Что такое сварочная смесь и в каких случаях оправдано ее использование

Газовые сварочные смеси появились как следствие промышленного прогресса и использования дуговой сварки в защитной среде. Используя чистые газы, такие как аргон, гелий и двуокись углерода, не всегда можно добиться нужных характеристик сварочного шва. А вот их сочетание в определенном процентном соотношении позволяет добиться нужной пористости и надежности шва, регулировать глубину плавления металла, уменьшить количество брызг.

При выборе технических газов самое важное, на что нужно обратить внимание, – какой тип металла будет подвергаться обработке. Зная физические и химические свойства материала, можно подобрать оптимальную сварочную смесь.

В нашей таблице приведены примеры часто используемых металлов и оптимальной сварочной смеси для работы с ними

Процентное содержание того или иного газа в смеси высчитывается исходя из толщины свариваемого металла, степени его легирования и требований, предъявляемых к сварным соединениям в зависимости от условий эксплуатации изделия.

Преимущества применения газовой сварочной смеси

• Облегчается струйный перенос электродной наплавки;
• Швы получаются более пластичные и ровные;
• Уменьшается вероятность образования пор;
• Увеличивается прочность соединения;
• Обеспечивается более высокая скорость сварки;
• Снижается расход сварочной проволоки;
• Достигается более низкий уровень дыма и выделения вредных газов.

Экономическая составляющая использования сварочных смесей

Возьмем в качестве образца металлоконструкции (углеродистая сталь), которые необходимо сварить.

Цена 1 баллона 40л. с самой популярной сварочной смесью К20 (20% CO2 + Ar) – 990 руб.

Цена 1 баллона 40 л. с углекислотой – 650 руб.

*цена взята средняя по рынку, без учета стоимости доставки

При работе с двуокисью углерода мы видим неровные швы и большой процент разбрызгивания. Чтобы избавиться от этого потребуются дополнительные затраты на зачистку шва. Кроме того, и расход баллона с CO2 в 1,5-2 раза больше, чем при использовании смеси (газовая смесь позволяет выполнить бОльший объем работ в единицу времени).

То есть преимущества сварочной смеси очевидны, даже при ее более высокой стоимости. 

Как мы видим, сварка в среде защитных газов (газовых смесей) применяется практически для всех металлов, включая различного сорта легированных сталей, углеродистую сталь, алюминий, медь, нержавейку и др. Именно грамотное сочетание газов в определенных пропорциях при соединении обеспечивает то, что так необходимо для идеальной работы: оптимальную скорость и высокое качество выполнения сварочных работ, а также экономический эффект.

А если и вам необходимо купить сварочную смесь, обращайтесь в нашу компанию! Мы поможем подобрать оптимальное процентное соотношение компонентов с учетом ваших производственных задач.

Оставить запрос  Запросить звонок 

Гарантируем быстрый и качественный ответ!

Сварка в защитных газах – один из современных, ведущих технологических процессов соединения различных металлов. 

Сварка в среде защитных газов (газовых смесей) сегодня применяется практически для всех металлов, включая различного сорта легированных сталей, углеродистую сталь, алюминий, медь, нержавейку и титан. Именно эти газы при соединении в определенных пропорциях обеспечивают то, что так необходимо для идеальной работы: экономику процесса сварки, оптимальную скорость и высокое качество выполнения сварочных работ. Электрогазосварочные работы в чисто газовой среде во многих развитых странах  давно остались в прошлом. Им на смену пришли многокомпонентные газовые смеси улучшенного состава. Для полноценной защиты дуги применяются смеси, основанные на аргоне, гелии и других технических газах. Опыт по использованию газовых смесей показал: газовые смеси по своими показателям повышают финальное качество соединения по аналогии с чистыми газами.  Широко применяемый в сварочном производстве способ защиты сварочной ванны с помощью однокомпонентных газов (двуокись углерода или аргон) со временем стал не удовлетворять требованиям качества и производительности. Помимо этого, использование газовых смесей автоматически снижает себестоимость готовой продукции и капитала затраты на работы. Дальнейшим этапом повышения эффективности сварки при изготовлении сварных металлоконструкций стало применение многокомпонентных газовых смесей на основе аргона.   

Сварка с использованием защитной сварочной смеси в баллонах широко используется в строительстве и машиностроении. Ее применяют как для мелких бытовых изделий, так и для крупнейших металлоконструкций.  Для полноценной защиты дуги применяются смеси, основанные на аргоне, гелии и других технических газах. Опыт по использованию газовых смесей показал: газовые смеси по своим показателям повышают финальное качество соединения по аналогии с чистыми газами. Помимо этого, использование ГС автоматически снижает себестоимость готовой продукции и капиталозатраты на работы. Для проведения большинства электросварочных работ на сегодняшний день требуется применение сварочной смеси, цена которой лишь немного превышает традиционную среду защитных газов. Наилучшей считается сварочная смесь в баллонах, на основе аргона. Такая сварочная смесь в баллонах состоит на 82% из аргона и на 18% из углекислого газа. Использование сварочных смесей на основе аргона вместо традиционной углекислоты, позволит существенно повысить качество сварки без модернизации оборудования и изменения технологий.

Изменяя состав газовой смеси, можно в определенных пределах изменять свойства металла шва и сварного соединения в целом. Преимущества процесса сварки в газовых смесях на основе аргона проявляется в том, что возможен струйный и управляемый процесс переноса электродного металла. Эти изменения сварочной дуги – эффективный способ управления ее технологическими характеристиками: производительностью, величиной потерь электродного металла на разбрызгивание, формой и механическими свойствами металла шва, а также величиной проплавления основного металла. 

Преимущества сварочных смесей перед традиционной защитной средой двуокиси углерода или чистого аргона очевидны: 

• увеличение количества наплавленного металла за единицу времени; производительность сварки по сравнению с традиционной (в защитной среде CO2) увеличивается в полтора-два раза;
• увеличение глубины провара шва, его плотности, что в конечном итоге увеличивает прочность свариваемых конструкций;
• снижение количества прилипания брызг (набрызгивания) в районе сварного шва и, следовательно, уменьшение трудоëмкости их удаления;
• повышение стабильности процесса сварки;
• улучшение качества сварного шва: снижение пористости и неметаллических включений;
• уменьшение зоны термического влияния, вследствие этого — уменьшение коробления конструкции;
• лучшие условия труда (значительно меньшее количество дыма, сварных аэрозолей сохраняют здоровье сварщика и позволяют ему длительное время работать с большим вниманием).
• экономия средств (стоимость газа составляет лишь небольшую часть общего объëма затрат на сварку).
• количество прилипания брызг в районе сварного шва снижается, вследствие чего уменьшается трудоемкость их удаления;
• повышается стабильность процесса сварки;
• качество сварного шва приводит к снижению пористости металла и уменьшению неметаллических включений;
• сохраняется здоровье сварщика;
• общая экономия средств составляет в зависимости от применяемой  технологии 15 – 60%.

Одним из важных факторов, почему многие предприятия не используют в своем производстве газовые смеси, является разница в цене, между баллоном углекислоты и баллоном аргона. Однако, как показывает опыт, использование газа при производстве, как правило, несет очень маленький процент в общем объеме себестоимости, но позволяет существенно увеличить скорость производственного цикла, а также качество выпускаемой продукции.                                                                

Сварочная смесь двуокись углерода — аргон используется в качестве защитной газовой среды при сварке металлов. Основная область применения – сварка MIG-MAG обычных и легированных (нержавеющих) сталей.Газовые сварочные смеси «двуокись углерода — аргон» выпускаются со следующими процентными соотношениями по аргону: 2%, 8%, 12%, 20% и 25%.

Область применения в сварке:

– полуавтоматическая сварка нержавеющих сталей;

– тонкостенных изделий (толщина менее 1 мм) из обычных конструкционных сталей;

– сварка-пайка на полуавтомате оцинкованных деталей и соединений медь-железо.

Преимущества применения газовых сварочных смесей по сравнению с СО2

— увеличение количества наплавленного металла за единицу времени, а также снижение потерь электродного металла на разбрызгивание- снижение количества прилипания брызг (набрызгивания) в районе сварного соединения и как следствие уменьшение до 95% трудоемкости по их удалению- повышение плотности и пластичности металла шва- повышение прочности сварного соединения- процесс сварки стабилен даже при некоторой неравномерности подачи сварочной проволоки, а также наличия на ее поверхности следов технологической смазки и ржавчины- гигиенические условия труда на рабочем месте сварщика улучшаются за счет значительного уменьшения количества выделений сварочных аэрозолей и дымов.

Сварка в защитных газах – один из ведущих технологических процессов соединения различных металлов. Сварка в среде защитных газов сегодня применяется практически для всех металлов, включая углеродистую сталь, алюминий, медь, нержавейку и титан.Широко применяемый в сварочном производстве способ защиты сварочной ванны с помощью однокомпонентных газов (двуокись углерода или аргон) со временем стал не удовлетворять требованиям качества и производительности. Дальнейшим этапом повышения эффективности сварки при изготовлении сварных металлоконструкций стало применение многокомпонентных газовых смесей на основе аргона.

   Изменяя состав газовой смеси, можно в определенных пределах изменять свойства металла шва и сварного соединения в целом. Преимущества процесса сварки в газовых смесях на основе аргона проявляется в том, что возможен струйный и управляемый процесс переноса электродного металла. Эти изменения сварочной дуги – эффективный способ управления ее технологическими характеристиками: производительностью, величиной потерь электродного металла на разбрызгивание, формой и механическими свойствами металла шва, а также величиной проплавления основного металла.

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.

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.

https://youtube.com/watch?v=CFOO2HP3hj4%3Ffeature%3Doembed

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.

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.

https://youtube.com/watch?v=SHOz3rkHEPA%3Ffeature%3Doembed

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.

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.

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.