргон газообразный и жидкий

Аргон нетоксичен и невзрывоопасен, однако представляет опасность для жизни: при его вдыхании человек мгновенно теряет сознание и через несколько минут наступает смерть.

По классу опасности, по степени действия на организм не категорируется.

Газообразный аргон тяжелее воздуха и может накапливаться в слабопроветриваемых помещениях у пола и в приямках, а также во внутренних объемах оборудования, предназначенного для получения, хранения и транспортирования газообразного и жидкого аргона. При этом снижается содержание кислорода в воздухе, что приводит к кислородной недостаточности, а при значительном понижении содержания кислорода — к удушью, потере сознания и смерти человека.

Жидкий аргон — низкокипящая жидкость, которая может вызвать обмораживание кожи и поражение слизистой оболочки глаз. При отборе проб и анализе жидкого аргона необходимо работать в защитных очках.

При работе в атмосфере аргона необходимо пользоваться изолирующим кислородным прибором или шланговым противогазом.

УПАКОВКА, МАРКИРОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ АРГОНА

Жидкий аргон наливают в транспортные цистерны по ГОСТ 17518-79, предназначенные для хранения и перевозки криогенных продуктов, в специальные транспортные цистерны и транспортные газификационные установки.

Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение газообразного и жидкого аргона — по ГОСТ 26460.

Аргон газообразный относится к классу 2, подклассу 2.1, классификационный шифр — 2111, номер чертежа знака опасности — 2, номер ООН — 1006.

Транспортная маркировка — по ГОСТ 14192-77 с нанисением манипуляционного знака «Боится нагрева» и знаков опасности по ГОСТ 19433-81. Аргон жидкий относится к классу 2, подклассу 2.1, классификационный шифр — 2115, номер чертежа знака опасности — 2, номер ООН — 1951.

Номинальное давление аргона при 20 °С при наполнении, хранении и транспортировании баллонов и автореципиентов должно составлять (14,7 ± 0,5) МПа [(150 ± 5) кгс/см2] или (19,6 ± 1,0) МПа [(200 ± 10) кгс/см2].

Возвратные баллоны и автореципиенты должны иметь остаточное давление аргона не ниже 0,05 МПа (0,5 кгс/см2).

Кстати.

Получают аргон как побочный продукт при разделении воздуха на кислород и азот. Обычно используют воздухоразделительные аппараты двукратной ректификации, состоящие из нижней колонны высокого давления (предварительное разделение), верхней колонны низкого давления и промежуточного конденсатора-испарителя. В конечном счете азот отводится сверху, а кислород – из пространства над конденсатором.

Летучесть аргона больше, чем кислорода, но меньше, чем азота. Поэтому аргонную фракцию отбирают в точке, находящейся примерно на трети высоты верхней колонны, и отводят в специальную колонну. Состав аргонной фракции: 10. 12% аргона, до 0,5% азота, остальное – кислород. В «аргонной» колонне, присоединенной к основному аппарату, получают аргон с примесью 3. 10% кислорода и 3. 5% азота. Дальше следует очистка «сырого» аргона от кислорода (химическим путем или адсорбцией) и от азота (ректификацией). В промышленных масштабах ныне получают аргон до 99,99%-ной чистоты. Аргон извлекают также из отходов аммиачного производства – из азота, оставшегося после того, как большую его часть связали водородом.

Читайте также  Как правильно выбрать сварочный инвертор?

Аргон газообразный хранят и транспортируют в баллонах емкостью 40 л, окрашенных в серый цвет с зеленой полосой и зеленой надписью. Давление в них 150 кгс/см 2 (14,7 МПа или 146,2 физических атмосферы). Более экономична перевозка сжиженного аргона, для чего используют сосуды Дюара и специальные цистерны.

Технология и режимы сварки нержавейки в среде аргона

Сварка нержавейки аргоном – востребованная технология, которая позволяет получить соединение данного сплава наивысшего качества, по сравнению с прочими методами работы.

Трудности

Легирующие добавки, которые входят в состав нержавейки, повышают ее качественные характеристики, придавая коррозионностойкие свойства, однако негативно влияют на сварочный процесс.

По сравнению с прочими сортами стали, теплопроводность нержавейки ниже в 2 раза. Это значит, при температурном воздействии на поверхность тепло будет концентрироваться в точке контакта, а не равномерно распределяться по плоскости, отводя излишки энергии. По этой причине у начинающих сварщиков не получается качественно проварить сплав без перегревов и прожогов. Технические пособия рекомендуют устанавливать меньшие амперные характеристики сварочного оборудования при сваривании данного сплава.

Важным фактором, который необходимо учитывать на стадии планирования, является высокий показатель линейного расширения. Избыточное температурное воздействие легко деформирует околошовную зону, поэтому необходимо оставлять зазор, достаточный для предотвращения образования трещин.

Высокое электрическое сопротивление также негативно влияет на качество сварки. Расходные материалы очень быстро нагреваются. Через некоторое время они начинают плавиться не сварочной ванне, а на конце дуги.

[stextbox электроды для сварки нержавеющей стали имеют ограниченную длину, которая не превышает 350 мм.[/stextbox]

Существуют и температурные ограничения сварочного процесса. При температуре 500 Сº в межкристаллическом пространстве начинают образовываться соединения, ухудшающие качество шва – карбид хрома и железа. Для предотвращения данного процесса, деталь необходимо охладить сразу же по окончании работ.

Подготовительные работы

Аргонную сварку нержавейки следует начинать с качественной подготовки поверхности. Процедура подготовки рассматриваемого сплава не отличается от прочих сортов металла и включает в себя следующие действия:

  1. Поверхность очищается от посторонних элементов. При этом кромки должны быть зачищены до металлического блеска. Сварка нержавеющей стали ГОСТ 14771-76 не указывает, каким именно способом будут проводиться подготовительные работы. Из этого следует, что возможно применение как ручного инструмента, так и механизированного способа.
  2. Следующий этап включает в себя обезжиривание поверхности любой подходящей жидкостью.
  3. Завершает подготовку установка зазора, компенсирующего деформационные процессы.

Следует заранее озаботиться подготовкой присадочного материала, тип которого будет соответствовать свойствам свариваемого металла. Наиболее распространенными марками сварочной проволоки являются:

Сварочная проволока для нержавейки и ее классификация.

Аргонодуговая сварка неплавящимися электродами

Технологию использования неплавящегося электрода в среде аргона используют для сварки нержавеющих труб. Отличительная особенность данного метода – качественные и аккуратные швы с привлекательным внешним видом. Аргонодуговая сварка применяется также при ответственных работах с баками и прочими сосудами, которые эксплуатируются под давлением.

Работы можно выполнять как на постоянном, так и на переменном токе прямой полярности. Источником тепла выступает горелка с вольфрамовым электродом, через которую подается защитный газ. Шов формируется за счет плавления присадочного материала, в качестве которых выступают прутки, подающиеся в зону расплава.

Сварка в режиме TIG имеет некоторые особенности:

  1. При попадании в зону расплава частиц вольфрама качество шва ухудшается. Для розжига дуги применяют специальную угольную пластину, после чего переносят ее на рабочую плоскость.
  2. По окончании работ необходимо продолжать подачу защитного газа до полного остывания электрода и горячего шва – это позволит избежать окисления рабочей зоны и электрода горелки.

[stextbox процессе работы необходимо соблюдать определенный угол наклона горелки и прутка, по отношению к поверхности, а также относительно друг друга. Это базовые навыки, которые преподают на курсах обучения сварщиков.[/stextbox]

С помощью полуавтомата

Начинающие мастера часто задаются вопросом: «Как сварить нержавейку полуавтоматом?» Данный метод отличается высокой производительностью, благодаря непрерывной подаче электродной проволоки. Визуальные качества шва при этом не такие привлекательные, как при аргонодуговой сварке, однако надежность соединения не уступает предыдущему методу.

Аргоновую сварку полуавтоматом относят к универсальным технологиям, поскольку она позволяет работать с заготовками различной толщины. С ее помощью можно выполнить любые работы – от сварки перил в загородном доме до соединения сложной конструкции по предоставленным чертежам.

К расходным материалам предъявляют особые требования. Обязательное условие – наличие никеля в составе проволоки. В противном случае ее считают несоответствующей действующим нормам.

Основными режимами выполнения работ являются:

  1. Короткой дугой. При дуговой сварке температура воздействия зависит от длины разряда. Короткое расстояние между горелкой и поверхности идеально подходит для тонкостенных изделий.
  2. Импульсный. В этом случае проволоку подают в зону расплава с короткими промежутками, что снижает вероятность разбрызгивания, минимизирует температурное воздействие на деталь и снижает расход проволоки.
  3. Струйный. Применяют для сварки деталей, толщиной от сантиметра.

Соединение тонкого материала

Сварку тонкой нержавейки аргоном следует выполнять с большой осторожностью. Опытные специалисты рекомендуют применять специальные подкладки из металла с высокой теплопроводностью. Это преследует несколько целей:

  • подкладка будет выполнять функции отвода тепла, снижая риск образования карбидов;
  • расплавленный металл не будет вытекать с обратной стороны шва;
  • выполняется фиксация рабочей плоскости.

При соблюдении всех правил, качество соединения будет выше, по сравнению с использованием инвертора.

В некоторых случаях будет целесообразно использовать станок для точечной сварки. При этом также необходимо правильно настроить рабочие параметры: при завышенных амперных характеристиках нержавейка после контактной сварки ржавеет, за счет образования карбидов.

Трубы

Качественный сварочный аппарат для нержавейки способен соединить трубы из соответствующего сплава, которые используются в системах домашнего водоснабжения. Обладая определенными навыками, можно без проблем справиться с этой задачей своими руками.

Особенностью технологии является необходимость в защите внутренней поверхности трубы. Для этого необходимо заглушить отверстие с одной из сторон с помощью подручных материалов:

  • Ветошь;
  • Поролон;
  • РТИ;
  • Бумага.

Затем в заглушку устанавливают трубку, которая будет служить проводником защитного газа. Важно, чтобы она была герметично заизолирована, во избежание утечек.

Рабочее давление газа устанавливают, в зависимости от условий выполнения работ. Требование одно – газ не должен выдавливать расплав на поверхность. В этом случае качество шва гарантировано.

Режим Pulse

Современное оборудование оснащено функцией выполнения работ в импульсном режиме. Его основное предназначение – соединение элементов различной толщины.

Как было сказано выше, данная технология помогает экономить расходный материал. Кроме того, сокращается время финишной очистки поверхности, благодаря низкому количеству брызг расплавленного металла.

Таким образом, можно сократить промежуточный этап механической шлифовки изделия, переходя к обработке кислотами и гелями, с целью удаления оксидного слоя и придания шву необходимой стойкости.

С инородным металлом

У малоопытных сварщиков часто возникают трудности, поскольку они не знают, как сваривать нержавейку с черным металлом.

Аргонодуговая сварка зарекомендовала себя лучше всего, поскольку аргон надежно защищает зону расплава от контактов с окружающей средой.

Во избежание появления горячих трещин необходимо использовать прутки на основе хрома и никеля.

Плюсы и минусы такого способа

К достоинствам использования аргона относят:

  1. Газ надежно защищает расплавленный металл, исключая его контакт с атмосферным воздухом, что повышает качество соединения.
  2. Низкая теплопроводность помогает сваривать сложные детали, не влияя на их конструкцию.
  3. Высокая температура сварочной дуги положительно влияет на скорость процесса.

Недостатками являются высокая стоимость сварочного оборудования, что не всегда позволяет использовать его при выполнении домашних работ. Кроме того, работа с аргоном имеет свои особенности, которые требуют специфических навыков.

Заключение

Сварка нержавейки в среде аргона – лучший способ соединений данного сплава, независимо от его габаритов. Сварку труб лучше всего выполнять в режиме TIG, хотя использование полуавтомата предоставляет исполнителю больше свободы в действиях.

[stextbox 6-го разряда Свистунов Александр Владимирович. Опыт работы – 17 лет: «Я работаю на металлургическом заводе. С нержавейкой сталкиваюсь 2 раза в году – во время капитального ремонта теплоэнергетического оборудования: котлов и подводящих кессонов. Для сваривания пользуемся только аргонодуговой сваркой. Как показал опыт – это самый надежный способ. Сейчас это прописано везде, включая техническую документацию и план организации работ».[/stextbox]

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

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