Сварочная смесь Ar+CO2-лучший выбор для сварки в среде защитных газов

Сварочная смесь — технический газ аргон может быть в составе смесей с углекислым газом, с кислородом, а также с двумя этими элементами одновременно.

Низкоуглеродные и низколегированные стальные сплавы эффективнее соединять с помощью сварки на основе аргона и углекислого газа. В этом случае газовая смесь обеспечивает легкий струйный перенос электродного металла. Поры образуются меньше, а швы получаются эластичными.

Низколегированные и легированные стальные сплавы лучше соединять при помощи сварки на основе аргона и кислорода. В этом случае кислород не позволит образованию пор в шве.

Защитные газы, применяемые при сварке, подаются к месту образования сварочного шва и обеспечивают защиту дуги и сварочной ванны от атмосферных газов. Это позволяет повысить качество соединения. К тому же защитные газы, влияя на состав шва, увеличивают его плотность и глубину провара, улучшают микроструктуру металла.

В сварочных работах используется два вида защитных газов: чистая углекислота без примесей и газовые смеси. Каждый из вариантов характеризуется своими особенностями, имеет свои достоинства и недостатки, свою область применения, которые необходимо учитывать при выборе.

От выбора защитного газа зависит и рабочий процесс, и результат работы. Следует помнить, что для разных видов сварки выбор защитного газа влияет на эффективность и качество работы. Именно выбор защитного газа сказывается на глубине плавления, пористости и надежности шва, выделении дыма и других характеристиках.

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.

При выполнении сварки полуавтоматом (сварка MIG/MAG) дуга горит между изделием и проволокой. Проволока подается непрерывно с катушки, а сварщик манипулирует горелкой. Непрерывная подача проволоки позволяет прокладывать швы большой длины. На проволоку через токосъемный наконечник подается напряжение. Из сопла горелки параллельно на сварочную ванну подается защитный газ. Полуавтоматическая сварка характеризуется удобством и повышенной производительностью — одна из рук сварщика свободна, поскольку не нужно периодически менять электроды.

Защитный газ, применяемый при сварке, обеспечивает защиту сварочной ванны и дуги от атмосферных газов. Это повышает качество шва, увеличивая его плотность, глубину провара и улучшает микроструктуру металла. Дополнительно защитный газ охлаждает шов после сварки.

В качестве защитных газов при сварке полуавтоматом может использоваться углекислый газ или газ аргон. Углекислый газ — более дешевый вариант, поэтому у сварщиков с небольшим опытом работы может возникнуть вопрос: что лучше для полуавтоматической сварки и можно ли заменить один из этих газов другим.

Прочитав статью по ссылке:  http://www.intertehno.ru/articles/c4/31/я понял, что : » Если рассматривать применение сварочных газов только с точки зрения получения наилучшей защиты реакционного пространства сварочной дуги от наружного воздуха, то оптимальным защитным газом .» Причём для любых свариваемых металлов, а не только для цветмета.  Далее говорится: «применение углекислого газа при сварке плавящимся электродом имеет свои преимущества, связанные прежде всего с химико-металлургическими процессами, происходящими при сварке. Углекислый газ имеет высокую плотность (приблизительно в 1,5 раза выше, чем у воздуха) и сам по себе способен обеспечить качественную защиту реакционного пространства; его потенциал ионизации, равный 14,3 В, дает возможность использовать при сварке эффект диссоциации молекул углекислого газа на оксид углерода СО и свободный кислород.» Но это утверждение никак не обосновывается и не раскрывается. Про смеси газов там только говорится, что буржуины их используют уже давно, но скорее для экономии и чисто технологических конкретных задач. Поэтому хотелось бы услышать мнение практиков, хорошо и много варивших как в аргоне, так и в смесях, что же мне выбрать? Ну на крайний случай убедите, что углекислота для ржавой кузовщины подойдёт лучше.

Пожалуйста не ругайте просто так, в третий раз прошу сделать скидку на возраст.

Без использования сварочных работ сейчас не обойтись ни одному производству. Появление на рынке новых материалов требует совершенствования технологий, в том числе и сварочных.
Использование сварочной смеси аргон + углекислота (Ar+CO2)вместо классической углекислоты (CO2)– это новый уровень в улучшении качества сварки, позволяющий улучшить качество и форму сварных швов и снизить себестоимость работ без модернизации оборудования. Смеси бывают различные по процентному соотношению аргона и углекислоты (80/20; 90/10; 98/2), что позволяет подобрать под любую марку стали наиболее подходящее соотношение.
Преимущества сварочной смеси перед углекислотой значительны — за счет меньшего поверхностного натяжения металла значительно уменьшается разбрызгивание электродного материала. Это уже экономит время и материалы для зачистки швов и подготовку под покраску. Смесью можно варить нержавейку и тонкостенные металлы, у которых риск прожога становится намного меньше. Смесь дает возможность использования импульсно-дугового процесса, сварку во всех пространственных положениях и повышенной скорости. При этом повышается глубина провара шва, увеличивается его плотность, улучшается микроструктура металла, повышается ударная вязкость при отрицательных температурах. Сварщикам приходится работать во вредных условиях труда, но при использовании смеси значительно сокращается выделение окислов хрома и марганца в сварочном аэрозоле. При использовании сварочной смеси значительно улучшается качество готовых металлоконструкций – это еще одно преимущество Ar+CO2 перед CO2.

Основные виды защитных газовых сварочных смесей

Основу защитных сварочных смесей составляет инертный газ аргон, который можно смешивать как с другими инертными газами, так и с газами активными. Наиболее распространенными являются следующие защитные сварочные смеси:

• Аргон с углекислотой. Применяется для сварки заготовок из низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Смесь облегчает перенос материала электрода, позволяет получить ровный и пластичный шов, снижает образования пор;
• Аргон с кислородом (O2 до 5 %). Применяется для сварки изделий из низколегированных и легированных сталей. За счет снижения пористости металла повышается плотность шва, облегчается струйный перенос материала электрода. Позволяет применять присадочную проволоку более широкого ассортимента;
• Аргон с водородом. Применяют при соединении заготовок из никелевых сплавов и нержавеющей стали методом TIG. Так же может использоваться как формовочный газ.
• Аргон с гелием. В такой абсолютно инертной среде производят сварку деталей из алюминия, титана, меди, хромоникелевой стали методами MIG и TIG.
• Аргон и активные газы. Такое сочетание обеспечивает двукратную экономию. Используется в ручной и автоматической MAG сварке легированных сталей.
• Углекислота с кислородом. Применяется при сварке из углеродистых и низколегированных сталей. Обеспечивает формирование более ровного шва за счет снижения разбрызгивания металла. Существенное повышение температуры в зоне сварки позволяет повысить производительность работ. Однако повышенное окисление металла снижает прочностные характеристики соединения.
• Универсальный защитный газ. Представляет собой аргон высокой частоты. Газ универсален в своем применении, но наибольшее распространение получил при сварке алюминия и других цветных металлов.

Выбор необходимой смеси будет зависеть от вида свариваемых материалов.

Какие газовые смеси используются для сварки полуавтоматом

Полуавтоматом чаще всего работают:

• со стальными сплавами, чугуном;
• с легированными сталями — нержавейка, разные виды жаропрочных;
• с цветными металлами — алюминием, медьсодержащими: латунь, бронза.

Работа с другими материалами затруднена тем, что нет соответствующей присадочной проволоки, поставляемой в стандартных катушках. Создают смеси в соответствии с ТУ 2114-002-45905715-2011.

В качестве составных газов применяют:

• аргон — ГОСТ 10157-79 (высшие сорта);
• азот — ГОСТ 9293-74 (особой чистоты 1 сорта);
• двуокись углерода — ГОСТ 8050-85 (высшие сорта);
• кислород — ГОСТ 5583-78 (технический, первые сорта);
• гелий — ТУ 0271-135-31323949- 2005 (марка «А»);
• водород — ГОСТ Р 51673-2000 (первые сорта).

Допускается использование готовых смесей, однако, содержание компонентов в полученной смеси должно соответствовать техническим регламентам.

Краткое описание газов, применяемых при создании смесей

Аргон — бесцветный газ без запаха и вкуса, негорюч и нетоксичен. Однако любая смесь Ar с иными газами может вытеснить кислород из помещения, что способно привести к удушью работников, если доля кислорода упадёт ниже 19% от общего объема. Аргон тяжелее воздушной смеси и способен скапливаться в плохо проветриваемых помещениях у пола.

Азот — газ бесцветный и негорючий. Без запаха и вкуса, нетоксичен. Однако скопление газообразной смеси азота может вызвать кислородную недостаточность и даже удушье при уменьшении концентрации кислорода менее 19% от объёма.

Углекислота — газ без цвета, не воспламеняется и нетоксичен, отличается специфическим кисловатым вкусом. Максимально допустимая концентрация соединения в воздухе рабочей зоны 9 г/м3 (что равно 0,5% объёма). Если концентрация становится больше 5%, то двуокись углерода может оказать вредное влияние на физическое состояние работников. Углекислота в полтора раза тяжелее воздушной смеси и способна скапливаться в непроветриваемых помещениях у пола, в ямах. При снижении концентрации кислорода в воздухе ниже 19% наступает кислородное голодание, удушье.

Гелий — бесцветный газ, не имеет вкуса и запаха, нетоксичен и негорюч, легче смеси воздуха, поэтому накапливается вверху цехов.

Кислород — бесцветный негорючий газ без запаха и вкуса, хотя сам не является токсичным и взрывоопасным, однако, будучи сильным окислителем, значительно повышает предрасположенность иных материалов к горению. Если кислород накапливается в воздухе цехов, это может стать причиной возникновения возгораний и впоследствии — пожаров. Важно, что объемная доля газа в рабочих (производственных) зонах не должна быть более 23%.

Аргон, углекислота и кислород

Углекислый газ (5-20%) и аргон (80-95%) используют для создания неразъёмных соединений из сталей: конструкционных легированных и углеродистых. Плюсы: перенос осуществляется струйно или капельно. Дуга при этом горит стабильно. Если применять смесь с добавлением кислорода (2%), уменьшив содержание углекислого газа до 6%, то сварщику будет легче справиться с тонкими сплавами.

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

Аргон и гелий

Сочетание гелия (70%) и аргона (30%) позволит работать с любыми толстыми сплавами:

• сталью;
• чугуном;
• цветными металлами.

При этом увеличится скорость сварки за счёт исключения операции по предварительному подогреву деталей. Количество дефектов — пористость швов, трещины — будет сведено к минимуму.

Минусом следует считать высокую стоимость таких смесей из-за высокого содержания редкого гелия. Поэтому используют подобные пропорции при сварке особо ответственных конструкций — при создании изделий для космоса или ВПК.

Аргон плюс гелий (по 50%) — смесь считается универсальной инертной. Благодаря этому, можно работать с большинством сплавов — как с цветными, так и чёрными. Состав из 70% аргона и 30% гелия по сравнению с чистым аргоном лучше охлаждает зону сварки, применяется для соединения деталей средней толщины, если нужно получение швов с минимумом дефектов. Смесь из 60% аргона, 38% гелия и 2% углекислоты используют для сварки легированных и конструкционных углеродистых сплавов. Дуга при этом получается стабильной, уменьшается количество брызг.

https://youtube.com/watch?v=3YPKt9t42Uk%3Ffeature%3Doembed

Аргон и водород

Применяют на производстве при работе с аустенитными (жаропрочными) сплавами. Смесь позволяет улучшить характеристики полученного шва, добиться большей эластичности. Часто применяют при работе во время создания космической и авиатехники. Процент содержания химических элементов зависит от марки сталей.

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.

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

Баллоны для газов

Чёрный с белой маркировкой

Чёрный с жёлтой маркировкой

Применение: газовая резка, сварка, в бытовых целях.

• Цвет: красный.
• Минус: горючий газ.
• Плюс: универсальный газ, средняя стоимость.

Применение: газовая, плазменная резка и сварка.

• Цвет: белый.
• Минус: горючий газ, требуется соблюдать осторожность.
• Плюс: обеспечивает максимальную температуру нагрева — до 3200 градусов.

• Цвет: синий.
• Минус: нельзя транспортировать вместе с горюче-смазочными материалами.
• Плюс: низкая цена.

Применение: сварка полуавтоматическая.

• Цвет: чёрный с белой маркировкой.
• Минус: во время сварки требуется подогрев газа.
• Плюс: невысокая стоимость.

Применение: сварка неплавящимся электродом, полуавтоматом.

• Цвет: серый.
• Минус:высокая стоимость.
• Плюс: отличное качество сварки.

Применение: проверка газопроводов после монтажа.

• Цвет: чёрный с жёлтой маркировкой.
• Минус: узкая область применения на производстве.
• Плюс: низкая стоимость.

Применение: для сварки особо ответственных деталей.

• Цвет: коричневый.
• Минус: высокая стоимость газа.
• Плюс: максимально высокое качество при сварке.

( 1 оценка, среднее 5 из 5 )

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.

Какой газ нужен для сварки полуавтоматом

Полуавтоматическая или механизированная сварка чаще всего выполняется сплошной проволокой, а сварочную дугу и расплавленный металл защищает газ. Газ подается в зону сварки через сопло горелки.

Подробно о процессе полуавтоматической сварки вы можете прочитать в нашей статье – Как работать сварочным полуавтоматом — Mig и Mag для начинающих.

Чаще всего для сварки черной стали используется СО2 (углекислый газ или как его называю углекислота). Реже используются газовые смеси в них входит СО2, Аргон, Гелий иногда Азот и кислород.

От использования газа определяется название сварки mig – сварка с применением инертного газа аргона или гелия. MAG (МАГ) – с использованием активного газа – углекислого. Остановимся поподробнее на каждом из газов.

Разработка сварочной документации, техкарт на сварку и контроль сварных соеднинений.

Как мы уже говорили полуавтоматическая (механизированная сварка аргоном) называется – маг. Этот защитный газ применяется для сварки полуавтоматом чаще всего для ответственных конструкций из стали или алюминия. Для сварки используется аргон первого сорта в котором примесей чуть больше чем в аргоне высшего сорта, а именно содержится до 0,005-0,009% азота и до 0,001-0,002 % кислорода.

Газ аргон очень хорошо защищает сварочную ванну, дугу и зону термического влияния (нагретый участок). Он не растворяется в металле шва и не насыщает нагретый участок в околошовной зоне. Газ тяжелее воздуха в 1.4-1.5 раза, не имеет ни запаха не вкуса. Ar не горючий и не ядовитый, хотя некоторые молодые сварщики боятся применять аргон говоря что но вреден для здоровья. Это не так, сам газ не вреден и не полезен.

Аргон высшего сорта используют для сварки цветных металлов и сплавов таких как сплавы алюминия, титана, хромоникелевые сплавы и т.д. Содержание примесей азота и кислорода в нем минимальны для N – в районе 0,0055 – 0,006%, для О2 – до 0,0006-0,0007 %. Газ высшего сорта стоит дороже и применять его нужно только в тех случаях, когда это обосновано.

Этот газ для полуавтомата в чистом виде применяется достаточно редко, потому как стоимость на He неоправданно высокая. Так еще гелий легче воздуха и из-за этого его расход гораздо больше, чем того же аргона. Гелий как и аргон не имеет не цвета ни запаха и тоже бывает двух сортов только называются они по другому.

Первый это высокой чистоты с содержанием гелия до 99,984-99,985%, второй это гелий технический его чистота в районе 99,7-99,8 %. При использовании гелия увеличивается глубина проплавление металла, так как из-за высокой степени ионизации дуга горит с выделением большего количества энергии (эффективнее в 1,4-2 раза по сравнению со сваркой в аргоне).

Применяют гелий при сварке активных (таких как магний, например) или химически чистых металлов (к примеру сплавы на основе алюминия и меди). Применение гелия очень распространено в США и Германии, а вот в странах СНГ применяется редко. Чаше идет в смесях и с аргоном или углекислым газом.

Углекислый газ СО2

Этот газ фаворит для полуавтоматической сварки «черных» (низкоуглеродистых, низколегированных и т.д.) сталей. Это обусловлено тем, что СО2 дешевый и найти его можно даже в отдаленных населённых пунктах.

Углекислый газ имеет слабый, еле уловимый запах (конечно если это хорошо очищенный газ, без конденсата). У газа нет цвета и вкуса, он сильный окислитель. СО2 хорошо растворяется в воде (его также используют в пищевой промышленности для газирования напитков). Иногда и сварщики на производстве используя шланг и пластиковую бутылку делают газировку.

Газ тяжелее воздуха, что хорошо для сварки так как расход газа будет не большой в сравнении с гелием. Единственное нужно обеспечивать хорошее проветривание помещения при длительном проведении сварки, так как газ может скапливаться особенно в низменностях (разных приямках и т.д.). В идеале, конечно, чтобы была вытяжка, но такие системы как правило только на крупных производствах. Двуокись углерода (СО2) уже бывает трех сортов: первый, второй и высший.

Больше всего примесей во втором сорте до 1,2%. Первый сорт содержит примесей не больше 0,4-0,5%, а высший до 0,1-0,2% и применяется уже для ответственных конструкций из стали.

Диоксид углерода (углекислота) набирает в себя влагу, что негативно скажется при сварке. Рекомендуем перед сваркой за час полтора поставить баллон вентилем вниз. Перед сваркой не переворачивая баллон открыть вентиль и выпустить немного газа с влагой. Также можно использовать специальное оборудование для просушки газа – осушитель.

В углекислоте сваривают различные стали с низким и средним содержанием углерода, можно применять при сварке коррозионностойких сталей и чугунов.

Азот

Для сварочного полуавтомата Азот используется весьма ограничено, этот газ как правило применяют при сварки меди. Потому что именно по отношению к меди азота является инертным газом. Для большинства же других металлов азот активный газ который растворяется в расплавленном металле тем самым образуя многочисленные дефекты в виде газовых пор. Выпускается 4 сортов: высшего в котором примеси не более 0,1 %. Азот же 1 сорта может содержать примеси до 0,5%, 2 сорта  0,9— 1% принеси. Что касается азота 3-сорта он может содержать до 3% различных примесей. Азот не имеет цвета, ни запаха, ни вкуса он не ядовитый. Для сварки представляется в баллонах чаще всего имеющих объем 40 л. Эти баллоны имеют окрас чёрного цвета, как и баллон углекислоты, с надписью жёлтым «Азот».

Кислород является очень активным газом. Сам он не горит, но очень активно поддерживает горение. Для сварки, кислород в чистом виде не применим. Как правило кислород используется лишь в смеси с инертными газами. Кислород не имеет ни запаха, ни вкуса, ни цвета. Выпускают кислород 3 сортов : 1-сорт с содержанием чистого кислорода 99,7-99,8%; 2 сорт – 99,4% – 99,5% и 3 сорт с содержанием примеси до 0,8%. Более подробное использование кислорода рассмотрим в разделе про смеси газов.

Полезная статья – А вы знаете сколько весит кислородный баллон и какой его объем.

Сварочная смесь для полуавтомата

Для полуавтоматической сварки чаще всего используются такие смеси газов как: смесь аргона и гелия, смесь аргона и углекислого газа, смесь аргона и кислорода, а также смесь аргона углекислоты и кислорода в различных процентных соотношениях.

Смесь аргона и кислорода

При содержании кислорода от 1% до 4% в смеси процесс сварки становятся очень стабильным, увеличивается текучесть металла, расплавленного в сварочной ванне. Перенос металла становится мелкокапельным, брызг становится очень мало, а шов получается ровным и красивым. При мелкокапельном переносе металла значительно сокращается расход сварочный проволоки, которая сильно тратиться на разбрызгивание.

Смесь аргона и гелия

Эту смесь используют для сварки активных, цветных металлов и сплавов таких как алюминия, титана и прочих. Данная смесь обеспечивает очень высокий уровень защиты расплавленного металла в сварочной ванне. Оптимальный состав для этой смеси 50% + 50%. Также можно встретить соотношение 60-65% гелия и 35— 40% аргона.

Смесь углекислого газа и кислорода

Подобные смеси на практике не очень часто используются. Оптимальный для них состав это 65-75% углекислого газа и 25-35 % кислорода. При использовании таких смесей, шов формируется несколько лучше чем если использовать чистую углекислоту. Применяется как правило подобной смеси для сварки чёрных стали (углеродистых конструкционных, а также некоторых легированных).

Смесь аргона и углекислого газа

Такая смесь чаще всего используется для сварки углеродистых, низко- и среднелегированных, стали аустенитного класса (нержавейки). Соотношение этой смеси 74— 80% аргона и 20— 26% СО2. При использовании этой смеси обеспечивается очень хорошая защита сварочный дуги и металла.

Также идет очень незначительное разбрызгивание металла. Сварочный шов получается мелкочешуйчатый, а процесс формирования шва стабильный. Эта смесь очень хорошо повышает производительность сварки так как наличие аргона увеличивает мощность сворачивай другие. Благодаря этому свойству процесс идет быстрее.

Полезная статья – Как правильно выбрать сварочный кабель для инверторного аппарата и не потерять деньги.

Расход газа при сварке полуавтоматом

Расход газа при полуавтоматической сварке зависит от нескольких факторов:

• наличие сквозняка;
• свойств газа;
• свойств свариваемого металл;
• тип соединения;
• толщины свариваемых деталей.

Наличие сквозняка— если в помещение есть сквозняк или работы ведутся на открытом воздухе, где есть ветер, газ будет сдувать. Чтобы предотвратить его сдувание нужно увеличивать расход газа. Именно поэтому при наличии сквозняков и работе на открытом воздухе расход газа значительно увеличивается.

Свойства газа— такие газы как гелий и его смеси который легче воздуха, улетучиваются и при их использовании расход достаточно высокий. Если необходимо сократить расход, то лучше выполнять сварку в среде гелия в закрытых камерах или с использованием козырьков.

Свойства свариваемого металла – для сварки цветных металлов, а также их сплавов для обеспечения качественной защиты, чтобы в сварочную ванну не попадали газы из атмосферы применяют параметры с высоким расходом газа.

Тип соединения— от типа сварного соединения напрямую зависит расход газа особенно это видно на соединениях, где необходимо подваливать корень шва или соединение с двусторонней разделкой кромок.

От толщины свариваемых деталей— чем больше толщина свариваемых деталей, тем больше сварочный ток и соответственно больше расход газа. Это необходимо чтобы защитить большую зону сварки, широкую ванну и сварочную дугу.

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

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.

Какой газ используют для сварки полуавтоматом – критерии выбора

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.

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

Какой газ нужен газовой сварки

Зачастую газовую сварку и газы которые в ней применяются путают с полуавтоматической и газами которые применяются для нее. Вкратце расскажем разницу. Газовая сварка выполняется за счёт сгорания горючего газа, а при полуавтоматической же газ используется для защиты, он не горит.

Ацетилен

Чаще всего именно ацетилен используют как сварочный газ для газовой сварки. Этот газ легче воздуха он бесцветный имеет слабый запах. При горении температура пламени ацетилена бывает в районе 2950— 3120 Градусов Цельсия. Ацетилена очень легко воспламеняется даже от статического разряда, потому баллоны с этим газом заполнены пористым веществом который пропитывают ацетоном.

Также его применяют для газовой резки, но реже. Чаще для этой цели используют пиролизный или природные газы о них поговорим далее.

Природные

Природные газы для сварки применяются гораздо реже нежели ацетилен ввиду их низкой температурой горения, а вот для резки применяются очень часто потому что стоят они недорого по сравнению с тем же ацетиленом. Применение природных газов более безопасно в отличие от ацетилена потому как они менее огнеопасны. Температура их горения значительно ниже, где-то в районе 2100— 2300 Градусов Цельсия.

Водород является альтернативой ацетилена при газовой сварки . Этот газ не имеет ни цвета, ни вкуса, также не имеет запах, он легче воздуха. Также водород обладает высокой текучестью и взрывоопасность при смеси с воздухом. Для сварки водород используется не в баллонах, а получают в специальных аппаратах для водородной сварки из воды под действием электрического тока.

Применение водорода вместо ацетилена обеспечивает более качественные ровный сварочный шов. Но несмотря на это преимущество данный способ редко применяется на практике. Так как есть целый ряд сложностей, возникающих в процессе сварки. Одно из них это появление большого количества шлака в процессе сварки, что требует введение дополнительных компонентов в расплав металла.

Также для работы аппарат водородный сварки требуется электричество, лишая данный способ автономности присущий газовой сварке. Грубо говоря – Если есть электричество зачем получать газ, можно просто заварить ручной сваркой.

Полезная статья – 9 основных видов сварочных аппаратов применяемых повсеместно

Пиролизный

Получают этот газ на крупных нефтеперерабатывающих предприятиях как побочный продукт процессе нефтепереработки. После его получения газ требует определенную очистку и обработку для снижения его химической активности. Его свойства очень близки свойствам природных газов.

Используется для резки металлов, для сварки же достаточно редко ввиду опять же низкой температурой горение.

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.

Полезная статья – Все что нужно знать про клей поксипол, чтобы обойтись без сварки.

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.

В ЧЕМ КОНКРЕТНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ

В результате использования смесей снижается количество брызг от металла, следовательно, их меньше попадает на шов, а значит, процесс зачистки шва от брызг сокращается по времени и трудоемкости.

Электроды не разбрызгиваются при сварке, следовательно, расходные материалы экономятся в процессе работ со сварочным аргоном

Металлические элементы скрепляются между собой плотно, прочно, но при этом пластично.

В процессе сварки с использованием аргоновых смесей выделяется меньшее количество сварочных аэрозолей и дымов, что улучшает условия труда сварщиков.

Смесь позволяет избежать в рабочем процессе проблем, которые неминуемо возникают, если соединять между собой металлы со следами ржавчины или технологической смазки, а также тогда, когда во время соединения рывками подается проволока к сварному соединению.

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 сварочных смесей

Существенно повысить качество и эффективность сварочных работ позволяет применение сварочных защитных смесей, составленных в определенной пропорции. Применение правильно подобранной сварочной смеси не только повышает производительность, но и позволяет получить более качественные и надежные швы, благодаря таким особенностям:

• повышение стабильности дуги;
• возрастание скорости наплавления металла;
• снижение разбрызгивания;
• повышение пластичности и плотности шва;
• уменьшение задымленности.

Для того, чтобы сделать выбор между углекислотой и определенной сварочной смесью, необходимо учесть сложность предстоящей сварочной работы, требуемое качество шва, целесообразность и возможность материальных затрат.

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.

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.

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.

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.

Применение углекислоты

Углекислота (двуокись углерода CO2) — единственное вещество, которое используют при сварке в чистом виде, то есть без добавления инертного газа. К тому же этот вариант защиты один из самых недорогих, поэтому он достаточно популярен в случаях, когда материальная сторона стоит на первом месте. Углекислота является наиболее часто применяемым из химически активных газов при MAG методе, используемом при сварке заготовок из не легированных, низколегированных и коррозионно-устойчивых сталей. Она позволяет получить значительный тепловой эффект, что необходимо при работе с металлическими заготовками большой толщины. Однако дуга при этом не особо стабильна, а это приводит к разбрызгиванию металла. Поэтому используют углекислоту в чистом виде только при работе на короткой дуге.

Чистый углекислый газ более плотный, чем воздух, подаваемый в зону сварки, вытесняет воздух, создавая защитную среду. Двуокись углерода можно использовать при ручной, полуавтоматической и автоматической сварке. Чаще всего ее применяют при полуавтоматической сварке.

Железо и углерод, входящие в состав стали свариваемых деталей, под действием углекислого газа при сварке в его среде окисляются. Поэтому при формировании шва для предотвращения окисления металла используют специальную присадочную проволоку, содержащую марганец и кремний. Расход углекислоты зависит от: толщины соединяемых металлических деталей, диаметра присадочной проволоки и параметров подаваемого на электрод тока.

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.

СОСТАВ СМЕСЕЙ ГАЗОВ ПО ТУ 2114-001-99210100-09

• Аргон (80%) и углекислый газ (20%) — Ar+CO2 20%; • Аргон (88%) и углекислый газ (12%) — Ar+CO2 12%;• Аргон (92%) и углекислый газ (8%) — Ar+CO2 8%;• Аргон (98%) и углекислый газ (2%) — Ar+CO2 2%;• Аргон (95%) и кислород (5%) — Ar+O2 5%.

Аргон (Ar) — область применения

Инертный газ аргон остается пассивным ко всем веществам. Не имеет цвета и запаха. Аргон тяжелее воздуха, поэтому аналогично углекислоте эффективно вытесняет его из сварочной ванны, обеспечивая надежную защиту. Он существенно дороже углекислоты.

Ar в чистом виде применяется в качестве защитного газа в процессе аргонодуговой TIG сварки. При полуавтоматической MIG/MAG сварке аргон используется для защиты при работе с легированными сталями, медью, алюминием, тугоплавкими металлами или входит в состав защитных газовых смесей.

Аргон как защитный газ применяется в машиностроении и в строительстве для сварки деталей из высоколегированной стали, для оперативной резки металлов, в том числе и толстых листов тугоплавких металлов.

Таким образом, на вопрос, поставленный в заголовке статьи, нельзя дать однозначного ответа. Все зависит от поставленной задачи, однако при полуавтоматической сварке использование углекислого газа можно назвать предпочтительным с точки зрения себестоимости при работе с определенными материалами.

Аргонодуговая (TIG) сварка выполняется инверторным сварочным аппаратом. Дуга образуется между изделием и вольфрамовым электродом. Аргонодуговая сварка медленнее полуавтоматической, но ее можно применять для сварки очень тонких металлов и получать аккуратные швы. Если при MAG сварке можно использовать и углекислоту, и аргон, то TIG сварка требует применения аргона. Это связано с тем, что углекислота — активный газ и под действием высокой температуры распадается на кислород и оксид углерода. Кислород насыщает сварочную ванну. При полуавтоматической сварке этот эффект нейтрализуется добавлением в сварочную проволоку раскислителей.

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.

КАК СМЕШИВАЮТСЯ ГАЗЫ?

Для осуществления процесса смешения можно использовать ротаметр. Таким образом, смешивание происходит по месту производства сварочных работ. Но это только один вариант смешивания, который осуществляется прямо на рабочем месте сварщика. Также смеси могут быть изготовлены заранее, например, на заводе по производству газовых сварочных веществ, а также смешиваться заранее, на предприятии, до поступления газа на место сварки.

Повлиять на состав смеси можно, например, при непосредственном регулировании уровня расхода каждого из газа смеси, устанавливая редуктор на баллоне с аргоном и другим компонентом на нужный уровень.

Углекислота (CO2) и ее применение

Углекислота (двуокись углерода) — бесцветный активный газ, растворимый в воде, не ядовит, взаимодействует с кислородом. Углекислый газ тяжелее воздуха, благодаря чему он надежно изолирует расплавленный металл от контакта с ним. Это единственный активный газ, который используют при сварке как защитный в чистом виде, то есть не добавляя к нему инертный газ.

Углекислота широко применяется при полуавтоматической cварке методом MAG. Этот вариант защиты привлекателен невысокой ценой, но для него характерна не особо высокая стабильность дуги и повышенное разбрызгивание металла.

Углекислоту применяют при сварке деталей из углеродистых и низколегированных сталей. Использование углекислоты позволяет получить хороший тепловой эффект, который необходим при работе с заготовками из металла большой толщины. Из-за невысокой стабильности дуги использовать углекислоту рекомендуется только при сварке на короткой дуге.

Чаще всего углекислоту в чистом виде применяют в строительстве, в машиностроении при кузовном ремонте, холодной посадке деталей машины, и т.п.

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.

Способы смешивания газа

Для получения газовой защитной смеси используются два способе — производственный и непосредственно на рабочем месте.

При производственном методе получения смеси используются специальные газовые смесители, позволяющие смешивать 2–3 различных компонента. Получения заданного процентного соотношения обеспечивается подбором соответствующих диаметров расходных отверстий и тарировкой самого смесителя.

Простой способ смешивания, выполняемый на рабочем месте, использует ротаметр. Состав смеси аргона и-углекислоты или углекислоты и кислорода регулируется с помощью редукторов на газовых баллонах. Регулируя расход и контролируя показания ротаметра, добиваются требуемого соотношения используемых составляющих. Однако такой метод не позволяет обеспечивает максимальной точности, что сказывается на качестве шва.

Сварочная смесь или углекислота — что же лучше?

Основные различия между чистой углекислотой и сварочными смесями:

• углекислоту можно использовать только при сварке ограниченного вида металлов — углеродистых и низколегированных сталей, а сварочные смеси имеют более широкую сферу применения — их применяют при сварке различных цветных металлов и сплавов;
• углекислота — однородный газ, а сварочные смеси получают смешиванием в определенных пропорциях разных газов, для чего нужно специальное оборудование;
• производительность сварки в защитной среде из сварочных смесей значительно выше, чем в среде углекислого газа.

Общее у этих защитных газовых сред — улучшение качества и повышение производительности сварочных работ.

Основной вывод: преимущества сварочных смесей перед углекислотой заключается в возможности работать с различными материалами, более высокая производительность и более высокое качество соединений. Однако использование углекислого газа предпочтительнее при работе с определенными материалами и полуавтоматической сварке.