Смесь аргона и углекислоты для сварки

Содержание

Сварка полуавтоматом нержавейки в среде углекислого газа: основные особенности технологического процесса

Нержавеющая сталь из-за содержащихся в ней химических элементов (например, хрома) слабо подвержена коррозийному воздействию окружающей среды. Однако такие свойства данного металла требуют тщательного подхода к процессу его сварки, что выражается в тонкостях подбора присадочных материалов, с помощью которых производится сварочный процесс.

Составы газовых смесей для сварки

Технологические особенности сварки металлов с привлечением инертных газов предусматривают использование специальных газовых смесей. Благодаря им качество сварочного шва существенно возрастает. Газовые смеси для сварки изготавливаются на основе таких известных составляющих, как гелий, кислород, аргон и углекислота.

Выбираем сварочный защитный газ

Выбираем защитный газ для сварки: гелий, аргон, углекислота

Кислород отрицательным образом влияет на сварочную ванну, что может снизить стойкость шва к коррозийным процессам. Кроме этого, в результате уменьшатся его прочностные качества.

Как следствие на шве могут появиться поры. Благодаря потоку газа сварочная ванна имеет защитную оболочку, которая защищает ее от опасного влияния окружающей среды. Более того, защитный газ обеспечивает сварному шву защиту от влаги и окисления.

Качество сварного шва во многом зависит от защитного газа. В особенности это касается таких видов сварки, как MAG — Metal Active Gas, MIG — Metal Inert Gas и TIG — Tungsten Inert Gas.

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.

Сварочные смеси

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.

TIG – сварка в среде защитных газов. Возникновение, виды, принцип работы, оборудование и безопасность при выполнении работ

TIG, или WIG – это наименование одного и того же вида сварочных работ – сварки W-электродом в защитной среде, только на разных языках. На немецком языке WIG переводится как Wolfram-Inertgasschweißen. TIG (tungsten – вольфрам) – в англоязычных странах.

Для производства качественного сварного шва требуется удаление водорода, кислорода и азота из расплава. Так удается избежать образования пузырьков или пор. Эту задачу и решила WIG-сварка.

Выбор редуктора для сварки

Редуктор, в глобальном смысле слова, это устройство, изменяющее какой-либо физический показатель, обычно в сторону его уменьшения или понижения (редуцирование).

Редуктор для сварки представляет собой устройство, которое предназначено для выпуска газа из сопла под пониженным давлением, так как в баллоне он сильно сжат. Конкретные показатели давления зависят от вида газа или газовой смеси.

Все что нужно знать о газах применяемые для сварки от А до Я

Хотите узнать какой газ используется для сварки полуавтоматом mig или mag, а может вам необходимо разобраться с газовой сваркой и с тем какие газы применяются. В статье мы подробно расскажем о том, где и какие газы используют и как их выбрать.

Пара слов о сварочных смесях (Ar+CO2) + генератор углекислоты своими руками от сварщиков-экспериментаторов

Аргон с кислородомСварочная смесьВыбираем сварочный газ

Существует несколько причин, по которым при сварке используют не только чистые газы, но и их смеси в определенных пропорциях.
Немаловажными являются экономические мотивы. Чистый гелий стоит дорого, и его используют при сварке только самых ответственных соединений. Аргон в производстве обходится дешевле, поэтому его используют для разбавления гелия. Это позволяет снижать себестоимость сварочных операций, не поступаясь качеством шва. В атмосфере аргона сваривают нержавеющие и высоколегированные сплавы, большинство цветных и редкоземельных металлов.

Для полуавтоматической сварки обычных конструкционных сталей применяют углекислый газ, самый недорогой из всех.

Кроме экономических резонов, важную роль играют физико-химические особенности свариваемых материалов и газов. Аргон облегчает поджиг дуги при работе вольфрамовым электродом, улучшает стабильность ее горения. Но есть у него и недостаток — он снижает отдачу энергии при соединении заготовок большой толщины из материалов с высокой теплопроводностью. В этих случаях приходится использовать гелий, несмотря на его худшие характеристики при розжиге и подержании стабильности дуги.

Смешивание газов позволяет сочетать их сильные стороны и компенсировать слабые. В результате газовые смеси определенных пропорций для определенных сочетаний материалов и сварочных режимов оказываются технически более эффективными, чем чистые газы. Наблюдается и экономическая выгода.

Что понадобится для сварки нержавейки углекислым газом

Само собой разумеется, что для сварки нержавеющей стали в среде углекислого газа потребуется инверторный полуавтомат. Также нужна будет присадочная проволока и газ. Основная функция газа при сварке нержавейки заключается в защите металла от окисления.

В качестве такого, для сваривания нержавеющей стали, применяется смесь аргона и углекислого газа. Что касается пропорций, то для сварки нержавейки понадобится смесь аргона (98%) и углекислого газа (2%). Иногда, в целях экономии применяется сварка нержавейки составом газа состоящего на 70% из аргона и 30% из углекислого газа.

Что понадобится для сварки нержавейки углекислым газом

Что касается присадочной проволоки для сварки нержавейки в среде углекислого газа, то она также должна быть изготовлена из нержавейки. Если возможности использовать защитную среду газа, нет, то наилучшим вариантом станет применение порошковой проволоки, которая оказывает те же самые функции по защите, что и смесь аргона с углекислым газом.

При этом нужно отметить то, что использование порошковой проволоки может привести со временем к появлению ржавчины на сварочном шве.

Разновидности

Взятые в установленном техническими нормативами соотношении, перечисленные выше составляющие могут образовывать следующие смеси газов:

  • аргон плюс углекислота;
  • аргон в соединении с гелием и кислородом (водородом);
  • соединение углекислоты и кислорода.

Некоторые из этих комбинаций оптимально подходят для полуавтомата, в конструкции которого уже предусмотрена возможность их эффективного использования. Однако к рассмотрению этого вопроса удобнее будет перейти после более подробного ознакомления с основными сварочными смесями.

Аргон и углекислый газ

Подготовленная в определённой пропорции эта смесь газов наиболее продуктивна при работе с углеродистыми и низколегированными сталями. При сравнении эффективности данной комбинации с аналогичными показателями сварки на чистых газах обнаруживается, что этот сварочный состав облегчает струйный перенос вещества электрода.

Кроме того, швы на готовом изделии, в отличие от сваривания на чистой углекислоте, получаются более ровными и пластичными. При работе с указанной смесью газов заметно снижается возможность образования пор.

Аргон в сочетании с кислородом

Аргонокислородная смесь очень часто требуется для эффективного сплавления легированных и низколегированных сталей. Небольшая добавка кислорода в рабочую комбинацию позволяет не только исключить образование пор, но и заметно расширить возможности сварочных процедур.

Прежде всего, это касается изменения пределов регулировки токов, а также применения более широкого набора разновидностей сварочной проволоки. Естественно, что качество образуемого при этом сварочного шва заметно возрастает, вследствие чего смеси этого состава пользуются повышенным спросом.

Углекислота и кислород

Применение этой сварочной смеси газов позволяет получить требуемый положительный эффект, проявляющийся в следующем:

  • наблюдающееся во время сварки разбрызгивание металла ощутимо снижается;
  • вследствие этого улучшается качество формируемого шва;
  • повышается температура в рабочей зоне, что определённым образом влияет на эффективность проводимых работ (их производительность резко возрастает).

Однако у этого сварочного реагента имеется один существенный недостаток, связанный с повышенным окислением металла в зоне сварки. Как следствие, заметно ухудшаются механические параметры формируемого соединения. К тому же при данном соединении образуется вредный для человека угарный газ.

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.

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.

Классификация TIG

По способу зажигания дуги:

  1. Касанием об изделие.
  2. На выводных планках.
  3. С применением осциллятора.
  1. При ламинарном потоке.
  2. В газовой камере.

По используемому инертному газу:

  1. Аргон применяется чаще других газов, потому что он тяжелее воздуха и не образует взрывчатых смесей. Первый сорт используется для сварки стали и алюминия. Высший применяется для сплавов, для цветных, редких и активных металлов.
  2. Гелий – легче воздуха. Два сорта: технический и особой чистоты. Более редкий и дорогой. В его среде электрическая дуга в 1,5-2 раза выделяет больше энергии.
  3. Смесь аргона и гелия в пропорциях до 40% аргона и до 65% гелия. Достоинства: стабильность дуги и высокая степень проплавления.
  4. Азот используется только для сварки меди. Выпускается четырех сортов.

По техническим признакам.

  1. Погруженной дугой.
  2. Проникающей дугой.
  3. Несколькими W-электродами.

Цветовая маркировка

По сути своей редуктор — это регулятор давления смеси для сварки. Он в обязательном порядке входит в состав оборудования для сварочного полуавтомата, использующего принцип сварки в защищенной газовой среде. Минимум два редуктора (каждый к своему баллону) используют в установке газовой сварки и резки.

Безусловно, лучшим решением будет выбирать для баллона с определенным газом только специально предназначенный для него редуктор. Существует строгая система цветовой маркировки:

  • голубой цвет с черной надписью — кислород;
  • белый с красным текстом — ацетилен;
  • черный с синей надписью — технический аргон;
  • черный с белой надписью — сырой аргон;
  • черный с желтой надписью — углекислота (СО2).

В зависимости от того, применяется ли вами газовая сварка, аргонодуговая либо сварка в углекислоте, выбирайте соответствующий редуктор.

На рынке или в магазине это легко сделать по цвету — цвет редуктора ля сварки соответствует цвету баллона, для которого он предназначен. Голубой — для кислорода, черный — для аргона (он же подойдет для углекислого газа), и так далее.

Почему газовые смеси более эффективны

Смесь газов позволяет одновременно улучшать несколько параметров (повышать мощность дуги и улучшать механические характеристики металла в стыке). Например, для сварки сталей с пониженным содержанием углерода применяют смесь Ar с CO2. Подача газа позволяет устранить пористость металла в стыке и увеличить прочность на разрыв. Защитная среда уменьшает разбрызгивание металла из ванны, а введение увеличенной доли углекислоты улучшает свариваемость деталей с толстыми стенками (без предварительной очистки кромок от загрязнений).

Соединение нескольких газов позволяет снизить себестоимость смеси. Например, применять чистый гелий экономически нецелесообразно, но смесь He+Ar отличается пониженной ценой и улучшает качество сварки. Защитная среда позволяет соединять детали из высоколегированных сталей, редкоземельных или цветных металлов и их сплавов. Сочетание газов позволяет изменить физико-химические характеристики смеси.

Например, Ar улучшает стабильность дуги с одновременным снижением отдачи энергии, что компенсируется введением He.

Необходимое оборудование

Использование защитных газов является необходимым условием для получения максимально качественных сварных соединений с минимальным количеством пор в сварном шве, а также с минимальным количеством образуемого шлака.

Необходимость использования защитного газа накладывает определенные особенности на перечень оборудования, которое должно быть использовано в сварочном процессе. Все такое оборудование делится на две большие группы:

  1. Оборудование, используемое для собственно осуществления сварочного процесса.
  2. Оборудование для соблюдения техники безопасности при выполнении сварочных работ.

В первую группу входят:

  • источник сварочного тока в виде полуавтоматического сварочного аппарата;
  • газовый баллон или резервуар иного типа, из которого в процессе сварки подается используемый в данной технологии защитный газ;
  • сварочные кабели для подачи тока на свариваемые детали;
  • шланги для подачи защитного газа;
  • газовая горелка;
  • машинка для подачи сварочной проволоки.

В большинстве современных сварочных аппаратов, позволяющие реализовать принцип сварки с использованием защитного газа, сварочная горелка и «держак», через который подается сварочная проволока, объединены в одно устройство, что позволяет сократить объем попадающего в сварочную зону воздуха (это минимизирует количество образуемого шлака и сокращает риск возникновения микротрещин при остывании металла), а также уменьшить количество кабелей и шлангов (кабель для подачи тока и шланг для защитного газа находятся в одной оплетке, что делает их использование более удобным для сварщика).

На машинке для подачи проволоки у сварщика есть возможность установить индивидуальную для него скорость подачи проволоки с целью минимизации разбрызгивания металла в процессе сварки.

полуавтоматическая сварка в среде аргона

Примерная стоимость сварочных полуавтоматов с механизмом подачи проволоки

Во вторую группу входят:

  • защитный костюм. Главное требование, которое предъявляется к нему – сокращение риска получения ожогов сварщиком от летящих капель расплавленного металла, а также воспламенения одежды вследствие попадания таковых на ткань (достигается за счет специальной огнезащитной пропитки ткани);
  • маска. Ее использование необходимо для защиты лица и, в первую очередь, глаз сварщика от воздействия экстремально высоких температур, в результате которых может наступить ожог кожных покровов и глаз работника;
  • защитные перчатки (краги). Они должны отвечать двум главным требованиям – исключение ожогов кожных покровов от воздействия экстремально высоких температур от разогретого металла в виде микрокапель, а также защита от возможного поражения электрическим током в результате касания свариваемых деталей или ввиду вероятной неисправности сварочного оборудования.

Сварка нержавеющей стали аргоном и углекислым газом

Сварку нержавейки начинают с тщательной подготовки свариваемых изделий. Для этих целей места соединения заготовок хорошо зачищаются, а после этого обезжириваются с использованием обычного растворителя.

Сварка нержавеющей стали аргоном и углекислым газом

Очень часто перед свариванием нержавейки полуавтоматом заготовку приходится прогреть, чтобы испарилась вся влага. Достаточно температуры в 100 градусов, чтобы правильно подготовить деталь к свариванию.

Сварка нержавеющей стали аргоном и углекислым газом

Важно, чтобы получить качественный шов, показатель легирования присадочной проволоки должен быть больше, чем у основного металла. Таким образом, легирующие элементы проволоки не будут выгорать быстрее металла, что обеспечит хорошее качество сварного соединения.

Способы сварки нержавейки полуавтоматом

Варить нержавейку углекислым газом можно тремя способами:

  • Короткой дугой — способ применяется для сварки тонкостенных изделий;
  • Струйным переносом металла — для сварки достаточно больших по толщине заготовок;
  • Импульсным способом — когда нужна высокая скорость сварки и максимальное обеспечение экономии.

Рассмотрим коротко каждый из вышеперечисленных способов сварки нержавейки:

Сварка нержавейки в среде углекислого газа и аргона

  • Сварка короткой дугой — сопло горелки размещается противоположным углом к сварному соединению;
  • Струйный перенос — сопло горелки располагается к сварному соединению на расстоянии в 12 мм;
  • Импульсный способ — сварка ведётся короткими швами, таким образом, чтобы расплавленная проволока формировала тончайшие капли металла.

При сварке нержавеющей стали следует также придерживаться и общих рекомендаций.

Во-первых, сварку нержавейки полуавтоматом выполняют только на обратной полярности. Во-вторых, вылет проволоки должен быть не больше 12 мм. В-третьих, важно соблюдать правильный расход газа, он должен находиться в пределах 6-12 м³/мин.

Особенности аргоновых и углекислотных соединений

Перед тем как определиться, какой газ использовать в смеси, надо рассмотреть особенности применения каждого их них.

Согласно ТУ 2114-001-99210100-09 все перечисленные выше составы могут формироваться в самых различных пропорциях, отличающихся процентным содержанием каждой из составляющих. В подавляющем большинстве таких пропорций аргон или кислород содержится в объёмах, составляющих основную массу вещества (от 88 до 98%). Дополняющие их добавки (углекислый газ, в частности) редко превышают в объёмном исчислении 5-15 %.

Аргон в пропорциональном соотношении с гелием чаще всего применяется с целью обработки цветных металлов и их производных. Основные типы заготовок, для обработки которых используется аргонодуговая сварка – это медные, алюминиевые, никелевые, а также хромоникелевые сплавы.

Сварочные смеси из сочетания аргона с углекислым газом нередко применяются с целью подогрева металла перед сваркой или постепенного его охлаждения по окончании работ. Как правило, такая процедура организуется в случаях крайней необходимости.

Этот газообразный состав достаточно взрывоопасен, так что работа в среде СО2 требует от оператора соблюдения мер безопасности при его подготовке и использовании.

Особого внимания требует процесс сваривания металлических заготовок в смесях с высоким содержанием углекислого газа. Дело в том, что при его соединении с кислородом воздуха образуется опасный для здоровья человека угарный газ, для защиты от которого оператор должен работать в специальной маске.

Таким образом, аргон и углекислота в сочетании с рядом активных добавок относятся к универсальным сварочным смесям газов, применяемым при работе с большинством марок чёрных и цветных металлов. Их сочетание наряду с высокой эффективностью использования отличается сравнительно низкой ценой.

Государственные стандарты

Для организации сварочных работ есть достаточно много государственных стандартов, которые дают пояснения и требования к работам и определяют способы безопасного ведения сварки.

Вот наиболее подходящие документы, характеризующие сварку в среде защитных газов:

  • ГОСТ 19521-74;
  • ГОСТ 2601-84;
  • ГОСТ 14771-76;
  • ГОСТ 23518-79;
  • ГОСТ 14806-80;
  • ГОСТ 27580-88.

Возможна ли взаимозаменяемость

Некоторые виды сварочных редукторов взаимозаменяемы, но далеко не все. Так, вместо специализированного редуктора СО2 для сварки допустимо использовать кислородный, но обратную замену производить категорически нельзя.

Кислород — химически активное вещество, сильнейший окислитель, поэтому для работы с ними используются специальные металлы и сплавы. К тому же кислород закачивается в газовые баллоны под давлением, превышающим этот же параметр для углекислоты более чем в 2 раза.

Сварочный редуктор для углекислого газа, накрученный на кислородный баллон, может продержаться, в зависимости от его качества, от нескольких часов до пары недель. Но в нем неминуемо произойдет полное разрушение уплотняющих мембран — основного элемента конструкции, вследствие чего прибор начнет травить.

Во избежание ошибочных действий сварщика на редукторах для горючих и негорючих газов делается разная резьба. Для горючих — левая, для негорючих, соответственно, правая.

Аналогичная резьба и в баллонах ля резки и сварки. При этом кислородный редуктор имеет правую резьбу. Кислород не горит сам по себе, но поддерживает горение. В некоторых условиях он взрывоопасен.

Кислородный редуктор, используемый во время сварки с углекислотным баллоном, ждет другая угроза. Углекислота вызывает промерзание контактирующих с ней деталей до -60 °C. Поскольку регулятор давления, предназначенный для кислорода, и не должен выдерживать такого режима работы, он также начнет разрушаться.

Составы

В сварном деле используется много смесей газов в разных сочетаниях и пропорциях. Наиболее популярными являются следующие сварочные газовые смеси:

Аргон и углекислый газ

Смесь нашла свое применение при работе с низкоуглеродистыми сплавами. Она позволяет снизить образование пор в шовном материале, повышая таким образом его плотность и прочность. Кроме того, снижается расход сварочных материалов ввиду меньшего разбрызгивания расплава.
Если довести долю углекислого газа до 20%, то в такой смеси можно успешно варить заготовки большой толщины, невзирая на загрязнения на их поверхности.

Аргон в сочетании с кислородом

Этот состав используется при сварке высоколегированных и кислотоустойчивых сплавов способами MAG и TIG. Он стабилизирует горение электродуги, увеличивает глубину проплава и способствует образованию гладкой поверхности шва.

Углекислота и кислород

Состав используется для сваривания конструкционных низколегированных сплавов с низким содержанием углерода. Доля кислорода достигает 20-40%. Углекислота защищает сварную зону. Кислород нейтрализует негативное влияние водорода, способствует росту глубины проплава и предотвращает прилипание к заготовкам брызг расплава. С другой стороны, кислород снижает коррозионную стойкость шва.

Газы, дополняющие сварочные смеси

Благодаря таким сварочным газам есть возможность сделать более качественный шов, снизить разбрызгивание металла.

Газы, дополняющие сварочные смеси газов

Для MIG MAG сварки кислород применяется в роли дополнительного компонента. С его помощью можно создать широкий шов, при этом проплавление металла незначительное.

Водород используется для соединения аустенитной нержавеющей стали. В процессе образуется широкий шов с глубоким проплавлением.

Азот предназначен больше для защиты сварного шва от ржавления, нежели в качестве защиты.

Выбираем защитный газ для сварки: гелий, аргон, углекислота

Очень важно правильно выбрать защитный газ. От этого напрямую зависит не только качество и геометрия сварного шва. Таким образом, проще будет исправить дефекты и произвести обработку шва в конце.

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.

Принцип работы аргоновой TIG

Самая распространенная дуговая сварка W-электродом – в защитной среде аргона или его смеси. Аргон намного тяжелее воздуха, поэтому благополучно вытесняет его из зоны свариваемых деталей.

Существует три вида начала сварочной работы:

  1. Проведение иглой по металлу. .
  2. Бесконтактный розжиг.

В процессе сварки неплавящимся электродом организуется среда инертного газа, в которой зажигается электрическая дуга между вольфрамовым электродом и соединяемыми материалами. Установленное тепло расплавляет кромки соединяемых деталей и присадочной полосы. Присадочная полоса требуется не всегда: только если соединяемые детали невозможно соединить плотно.

По технологии, рабочая длина дуги должна быть короткой – 1,5 … 5 мм. В то же время не допускается касание электрода до свариваемых поверхностей.

Для начала TIG после зажигания дуги сварщик устанавливает правильное положение держателя, наклонив его до 15 0 от вертикали. При этом методе нужно работать двумя руками. Одной рукой производится работа горелкой, второй – подается присадочный пруток по мере необходимости.

Если присадочная полоса из низкоплавного материала, к примеру, алюминия, сварщик должен держать его на некотором расстоянии от дуги, но не убирать его из зоны инертного газа. Если такой пруток приблизить к дуге, он может расплавиться раньше, не вступив в контакт со сварочной ванной.

Для предотвращения трещин рекомендуют при завершении TIG-сварки ток электродуги снижать постепенно. Это позволит сварному шву затвердеть постепенно и равномерно.

Что выбрать

Считается, что для бытовых условий сварки — кратковременных, эпизодических операций — подойдет любое устройство, которое совпадет по резьбе с баллоном.

Операцию вроде сварки мангала для дачи может выдержать даже углекислотный редуктор, накрученный на кислородный баллон (если используется газовая сварка) или на баллон для сварочной смеси из 80% аргона и 20% углекислоты. Другое дело, что впоследствии это механизм придется выбросить.

Типичным примером такого редуктора, предназначенного для работы с СО2, является очень известный и популярный среди сварщиков старой закалки УР 6-6.

Он компактный, недорогой, а благодаря наличию двух манометров позволяет довольно удобно определять расход «на глаз». Для бытовой сварки высокая точность не нужна. Один манометр при этом показывает остаточное давление в баллоне, а второй ориентирован на демонстрацию расхода газа — литр в минуту.

Кислородный и аргоновый регуляторы ля сварки теоретически взаимозаменяемы. При этом кислородный будет работать хуже с падением давления в баллоне до критической точки около 1 атмосферы.

В качестве примера аргонового редуктора для сварки можно назвать АР-40-2 отечественного производства. Существует и действительно универсальный регулятор давления — АР-40/У-30 (аргоновый редуктор/углекислотный). Он выдержит и перепады температур, и высокое давление.

Если нет ограничений по финансам, а объем сварочных работ предполагается высоким, то стоит предпочесть устройство не с дополнительным манометром, а с ротаметром.

Ротаметр значительно точнее показывает расход газовой смеси, поскольку работает по иным принципам — он делает измерения в режиме реального времени. Такими приборами пользуются профессионалы.

Область применения

Защитный газ используется как мы уже говорили в механизированной сварки для защиты сварочной дуги и расплава от попадания газов из воздуха. Он используется 80% случаев использования полуавтоматической сварки, 20% это сварка самозащитой порошковой проволокой.

Область применения весьма широка так как данный процесс несложен и очень производителен. Полуавтоматом варят как тонкий металл в автосервисах, потому что ручной сваркой тонкий металл варить очень проблематично. Его легко прожечь. Так и используют на производстве металлоконструкций и крупных изделий.

Там ситуация обратная, швы протяженные, а толщина металла большая. Она применяется там, потому что этот процесс очень производительный и варить длинные швы и толстый металл ручной сваркой получается дорого и долго.

По большей части отличие здесь будут лишь в использовании самих аппаратов. В автосервисе как правило используются дешевые модели, а на производстве применяются дорогостоящая профессиональное оборудование с синергетической системы управления обеспечивающие высокую производительность.

Варианты настройки режимов сварочного аппарата

Для того чтобы качество сварного соединения было максимальным, а сам стык был предельно прочным и не мог разрушиться в скором времени после начала эксплуатации изделия, необходимо грамотно подобрать режимы сварочного аппарата.

При подборе параметров, в которых будет работать аппарат, необходимо опираться на следующие исходные данные:

  • вариант исполнения соединения (угловое нижнее соединение, нижнее соединение встык либо вертикальное пространственное);
  • толщина свариваемых деталей соединения (чем толще металл, тем выше параметры сварочного тока и сварочного напряжения);
  • толщина проволоки (здесь также действует правило прямой зависимости сварочного тока и сварочного напряжения от толщины проволоки);
  • наличие или отсутствие зазора при сварке деталей встык и величина такого зазора.

Если речь идет о сварке деталей, где толщина металла каждой детали составляет 0,8 мм, и которая осуществляется встык с нулевым зазором с использованием проволоки толщиной также 0,8 мм, то сварочный ток находится в диапазоне от 50 до 80 А, сварочное напряжение не может быть выше 16 В.

Все основные режимы сварки можно увидеть в таблице.

Сварка полуавтоматом нержавейки в среде углекислого газа: основные особенности технологического процесса

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.

Источники питания

Источники постоянного тока:

  1. Универсальный сварочный выпрямитель ВДУ.
  2. Источники серии ВСВУ.
  3. Специализированный источник ТИР-300Д.
  4. Специализированные установки: УДГ-161, УДГ-501-1.

Источник переменного тока: трансформатор для ручной дуговой сварки.

инвертор для аргонодуговой сварки

Примерная стоимость аппаратов для TIG сварки на Яндекс.маркет

Инверторные источники питания:

  1. Источник ДСУ200АУ.
  2. Источник ДС200А.3.

Какой газ используют для сварки полуавтоматом — критерии выбора

Risunok 9 gaz dla svarki

Поговорим о критериях выбора газа для полуавтоматической сварки более подробно. На выбор того или иного газа влияет несколько параметров таких как:

  • марка материала изделия;
  • ответственность соединения;
  • экономические показатели.

В большой части марка изделия и определяет использование тех или иных газов или их смесей.

Инертные газы подходит как правило для любых видов сталей, цветных металлов и их сплавов. Применение инертных газов для низкоуглеродистых и низколегированных сталей неоправданно, так эти газа стоят очень дорого.

Для углеродистых, низкоуглеродистой, конструкционных сталей используется углекислота (углекислый газ ), а также смеси СО2 с аргоном, СО2 + аргон +гелий.

При сварки нержавеющих сталей (сталей аустенитного класса), к примеру всем известная «медицинская» сталь – 12Х18Н10Т и близкие с ней свариваются в смеси углекислоты и аргона.

Для сварки цветных металлов таких как алюминий, титан, медь чаще всего используется аргон либо в чистом виде, либо смесь с Не. В чистом виде Не используется редко так как он очень дорогой.

Медь можно сваривать в среде азота. Для цветных металлов не используются смеси содержащей СО2 и кислород.

Ниже приведём таблицу, где наглядно покажем применение тех или иных газов и их смесей для различных видов металлов сплавов.

Газ Стали конструкционные (низкоуглеродистые) Легированные стали (низко-, средне-, высоко-) Титан, алюминий и их сплавы
Со2 (углекислый газ) Да Да, с ограничениями Нет
Ar (Аргон) Да (нецелесообразно) Да Да
Не (Гелий) Да (нецелесообразно) Да Да
Аr + Со2 Да Да Да
Аr+О2 Да Да, с ограничениями Нет
Со2+О2 Да Да, с ограничениями Нет
Аr+Со2+О2 Да Да, с ограничениями Нет
Ar+Не Да (нецелесообразно) Да Да

Можно ли самостоятельно смешивать газы?

Технически это возможно, для этого необходимо установить расходомеры-ротаметры на баллонах и по ним отрегулировать редуктором для полуавтомата подачу каждого газа в соответствии с требуемой пропорцией. На каждый литр основного газа будет расходоваться пропорциональная доля дополнительного.
На практике состав получаемой смеси будет нестабильным ввиду недостаточной точности расходомеров и неравномерного снижения давления в разных баллонах по мере расходования газа. Кроме того, сварочный редуктор будет периодически влиять на состав смеси. Какой еще способ применяется?

Надежный метод получения защитного сварочного газа

При работе с ответственными соединениями лучше применять готовые сварочные смеси в баллонах. Они готовятся на заводе по производству промышленных газов в специальных смесителях и равномерно перемешиваются.

Заправка газовых баллонов для сварки на таких предприятиях проводится с точным контролем количества и состава смеси. В этом случае состав смеси точен по пропорциям и постоянен во времени, в отличие от метода смешивания газов на рабочем месте с помощью редуктора для сварочной смеси. Состав смесей нормируется соответствующим ГОСТ и стабилен от партии к партии.

Особенности процесса

Нержавеющая сталь устойчива к коррозионным поражениям, в результате чего ее прочность сохраняется достаточно длительное время. Однако легирование нержавейки, из-за чего она приобретает такое свойство, негативным образом сказывается на другом аспекте – процесс сварки становится существенно затрудненным из-за наличия в химическом составе этого металла легирующих химических элементов, в первую очередь, хрома. В результате снижается теплопроводность металла, что вызывает (при несоблюдении технологии) перегрев металла с последующим его прожогом, а также выгорание хрома, из-за чего снижается устойчивость детали к коррозии в месте сварного стыка.

Детали из нержавеющей стали имеют очень большой коэффициент теплового расширения, в результате чего сварной шов и металл вокруг него может подвергнуться растрескиванию. Избежать этого можно только одним способом: оставить широкий зазор между деталями.

У нержавеющей стали есть еще одна негативная особенность – она имеет очень высокое электрическое сопротивление, что вызывает постоянный перегрев электродов и, как результат, ухудшение качества шва. По этой причине опытные сварщики обрезают электроды настолько, насколько это возможно, чтобы успеть использовать их до момента перегрева.

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.

Для работы со сварочными смесями нужны профессиональные навыки

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.

Специфика электродов

Наиболее применяемые электроды марок:

  1. ЭВЧ – чистый вольфрам. Используют только на переменном токе.
  2. ЭВЛ – вольфрам с окисью лантана.
  3. ЭВИ – вольфрам с окисью иттрия.
  4. ЭВТ – вольфрам с окисью тория.

Диаметр электрода выбирают по справочной таблице в зависимости от источника питания и марки электрода. Такой электрод имеет температуру плавления около 4000 0 С, поэтому его удобно использовать для сварки металлов, у которых плавление происходит при гораздо меньшей температуре.

Вольфрамовый электрод не выкидывают, а только зачищают и затачивают определенным образом.

Вольфрамовый электрод

Примерная стоимость вольфрамовых электродов на Яндекс.маркет

От чего зависит расход газа при сварке

Установку силы обдува сварочной ванны следует устанавливать, учитывая:

  • тип материала – определяется опытным путём;
  • толщину заготовок – для работы с толстыми понадобится больше газа;
  • диаметр электрода (проволоки).

Также придётся принять во внимание условия в цехе или на площадке. При наличии сквозняков, открытого ветра следует либо защищать рабочее место ширмами, либо увеличивать расход газовой смеси.

Диаметр проволоки, мм Сила сварочного тока, А Средний расход, л/мин
0,8-1 60-160 7-8
1-1,2 100-250 9-12
1,2 250-320 12-15

Для уменьшения расхода газа во время работы следует тщательно проверять соединения шлангов, исправность редукторов, элементов горелки и сварочного полуавтомата.

Использование чистых газовОрбитальная сваркаРабота с алюминием

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.

Особенности выполнения качественного шва

Движение горелкой совершается только вдоль оси шва, что дает более узкий и качественный шов.

Окончание сварки и заваривание кратера выполняется уменьшением величины тока. Ни в коем случае не прекращать сварку удлинением дуги.

Присадка и место сварки всегда должны находиться в среде защитного газа.

Правильное движение электрода:

  1. Горизонтальные швы выполняют справа налево, «от себя», «на себя». W-электрод направляют точно в угол. Присадочную проволоку подают впереди горелки.
  2. Вертикальные швы: электрод направляется точно в угол под углом. Присадка подается сверху.
  3. Потолочные швы ведут «на себя». Горелка расположена почти вертикально. Проволока подается перед горелкой.

Влияние на процесс

Защитный газ применяемые для сварки оказывают огромное влияние как на сам процесс, так и на результат — качество сварного соединения. Неправильный выбор газов приведёт либо к многочисленным дефектом, либо к ненужному удорожанию процесса.

Приведём несколько примеров:

Применение аргона или гелия для сварки металлоконструкций из Ст3пс. Сварное соединение получится качественным, но затраты необоснованно высокими. Или же другой пример: сварка титанового сплава ВТ9 в среде углекислого газа. В этом случае финансовые затраты будут минимальны, но соединение будет однозначно бракованным и скорее всего даст трещину еще до того, как сварщик завершит работу.

Сложность орбитальной сварки и готовое решение для упрощения технологии

Орбитальная сварка используется для соединения труб и цилиндрических емкостей. Для них необходим высококачественный двусторонний провар, но полноценный доступ к изнаночной стороне шва затруднено.
В этом случае при малом диаметре заготовок их вращают перед сварочной горелкой, при большом диаметре или невозможности вращения на заготовки надевают специальную оснастку, по которой, как планета по орбите, движется сварочный автомат. При этой технологии часто используют подогрев заготовок.

Орбитальная сварка, как правило, проводится в чисто аргонной среде. Если же к соединению по техническим условиям предъявляются особые требования, как-то:

  • скорость сварки;
  • глубина проплава;
  • конфигурация изнаночной стороны шва.

В аргон добавляют гелий или водород. Для особо сложных случаев сварки создают смеси из нескольких компонентов, каждый из которых дает свой эффект.

Преимущества и недостатки газовой среды

Преимуществами при использовании газовой защиты является удешевление процесса так как не требуется использование дополнительных флюсов с газообразующими компонентами. Также это защищает соединение попадание шлаковых включений.

Основными недостатками является наличие громоздкого и не дешевого газового оборудования:

  • газовый баллон;
  • шланги;
  • редукторы и ротаметры;
  • смесители;
  • газовый подогреватели и осушители

Применять его в условиях монтажа достаточно проблематично. Также условиях монтажа использование газовой защиты осложняется тем, что ее сдувает порывами ветра или сквозняком. А из-за этого образуются дефекты, и дуга горит нестабильно.

Алюминий — раскрываем секреты метода

Широко применяемый в аэрокосмической и приборостроительной отрасли алюминий имеет неприятное для сварки свойство: поверхность легкоплавкого (660оС) металла всегда покрыта тугоплавким (более 2200оС) окисным слоем, который не дает нормально сваривать детали.
После удаления этого слоя механическим или химическим методом он самопроизвольно восстанавливается, поскольку алюминий охотно окисляется кислородом, содержащимся в окружающем нас воздухе. Процесс многократно ускоряется при нагреве алюминия до температуры плавления.

Поэтому при сварке алюминиевых деталей необходимо надежно защитить рабочую зону от контакта с воздухом.

Наиболее широко в качестве сварочной смеси для сварки полуавтоматом применяется аргон. Используются также смеси с гелием для сварки полуавтоматом. Он защищает расплав от негативного воздействия кислорода, азота и водяных паров. Сварка ведется по технологии TIG или MIG, с использованием алюминиевой проволоки или прутка в качестве присадочного материала.

Маркировка газовых баллонов

Примеры маркировки резервуаров, предназначенных для хранения и доставки защитных газов:

  • для заправки кислородом используют емкость, покрытую краской синего цвета;
  • углекислый газ поставляется в черных резервуарах с дополнительной белой маркировкой;
  • химически чистый аргон закачивают в баллоны серого цвета, а для хранения гелия применяют коричневые емкости;
  • для хранения азота предназначены черные резервуары с текстовой маркировкой желтого цвета.

Маркировка

Маркировки резервуаров предназначены для хранения и доставки защитных газов.

Безопасность — экологический взгляд на электродуговую технику

Для того, чтобы при сварочных работах не причинить вреда здоровью работников и окружающей среде, необходимо следовать следующим правилам:

  • рабочее место должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией;
  • воздух, попадающий в вытяжку, обязательно должен очищаться фильтровальными установками до показателей чистоты, устанавливаемых экологическими стандартами;
  • фильтрующие установки должны быть настроены именно на тот газ, который применяется в данный момент;
  • газовое оборудование должно быть исправно и поверено, для того, чтобы не допускать перерасхода газа и выброса излишков в атмосферу;
  • вокруг рабочей зону следует установить экраны, предотвращающие распространение вредного ультрафиолетового излучения;
  • сварщик обязательно должен пользоваться средствами индивидуальной защиты: сварочная маска со адаптивным светофильтром, спилковые перчатки, плотная одежда и обувь, закрывающая все тело, респиратор или индивидуальный дыхательный аппарат с автономным воздухоснабжением.

Контроль качества сварочной смеси позволяет обеспечить безопасные для работника и окружающей среды условия работы. У каждого сотрудника должна быть своя роль в обеспечении производственной и экологической безопасности.

Правила сварки в газовой среде

Технология сварки в среде защитных газов не имеет больших отличий от методик соединения деталей электродом. Полуавтоматическое оборудование позволяет выполнять работы в горизонтальном и вертикальном направлениях, а также на потолке при достаточном навыке оператора. Сварщик может устанавливать предварительные прихваты для позиционирования заготовок перед проваркой стыков. Полученные соединения выглядят аккуратно и являются герметичными. Кроме того, газовая среда снижает риск прожигания тонких листов (например автомобильных кузовов).

Правила сварки

Сварка в среде защитных газов позволяет получать герметичные соединения.

При выполнении работ вручную необходимо удерживать головку на расстоянии 15-20 мм от стыка под прямым углом к сопрягаемым заготовкам. Отклонение сопла и увеличение зазора приводят к разрушению потока защитного газа. Следует учесть, что расстояние между соединяемыми деталями зависит от химического состава газовой среды. Например, применение аргона и кислорода (или их смеси) приводит к повышенной текучести расплава, что требует уменьшения расстояния. Одновременно возникают сложности при вертикальной или потолочной сварке.

Для устранения негативного влияния газовой смеси необходимо корректировать режимы сварки (в ущерб производительности) или подбирать среду с пониженным содержанием Ar. При подаче газа снижается расход сварочной проволоки. Оператору необходимо корректно выставлять параметры и отрабатывать навыки ведения работ с повышенной скоростью. Дополнительной проблемой станет быстрый нагрев корпуса горелки из-за пониженной теплопроводности защитной атмосферы. В этом случае потребуется использовать головки с увеличенными габаритами и массой.

При выполнении сварки необходимо предусмотреть защиту оператора от теплового и ультрафиолетового излучения, возникающего при горении дугового разряда. Необходимо обеспечить стабильность факела смеси, который не будет сдуваться потоком атмосферного воздуха или нарушаться соплом, забрызганным частицами металла. Оборудование может оснащаться системой принудительного жидкостного охлаждения головки. В этом случае необходимо заправить емкость и контролировать уровень воды в резервуаре.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Егор Новиков
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий