Комплексные поставки запорной арматуры
и деталей трубопроводов →

Тел: +7 (3522) 55-48-26

Сварка дуговая в защитном газе


Дуговая сварка в защитном газе: описание технологии, режимы, способы

Дуговая сварка в защитном газе представляет собой метод, который значительно повышает качество результата работы. Эта технология имеет ряд особенностей. Прежде чем применять ее, мастер должен ознакомиться с основами дуговой сварки, которая проводится в среде защитных газов. Об особенностях этой технологии будет рассказано далее.

 

Особенности методики

Одним из подвидов дугового соединения металлических изделий, заготовок является дуговая сварка в защитных газах. ГОСТом регламентирован процесс, во время которого в точку плавления подается газ. Это может быт аргон, кислород, азот или прочие разновидности. Существуют определенные особенности подобного процесса.

Каждый сварщик знает, что качество сварного шва зависит не только от умений мастера, а еще и от условий в точке плавления. В идеальном случае здесь должны присутствовать только электрод и присадочные материалы. Если сюда попадают иные элементы, они способны оказать негативное воздействие на сварку. Место спайки будет из-за этого недостаточно прочным.

Технология ручной дуговой сварки в защитном газе появилась еще в 1920 году. Применение подобных субстанций позволяет сделать швы без шлака. Они характеризуются высокой чистотой, не покрываются микротрещинами. Этот метод активно применяется в промышленности при создании разных элементов из металла.

Особые пропорции защитных газов позволяют снять напряжение в зоне расплава. Здесь не возникают поры, что заметно повышает качество спайки. Шов становится прочнее.

В промышленных условиях в ходе сварочных работ применяют стержни, смешанные с аргоном и диоксидом углерода. Благодаря такой комбинации дуга становится постоянной, оберегая зону расплава от сквозняков. Это позволяет соединить тонкие листы металла.

Если же требуется выполнить глубокую проплавку, смешивают углекислый газ и кислород. Этот состав обладает окислительными свойствами, защищает шов от пористости. Существует множество методик, которые предполагают применять разные газы в ходе сварочных работ. Выбор зависит от особенностей проведения этого процесса.

Техника сварки

Существуют разные режимы дуговой сварки в среде защитного газа. Применяется две основные методики. Первая из них предполагает применение плавящихся шпилей. По ним проходит ток, а стержень из-за этого расплавляется, образуя прочный шов. Этот материал обеспечивает прочное соединение.

Вторая методика предполагает проведение дуговой сварки в защитном газе неплавящимся электродом. В этом случае ток также проходит по стержню, но материал соединяется благодаря расплавлению краев металлических деталей, заготовок. Материал электрода не становится частью шва.

В ходе проведения подобных манипуляций применяются разные газы:

  • Инертные. Такие субстанции не имеют запаха и цвета. У атомов присутствует плотная оболочка из электродов. Это обуславливает их инертность. К инертным газам относятся аргон, гелий и т. д.
  • Активные. Растворяются в металлической заготовке, вступая с ней в реакцию. К таким средам относятся диоксид углерода, водород, азот и т. д.
  • Комбинированные. В ходе определенных процессов нужно применять обе разновидности газов. Поэтому сварка проходит в среде как активных, так и инертных газов.

Чтобы выбрать газовую среду, учитывают состав металла, экономичность самой процедуры, а также свойства спайки. Могут учитываться и прочие нюансы.

В ходе применения инертных газов устойчивость дуги повышается, что позволяет выполнить глубокую расплавку. Подобные вещества подаются в зону расплава несколькими потоками. Если он идет параллельно стержню, это центральный поток. Также есть боковые и концентрические струи. Также газ может подаваться в подвижную насадку, установленную над рабочей средой.

Стоит отметить, что при дуговой сварке, которая происходит в газовой ванне, тепловые параметры приемлемые для производства шва требуемой модели, качества и размера. Выбор режима Чтобы соответствовать требованиям ГОСТ, дуговая сварка в защитных газах может проводиться в разных режимах. Для этого в большинстве случаев требуется применение инверторов полуавтоматического типа. При помощи такой аппаратуры становится возможным регулировать поток электричества, его напряжения.

Инверторные полуавтоматы служат источником питания. Они могут отличаться мощностью, а также опциями. Эксплуатационные качества зависят от модели. Для большинства стандартных операций, в ходе которых не требуется проведение сварки толстых или нечасто используемых сплавов, применяются простые аппараты.

Автоматическая дуговая сварка в среде защитных газов различается массой параметров:

  • Радиус проволоки.
  • Диаметр проволоки.
  • Сила электричества.
  • Напряжение.
  • Скорость подачи контакта.
  • Расход газа.

Существующие полуавтоматические режимы дуговой сварки в защитных газах также разделяют на локальные и общие. В первом случае защитный газ поступает из сопла в зону сварки. Этот вариант применяется чаще. При помощи локальной сварки можно соединить разные материалы, но результат не всегда может быть удовлетворительным.

При использовании локальной подачи газа в зону расплава может попадать воздух. Это снижает качество шва. Чем больше заготовка, которую нужно сварить, тем хуже будет результат при использовании такой методики.

Если нужно сварить крупногабаритные детали, применяются камеры, в которых регулируется атмосфера. Из них откачивается воздух, создается вакуум. Дальше в камеру закачивают нужный по технологии газ. При помощи дистанционного управления производится сварка.

Подготовка к сварке

Чтобы правильно выполнить процедуру соединения металлических заготовок, нужно понимать сущность дуговой сварки в защитном газе. Сварка требует правильной подготовки. Эта процедура всегда одинаковая, независимо от технологии сварки. Сначала кромкам придают правильную геометрию. Это определяется ГОСТом 14771-76.

Механизированная дуговая сварка в защитном газе применяется для полной проварки сплава, что позволяет полностью соединить края заготовки. Зазора между ними не остается. Если же присутствует определенный отступ, разделка краев, проварку можно провести для заготовки, толщина которой не превышает 11 мм.

Для увеличения производительности в процессе автоматической сварки проводится разделка краев заготовок без откосов.

После проведения сварки в углекислом газе потребуется очищать всю плоскость шва от грязи и шлака. Чтобы загрязнение было менее значительным, поверхности обрабатывают особыми составами. Чаще всего это аэрозоли, которые распыляют на металл. Ждать его высыхания не нужно.

В ходе последующей сборки применяются стандартные запчасти, например, клинья, прихватки, скобы и т. д. Конструкция перед началом работы требует тщательного осмотра.

Преимущества и недостатки

Ручная и автоматическая дуговая сварка в защитных газах имеет как преимущества, так и недостатки.

К положительным качествам этого метода относятся:

  • Качество шва получается очень высокое. Этого не могут обеспечить иные методики сварки.
  • Большинство защитных газов стоит относительно недорого, поэтому процесс сварки не удорожается сильно. Даже дешевые газы обеспечивают качественную защиту.
  • Опытный сварщик, который ранее применял иные методики, легко освоит и эту технологию, поэтому поменять специфику маневров сможет даже крупное предприятие с большим количеством сотрудников в штате.
  • Процесс универсальный, позволяет сварить как тонкие, так и толстые листы металла.
  • Производительность высокая, что положительно сказывается на результатах работы производства.
  • Методика применяется не только для сварки черных, но и цветных металлов и сплавов.
  • Процесс сварки при использовании газовой защитной ванны легко поддается модернизации. Его можно переделать из ручного в автоматический.
  • Процесс сварки можно приспособить ко всем тонкостям производства.

Автоматическая и ручная дуговая сварка в среде защитных газов имеет и определенные недостатки:

  • Если сварка производится на открытом участке, нужно обеспечить хорошую герметичность камеры. В противном случае защитные газы могут выветриваться.
  • Если же сварка проводится в помещении, здесь обязательно должна быть обустроена качественная система вентиляции.
  • Некоторые разновидности газов стоят дорого (например, аргон). Это повышает себестоимость продукции, удорожает весь процесс производства.

Разновидности газов

Дуговая сварка в среде защитных газов производится в разных средах. Они могут быть активными или инертными. К последним относятся такие вещества как Ar, He и прочее. Они не растворяются в железе, не вступают с ним в реакцию.

Инертные газы применяют для сварки алюминия, титана и прочих популярных материалов. Дуговая сварка в защитном газе неплавящимся электродом применяется для стали, которая плохо поддается плавлению.

Активные газы также применяются в ходе проведения подобных работ. Но в этом случае чаще используют дешевые разновидности, например, азот, водород, кислород. Одним из самых популярных веществ, которые применяются в ходе сварки, является двуокись углерода. По цене это самый выгодный вариант.

Особенности газов, чаще всего применяемых в ходе процесса сварки, следующие:

  • Аргон не воспламеняется, а также не взрывоопасен. Он обеспечивает качественную защиту сварного шва от неблагоприятных внешних воздействий.
  • Гелий поставляется в баллонах с повышенной устойчивостью к давлению, которое здесь достигает 150 атм. Сжижается газ при очень низкой температуре, достигающей -269ºС.
  • Двуокись углерода является неядовитым газом, который не имеет запаха и цвета. Это вещество добывают из дымовых газов. Для этого применяется специальное оборудование.
  • Кислород является веществом, которое способствует горению. Его получают при помощи охлаждения из атмосферы.
  • Водород при контакте с воздухом становится взрывоопасным. При обращении с таким веществом важно соблюдать все требования безопасности. Газ не обладает цветом и запахом, помогает процессам воспламенения.

Особенности сварки в углекислоте, азоте

Дуговая сварка в защитном газе плавящимся электродом проводится при использовании углекислоты. Это самая дешевая методика, которая сегодня пользуется большим спросом. Под воздействием сильного нагрева в зоне плавления СО₂ превращается в СО и О. Чтобы уберечь поверхность от окислительной реакции, в проволоке присутствуют кремний и марганец.

Это также приводит к некоторым неудобствам. Кремний и марганец вступают между собой в реакцию, образуя шлак. Он проступает на поверхности шва, требуя устранения. Это выполнить несложно. На качество сварного шва это обстоятельство никакого воздействия не имеет.

Перед началом работы из баллона удаляют воду, для чего его переворачивают. Это нужно делать с определенной периодичностью. Если не выполнить такую манипуляцию, шов станет пористым. Его прочностные качества будут невысокими.

Дуговая сварка в защитном газе может выполняться при помощи азота. Эта технология применяется для спайки медных заготовок или деталей из нержавейки. С этими сплавами азот не вступает в химическую реакцию. В ходе проведения сварки применяются графитовые или угольные электроды. Если применять для этих целей вольфрамовые контакты, это вызывает их перерасход.

Важно правильно настраивать оборудование. Это зависит от сложности сварки, типа материала и прочих условий. Чаще всего применяется оборудование с напряжением 150-500 А. Оно создает дугу 22-30 В, а расход газа при этом составляет 10 л/мин.

Процесс сварки

Дуговая сварка в защитном газе является эффективной методикой. Но чтобы этого добиться, мастер должен выполнять все требования, выдвигаемые стандартами к этому процессу. Эта методика несколько отличается от иных техник, что мастер должен обязательно учитывать.

Сначала металл готовят для проведения процесса сварки. При использовании такой технологии эта процедура оказывает меньшее воздействие на результат, но проводить ее нужно. Далее проводится настройка оборудования в соответствии с параметрами сварки. Учитывается толщина и тип материала.

Когда оборудование будет готово, производится розжиг дуги. При этом подпаливают пламя горелки. Некоторые разновидности сварки предполагают проведение предварительного прогрева заготовки. Для этого сначала включают горелку, при помощи которой производится предварительная обработка металла.

Когда вокруг дуги начнет образовываться сварочная ванна, начинают подавать проволоку. Для этого оборудование оснащают специальным подающим устройством. Оно поставляет проволоку в зону расплава с определенной скоростью. Если нужно сделать длинный шов, это удобно, так как дугу не придется разрывать. Для этого применяется неплавкий электрод, который поддерживает дугу длительное время.

Если сварка происходит при использовании постоянного тока, его полярность должна быть обратной. Это сокращает вероятность разбрызгивания, но повышается расход металла. Коэффициент наплавления при использовании подобной методики заметно снижается. При прямой полярности он возрастает в 1,5 раз.

Ванну желательно вести слева направо (если мастер правша). Так будет видно процесс формирования шва. Также все действия нужно выполнять по направлению к себе. Шов создается просто, от мастера требуется только ровно вести аппарат на перманентной скорости.

Дуга отрывается от заготовки в обратном направлении относительно движения сварки. В некоторых случаях после такой манипуляции может потребоваться дополнительный прогрев.

Оборудование

Дуговая сварка в защитном газе производится при помощи специального оборудования. Оно применяет стандартные источники электропитания, а также обладает функцией регулировки напряжения.

Агрегаты для сварки оснащаются устройством, передающим проволоку. Также здесь предусмотрены узлы для подачи газов в зону плавления при помощи шлангов из баллонов. Процедура сварки производится при постоянной высокой частотности тока. От правильности регулировки зависит стабильность дуги. Также настраивается скорость подачи проволоки. Наиболее популярными агрегатами для проведения подобной сварки являются:

  • «Импульс 3А». Применяется для сварки алюминия, но недостатком является малая функциональность прибора. Его также можно применять для сварки черных металлов, а также создания потолочных швов.
  • «ПДГ-502». Применяется для проведения спайки в углекислом газе. Аппарат надежный и производительный. Работает от сети как 220 В, так и 380 В. Электричество может регулироваться от 100 А до 500 А.
  • «УРС 62А». Применяется при сварке в полевых условиях. Преимущественно используется для сварки алюминия, но может и обработать титан.

Средства защиты

Сварочные работы при использовании газа отличаются высокой степенью опасности, особенно при использовании взрывоопасных веществ. Поэтому сварщик должен применять в работе индивидуальные средства защиты. Они должны закрывать кожу, глаза, не позволять мастеру вдыхать вредные пары.

Даже если проводится кратковременная сварка в собственном гараже, мастер должен применять специальную маску, респиратор и термоустойчивые краги. В этом случае работа будет выполняться в безопасном режиме, что также сильно отражается на качестве результата.

Сварка в среде защитных газов : режимы, технология, применение, способы

Прочность скрепления деталей зависит не только от навыков специалиста, но и от условий, в которых ведётся работа. Чтобы соединение получилось на надлежащем уровне, в точке плавления повинны присутствовать исключительно электрод и присадочные материалы. Попадание второстепенных элементов способно оказать негативное воздействие на спайку. Решить задачу помогла эксплуатация специальных газообразных субстанций, а сама технология появились в далёком 1920 году. Помимо защищающего слоя они помогают сделать швы чистыми, без шлака и трещин, что соответствует ГОСТУ. Это ключевая причина, по которой промышленность предприимчиво употребляет подобные сварочные методы.

Сварка заготовок в среде защитных газов

Сущность способа

Сварка заготовок в среде защитных газов – одна из подвидов дугового скрепления, но здесь в точку расплавки подаётся аргон, азот, кислород и прочее. Если есть необходимость интегрировать низкоуглеродистую или легированную сталь, к газу добавляют 1-5% кислорода. Такие пропорции снижают критическое напряжение, что уберегает от возникновения пор и повышает качество спайки.

Для производства с плавящимся стержнем смешивают аргон и 10-20% диоксида углерода. Это даёт такие же показатели, как и в предыдущем случае, однако, прибавляет постоянства дуге и оберегает область от сквозняков. Сама методика пользуется популярностью преимущественно в обработке тонких листов металла.

В ходе глубокой проплавки применяют «СО2» и 20% «О». Смесь наделена повышенными окислительными свойствами, придаёт хорошую форму, защищает плиты от пористости. Аналогичные показатели характерны и для других соединений, но каждая процедура имеет индивидуальный подход, который будет зависеть от обстановки, толщины объекта и других параметров.

Схема дуговой сварки в среде защитных газов

Несмотря на высочайшие результаты, стыковочная плоскость вынуждена быть тщательно обработана последующими методиками:

  • выравнивание;
  • очистка от ржавчины;
  • удаление зазубрин;
  • подогрев.

Если подготовительные манипуляции будут выполнены неправильно, это приведёт к возникновению сварного брака.

Технология сварки

Дуговая сварка, проходящая в защитном газе, подразумевает использование двух подходов: неплавящимся и плавящимся шпилями. Первая разновидность делает сварной спай при помощи расплавления углов сплава. Во втором случае переплавленный стержень играет роль главного вещества для интеграции. Чтобы обеспечить оптимальную сохранность среды потребляют несколько вариаций:

  1. Инертные – не имеют цвета и запаха, а инертность обуславливается наличием у атомов плотной электронной оболочки. К таким типам относятся гелий, аргон и другие.
  2. Активные – вступают в реакцию с заготовкой, и растворяются в ней. К данной категории относятся двуокись углерода, азот водород и прочие.
  3. Комбинированные примеси. Сюда относятся комбинации предыдущих пунктов. Автоматическая сварка в среде настоящих защитных газов нужна для улучшения технических атрибутов и формирования качественного шва.

Технология сварки в защитном газе

Выбор будет отличаться от химического состава металла, экономностью процедуры, свойством скрепления и иными нюансами.

Для манипуляций разрешено применять и электродуговую аппаратуру.

Инертные газообразные примеси повысят устойчивость дуги и дадут возможность проводить более глубокую расплавку. Смесь подаётся в динамическую область несколькими потоками: центральным (параллельно стержня), боковым (сбоку, отдельно от стержня), парой концентрических струй и в подвижную насадку, которую монтируют над рабочей средой. Дуговая сварка в любом защитном газе создаёт приемлемые тепловые параметры, которые положительно сказываются на модели, размере и качестве шва.

Для снабжения газового потока расходуют специализированные сопла, но в некоторых обстоятельствах объекты помещаются в прозрачные камеры, которые устанавливаются над стыком. К данному приёму прибегают довольно редко, и, в основном, для скрепления крупногабаритных составляющих.

Режимы

Для этих операций чаще пускают в дело инверторные агрегаты полуавтоматического класса. С их поддержкой проводится настройка электричества и подаваемого напряжения. Также эти станции служат базовым источником питания, а их мощность и опции регулирования варьируются в зависимости от модели. Если есть потребность провести стандартную деятельность (без оборота толстых и непопулярных сплавов), можно выбрать самую простую аппаратуру.

Режимы сварки в углеродном газе

Дуговая автоматизированная сварка в защитных газах может различаться по многим величинам, большинство из которых определяется по положениям: 1-е радиус проволоки, 2-е её диаметр, 3-е сила электричества, 4-е напряжение, 5-е скорость подачи контакта, 6-е расход газа. А выглядит всё так:

  • 15см, 0.8мм, 120А, 19В, 150м\ч, 6ед\мин;
  • 7мм, 1мм, 150А, 20В, 200м\ч, 7ед\мин;
  • 2мм, 1.2мм, 170А, 21В, 250м\ч, 10ед\минут;
  • 3мм, 1.4мм, 200А, 22В, 490м\ч, 12ед\мин;
  • 4-5мм, 0.16см, 250А, 25В, 680м\ч, 14ед\минут;
  • более 0.6см, 1.6мм, 300А, 30В, 700м\ч, 16ед\мин.

Эти характеристики являются стандартными, и рассчитаны для процессов с углекислотой.

Ручной способ и сваривание в камере

Агрегаты полуавтоматического типа, сопровождаемые использованием оградительной среды, подразделяются на два подхода: локальный и общий типы. В большинстве случаев эксплуатируют первая версия, где защитная субстанция поступает на прямую из сопла. Такая методика даёт возможность варить любые изделия, однако, результат не всегда может быть на удовлетворительном уровне. Попадание воздуха в зону плавления сильно снизит характеристики шва, и чем больше предмет, тем выше шансов получить спайку низкого качества.

Поэтому для крупногабаритных рекомендуется эксплуатировать камеры с регулировкой атмосферы внутри. Проходит она следующим образом:

  • из полости откачивается весь воздух до состояния вакуума;
  • затем идёт закачка нужного газа;
  • проводиться варка с дистанционным управлением.

Камера для сваривания

Есть и другие способы дуговой сварки ручного типа в защитных газах: некое пространство заполняют соответствующим элементом, а специалист выполняет все действия в скафандре с индивидуальной системой дыхания.

Это довольно сложные деяния, которые требуют подготовки и навыков. Но это даёт абсолютную гарантию на то, что спайка будет находиться в надёжной обороне. А это немаловажное требование для производства сложных заготовок. Что касается электродов, то использовать можно как плавящиеся, так и неплавящиеся модели.

Подготовка кромок и их сборка под сварку

Подготовительные действия проводятся во всех вариантах аналогично. Образ разделки кромок обязан заключать правильные геометрические параметры и соответствовать ГОСТу или другим техническим правилам. При механической варке можно полностью проварить сплав, не разделяя края и не оставляя зазора между ними. При наличии некоторого отступа или разделке краёв можно провести проварку, но толщина предмета должна быть не более 11 мм. Есть способы увеличить производительность процесса автоматического приёма сваривания, и для этого вынуждена проводиться разделка боковых углов без откоса.

Скачать ГОСТ 14771-76

В ходе приварки происходит усадка металла, которая сказывается на правильности зазора. Чтобы избежать трудностей, выполняется шарнирное прикрепление с определённым углом открытия кромок, который будет зависеть от размера объекта.

Подготовленная кромка

В работе с защитой углекислоты всю плоскость приходится очищать от шлака и капель грязи. Чтобы уменьшить предстоящее загрязнение, которое может образоваться в ходе манипуляция, плоскость обрабатывают специальными жидкостями. При этом нет необходимости ожидать полного высыхания аэрозоля. Последующая сборка проходит с использованием стандартных запчастей: клинья, скобы, прихватки и прочее. Также перед началом следует осмотреть конструкцию.

Достоинства и слабые места процесса

К положительным сторонам нужно отнести следующие пункты:

  • в отличие от других методов, характер шва получается с более высокими характеристиками;
  • большинство элементов стоят не дорого, однако, это не мешает им обеспечивать высококлассную защиту;
  • у опытного сварщика не возникнет проблем с освоением подобной технологии, поэтому крупное производство может с лёгкостью поменять специфику манёвров;
  • в защитной среде может проводиться сваривание как тонколистового, так и толстолистового проката;
  • данная методика показывает большие показатели производительности;
  • техника отлично подходит для процедур с алюминием, цветными металлами и другими видами, которые наделены устойчивостью к коррозии;
  • такой подход легко поддаётся модернизации, его легко перенести в автоматический порядок, и можно приспособить к любым условиям.

Недостатки сварки в среде защитных газов выглядят таким образом:

  • при приварке на открытом пространстве следует позаботиться о хорошей герметичности камеры. В противном случае высока вероятность выветривания газообразных примесей;
  • варка в закрытом пространстве обязана сопровождаться высококлассной функциональностью вентиляции;
  • некоторые виды газов, например, Аргон, дорого стоят.

В остальном технология является довольно удачной, и существенных недостатков не заключает.

Какие газы применяют

Защитные газы создают обстановку для дуговой сварки, и делятся инертные и химические группы. Первая категория представляется самой популярной, и сюда входят «Ar», «He» и другие их комбинации. Основной их задачей является вытеснение кислорода из области термического воздействия. Нужно отметить, что эти вариации веществ не вступают в реакцию с железом, и не растворяются в нём.

Применение этого класса необходимо для спайки самых популярных сплавов: титан, алюминий и другие. Если сталь обладает повышенной устойчивостью к температуре и плохо плавиться, разумно пускать в ход неплавящийся электрод.

Газы, применяемые для сварки

Активные газы тоже пользуются определённой популярностью, ведь к этой категории относятся недорогие разновидности: водород, азот, кислород.

Но чаще всего используют двуокись углерода, поскольку это самый выгодный вариант.

Описание каждой версии:

  • Аргон – вариация защитного инертного газа для сварки. Не имеет склонности к воспламенению и не взрывоопасен. Обеспечивает хорошую защиту ванн.
  • Гелий – поставляется в специальных баллонах, давление которых достигает 150 ат. Имеет низкую температуру сжижения -269 градусов.
  • Двуокись углерода – не ядовитый, без цвета и запаха. Его добывают путём извлечения из дымовых газов и при помощи специального оборудования.
  • Кислород – способствует горению. Получают «О» из атмосферы при помощи охлаждения. Всего встречается несколько сортов, которые отличаются по процентному соотношению.
  • Водород – при контакте с воздухом взрывоопасен, поэтому в обращении с ним следует строго соблюдать правила безопасности. Также является бесцветным и не обладает запахом, помогает воспламенению.

В углекислоте

Это самая дешевая система, от чего она и пользуется сильным спросом. Однако сильный жар в активной области разлагает материю на три газа: «СО2», «СО» и «О». Чтобы уберечь поверхность от окисления, в проволоку добавляют кремний и марганец. Но и это доставляет своеобразные неудобства: при реакции друг с другом оба вещества образуют шлак, который в дальнейшем всплывает на поверхность. Его очень просто удалить, и это никак не влияет на защитные показатели. Также перед проведением операции следует удалить всю воду из баллона (для этого его достаточно перевернуть). И эти действия следует проводить периодически. Если упустить этот момент, то может получиться пористый шов.

Сварка в углекислоте

В азотной среде

Нужна для соединения медных заготовок или деталей из нержавейки. Такая специфика наблюдается потому, что этот газ не вступает в реакцию с данными сплавами. Ещё для сварки необходимы графитовые или угольные контакты. Вольфрамовые вызывают их перерасход, что делает манипуляцию очень неудобной.

Что касается настройки оборудования, то оно варьируется в зависимости от сложности. Чаще они выглядят так: напряжение тока 150-500 А, дуга 22-30 В, расход газа до 10 л в минуту. Внешний вид агрегатов не имеет отличительных черт, за исключением специального прихвата для угольного электрода.

Сварка в азотной среде

Оборудование

Используется при сварке в защитной среде стандартные источники питания, на которых есть функция регулировки напряжения. Также здесь имеются механизмы автоматического снабжения проволоки и специализированные газовые узлы в виде шлангов и баллонов. Сама процедура проводиться при постоянной подаче высокочастотного электричества.

Главные опции, которые требуют внимательного отношения – регулятор тока, обеспечивающий стабильное горение дуги, скорость движения проволоки.

И всё это обязано работать как единый механизм. Режимы могут сильно отличаться друг от друга, даже если сварка проходит с одной разновидностью железа.

Агрегаты:

  • ПДГ-502. Предназначен для приварки в углекислом газе, очень надёжен и показывает высокую производительность. Может использоваться от сетей в 220 и 380 В, а пределы регулирования электричества 100-500 А.
  • «Импульс 3А». Необходим для работы с алюминиевыми деталями, но у него более низкие функции, чем у предыдущего аппарата. Также его можно использовать для приварки чёрных металлов и нанесения потолочных швов.
  • «УРС 62а». Отлично подходит для полевых работ, используется преимущественно для скрепления алюминия. Необходимое питание берётся от сети в 380 В. Особенностью представляется то, что устройство способно обработать титан.

Аппарат Импульс-3

Есть ещё масса разновидностей, каждый из которых обладает своими преимуществами и недостатками. Не сложно догадаться и про то, что каждый автомат предназначен для ограниченного круга варки.

Варианты защиты

Любые сварочные работы – завышенная степень опасности, поэтому каждый работник должен позаботиться об обороне кожных покровов, глаз и органов дыхания. Даже кратковременная переварка в собственном гараже должна проводиться с комплектом:

  • маска;
  • термоустойчивые перчатки;
  • респиратор.

Техника безопасности

Только так можно провести качественную операцию без ущерба для собственного здоровья.

Дуговая сварка в защитных газах

Дуговая сварка в защитных газах имеет высокую производительность, легко поддается автоматизации и позволяет выполнять соединение металлов без применения электродных покрытий и флюсов. Этот способ сварки нашел широкое применение при изготовлении конструкций из сталей, цветных металлов и их сплавов. Классификация способов дуговой сварки в защитных газах приведена на рисунке.

Классификация видов дуговой сварки в защитных газах

 

Дуговая сварка в защитных газах может быть выполнена плавящимся и неплавящимся (вольфрамовым) электродами.

Для защиты зоны сварки используют инертные газы гелий и аргон, а иногда активные газы — азот, водород и углекислый газ. Применяют также смеси отдельных газов в различных пропорциях. Такая газовая защита оттесняет от зоны сварки окружающий воздух. При сварке в монтажных условиях или в условиях, когда возможно сдувание газовой защиты, используют дополнительные защитные устройства. Эффективность газовой защиты зоны сварки зависит от типа свариваемого соединения и скорости сварки. На защиту влияет также размер сопла, расход защитного газа и расстояние от сопла до изделия (оно должно быть 5— 40 мм).

Преимущества сварки в защитных газах следующие:

  • нет необходимости применять флюсы или покрытия, следовательно, не требуется очищать швы от шлака;
  • высокая производительность и степень концентрации тепла источника позволяют значительно сократить зону структурных превращений;
  • незначительное взаимодействие металла шва с кислородом и азотом воздуха;
  • простота наблюдения за процессом сварки;
  • возможность механизации и автоматизации процессов.

Иногда применяют двойную защиту сварочной дуги (комбинированную). Надежность защиты зоны сварочной дуги зависит от теплофизических свойств и расхода газа, а также от конструктивных особенностей горелки и режима сварки. Подаваемые в зону сварочной дуги защитные газы влияют на устойчивость дугового разряда, расплавление электродного металла и характер его переноса. Размер капель электродного металла уменьшается с увеличением сварочного тока, а увеличение глубины проплавления с увеличением сварочного  тока  связано  с  более   интенсивным   вытеснением  жидкого металла из-под электрода вследствие давления  сварочной дуги.

При сварке плавящимся электродом дуга горит между изделием и расплавляемой сварочной проволокой, подаваемой в зону сварки. По сварке неплавящимся электродом (вольфрамовые прутки) сварочная дуга может быть прямого или косвенного действия. Разновидностью сварочной дуги косвенного действия может быть дуга, горящая между вольфрамом, и беспрерывно подаваемой в зону дуги сварочной проволокой.

Защитное свойство струи инертного газа зависит от чистоты газа, параметров струи и режима сварки. Одним из наглядных способов оценки защитных свойств является определение диаметра зоны катодного распыления при возбуждении дуги переменного тока между вольфрамовым электродом и свариваемым металлом. В период, когда катодом является свариваемый металл, происходит вырывание частиц металла с поверхности сварочной ванны и соседних зон относительно холодного металла.

Степень катодного распыления зависит главным образом от массы положительных ионов, которые в процессе сварки бомбардируют катод. Например, в среде аргона наблюдается более интенсивное катодное распыление, чем в среде гелия. По убывающей склонности к катодному распылению металлы располагают в следующем порядке: Мg, Аl, Si, Zn, W, Fe, Ni,  Рt, Сu, Вi, Sn,  Sb, Рb, Аg, Cd.

Сварочную дугу в защитных газах можно классифицировать по следующим основным признакам:

  • применяемому для защиты зоны сварки газу — активному или нейтральному;
  • способу защиты зоны сварки — одиночным газом, смесью газов или комбинированным;
  • применяемому для сварки электроду — плавящемуся или неплавящемуся;
  • применяемому току — постоянному или переменному.

 

Сварка неплавящимся электродом

Условием стабильного горения дуги при дуговой сварке в защитной среде инертных газов на переменном токе является регулярное восстановление разряда при смене полярности. Потенциал возбуждения и ионизации инертных газов аргона и гелия выше, чем у кислорода, азота и паров металла, поэтому для возбуждения дуги переменного тока требуется источник питания с повышенным напряжением холостого хода. Сварочная дуга в среде инертных газов (аргона или гелия) отличается высокой стабильностью и для ее поддержания требуется небольшое напряжение. Высокая подвижность электронов обеспечивает достаточное возбуждение и ионизацию нейтральных атомов при столкновении с ними электронов.

В том случае, когда катодом является вольфрам, дуговой разряд происходит главным образом за счет термоэлектронной эмиссии благодаря высокой температуре плавления и относительно низкой теплопроводности вольфрама, что обусловливает неодинаковые условия горения дуги при прямой и обратной полярности. При обратной полярности (изделие является катодом — минус) напряжение при возбуждении дуги должно быть больше, чем при прямой полярности. Поэтому из-за значительной разницы в свойствах вольфрамового электрода и свариваемого металла кривая напряжения дуги имеет не симметричную форму, а в ней появляется постоянная составляющая, которая вызывает появление в сварочной цепи постоянной составляющей тока. Постоянная составляющая тока в свою очередь создает постоянное магнитное поле в сердечнике трансформатора и дросселя, что приводит к уменьшению мощности сварочной дуги и ее устойчивости. Появление в цепи постоянной составляющей тока не обеспечивает нормального ведения процесса сварки и особенно при сварке алюминиевых сплавов, так как сварочная ванна даже при небольшом содержании кислорода и азота покрывается тугоплавкой пленкой окислов и нитридов, которые препятствуют сплавлению кромок и формированию шва.

Очищающее действие сварочной дуги при сварке переменным током проявляется в те полупериоды, когда катодом является изделие благодаря катодному распылению, так как в этом случае происходит разрушение окисной и нитридной пленок.

При обратной полярности применяют низкие плотности тока, а практически такая дуга не применяется. При прямой полярности тепла выделяется меньше на электроде, так как его значительная часть расходуется на плавление свариваемого металла.

 

Сварка плавящимся электродом

При дуговой сварке плавящимся электродом в среде защитных газов геометрическая форма сварного шва и его размеры зависят от мощности сварочной дуги, характера переноса металла через дуговой промежуток, а также от взаимодействия газового потока и частиц металла, пересекающих дуговой промежуток, с ванной расплавленного металла.

В процессе сварки на поверхность сварочной ванны оказывает давление столб дуги за счет потока газов, паров и капель металла, вследствие чего столб дуги погружается в основной металл, увеличивая глубину проплавления. Поток газов и паров металла, направляемый от электрода в сварочную ванну, создается благодаря сжимающему действию электромагнитных сил. Сила воздействия сварочной дуги на ванну расплавленного металла характеризуется ее давлением, которое будет тем больше, чем концентрированнее поток газа и металла. Концентрация потока металла увеличивается с уменьшением размера капель, который определяется составом металла, защитного газа, а также направлением и величиной сварочного тока.

Сварочная дуга, образованная в результате плавления электрода в среде инертных газов, имеет форму конуса, столб которой состоит из внутренней и внешней зоны. Внутренняя зона имеет яркий свет и большую температуру.

Во внутренней зоне происходит перенос металла, и ее атмосфера заполнена святящимися парами металла. Внешняя зона имеет менее яркий свет и представляет собой ионизированный газ.

 

Металлургия сварки в защитных газах

Газы по защитному свойству расплавленного металла сварочной ванны от воздействия азота и кислорода воздуха подразделяются на инертные и активные.

К инертным газам относятся аргон и гелий, которые практически не взаимодействуют с расплавленным металлом сварочной ванны.

К активным газам относятся углекислый газ, азот, водород и кислород.

Активные газы по своему химическому взаимодействию с расплавленным металлом сварочной ванны могут быть нейтральными и реагирующими. Например, азот по отношению к меди является нейтральным газом, т. е. не образует с медью никаких химических соединений. Активные газы и продукты их распада в процессе дугового разряда, т. е. во время сварки, могут соединяться с расплавленным металлом сварочной ванны и растворяться в нем, из-за чего резко снижаются механические свойства сварного шва, а его химический состав не будет соответствовать установленным требованиям стандартов. Однако следует отметить, что некоторые растворимые в металле активные газы не всегда бывают вредными примесями.

Например, азот в углеродистых сталях является вредной примесью (образуются нитриды), из-за чего резко снижаются механические свойства сварного шва и стойкость к ста­рению, тогда как в сталях аустенитного класса азот является полезной добавкой. При аргонодуговой сварке углеродистых сталей для поддува можно применять не только аргон или углекислый газ, но и азот, если в сварочную ванну будут введены элементы-раскислители в виде кремния и марганца. Поэтому выбор газа и присадочного материала должны обеспечивать заданные механические свойства, химический состав и структуру сварного шва. При сварке в защитной среде инертных газов расплавленный металл сварочной ванны изолирован от воздействия кислорода и азота воздуха; поэтому металлургические процессы могут происходить между элементами, содержащимися только в расплавленном металле сварочной ванны.

Так, например, если в сварочной ванне содержится некоторое количество кислорода в виде закиси железа РеО, то при наличии достаточного количества углерода будет образовываться нерастворимая в металле окись углерода  [C] + [O] = CO,

Вследствие того, что расплавленный металл сварочной ванны кристаллизуется, а газ выйти не успевает, то в нем будут образовываться поры.

Расплавленный металл сварочной ванны может насыщаться кислородом, находящимся в инертном газе, в виде Свободного кислорода и паров воды. Поэтому для подавления реакции окисления углерода в период кристаллизации расплавленного металла сварного шва в сварочную ванну через присадочный материал должны быть введены элементы-раскислители в виде кремния и марганца. При сварке легированных сталей, имеющих в своем составе необходимое количество раскислителей, реакция образования окиси углерода подавляется. Таким образом, при сварке в защитных газах для подавления образования окиси углерода, способной образовывать поры в сварном шве и устранения азотирования сварного шва, необходимо в сварочную ванну ввести элементы-раскислители.

При сварке в защитной среде углекислого газа последний, защищая расплавленный металл сварочной ванны от кислорода и азота воздуха, сам в свою очередь, разлагаясь в дуговом разряде, является окислителем металла

где FеО — закись железа, растворяющаяся в железе.

Таким образом, как и при сварке в защитной среде инертных газов, в этом случае образуется окись углерода, которая в процессе кристаллизации металла сварочной ванны создает в нем поры. Для подавления образования окиси углерода (СО) через присадочную проволоку в расплавленный металл сварочной ванны вводятся элементы-раскислители — кремний и марганец. 

Дуговая сварка в защитных газах. Характеристика и классификация разновидностей сварки в защитных газах

Дуговая сварка в защитных газах имеет высокую производительность, легко поддается автоматизации и позволяет выполнять соединение металлов без применения электродных покрытий и флюсов. Этот способ сварки нашел широкое применение при изготовлении конструкций из сталей, цветных металлов и их сплавов. Классификация способов дуговой сварки в защитных газах приведена на рисунке.

Классификация видов дуговой сварки в защитных газах

Дуговая сварка в защитных газах может быть выполнена плавящимся и не плавящимся (вольфрамовым) электродами.

Газовая защита зоны дуги и влияющие факторы. Области применения газов и смесей

Для защиты зоны сварки используют инертные газы гелий и аргон, а иногда активные газы — азот, водород и углекислый газ. Применяют также смеси отдельных газов в различных пропорциях. Такая газовая защита оттесняет от зоны сварки окружающий воздух. При сварке в монтажных условиях или в условиях,когда возможно сдувание газовой защиты, используют дополнительные защитные устройства. Эффективность газовой защиты зоны сварки зависит от типа свариваемого соединения и скорости сварки. На защиту влияет также размер сопла,расход защитного газа и расстояние от сопла до изделия (оно должно быть 5— 40 мм).

Преимущества сварки в защитных газах следующие:

  • нет необходимости применять флюсы или покрытия,следовательно,
  • не требуется очищать швы от шлака;
  • высокая производительность и степень концентрации тепла источника позволяют значительно сократить зону структурных превращений;
  • незначительное взаимодействие металла шва с кислородом и азотом воздуха;
  • простота наблюдения за процессом сварки;
  • возможность механизации и автоматизации процессов.

Иногда применяют двойную защиту сварочной дуги(комбинированную). Надежность защиты зоны сварочной дуги зависит от тепло физических свойств и расхода газа, а также от конструктивных особенностей горелки и режима сварки. Подаваемые в зону сварочной дуги защитные газы влияют на устойчивость дугового разряда, расплавление электродного металла и характер его переноса. Размер капель электродного металла уменьшается с увеличением сварочного тока, а увеличение глубины проплавления с увеличением сварочного  тока  связано с  более   интенсивным  вытеснением  жидкого металла из-под электрода вследствие давления сварочной дуги.

При сварке плавящимся электродом дуга горит между изделием и расплавляемой сварочной проволокой, подаваемой в зону сварки. По сварке не плавящимся электродом (вольфрамовые прутки) сварочная дуга может быть прямого или косвенного действия. Разновидностью сварочной дуги косвенного действия может быть дуга, горящая между вольфрамом, и беспрерывно подаваемой в зону дуги сварочной проволокой.

Защитное свойство струи инертного газа зависит от чистоты газа, параметров струи и режима сварки. Одним из наглядных способов оценки защитных свойств является определение диаметра зоны катодного распыления при возбуждении дуги переменного тока между вольфрамовым электродом и свариваемым металлом. В период, когда катодом является свариваемый металл, происходит вырывание частиц металла с поверхности сварочной ванны и соседних зон относительно холодного металла.

Степень катодного распыления зависит главным образом от массы положительных ионов, которые в процессе сварки бомбардируют катод.Например, в среде аргона наблюдается более интенсивное катодное распыление, чем в среде гелия. По убывающей склонности к катодному распылению металлы располагают в следующем порядке: Мg, Аl, Si, Zn, W, Fe, Ni,  Рt, Сu, Вi, Sn,  Sb, Рb, Аg, Cd.

Сварочную дугу в защитных газах можно классифицировать последующим основным признакам: применяемому для защиты зоны сварки газу — активному или нейтральному;

  • способу защиты зоны сварки — одиночным газом, смесью газов или комбинированным;
  • применяемому для сварки электроду — плавящемуся или не плавящемуся;
  • применяемому току — постоянному или переменному.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Дуговая сварка в защитном газе: описание технологии, режимы, способы

Дуговая сварка в защитном газе представляет собой метод, который значительно повышает качество результата работы. Эта технология имеет ряд особенностей. Прежде чем применять ее, мастер должен ознакомиться с основами дуговой сварки, которая проводится в среде защитных газов. Об особенностях этой технологии будет рассказано далее.

Особенности методики

Одним из подвидов дугового соединения металлических изделий, заготовок является дуговая сварка в защитных газах. ГОСТом регламентирован процесс, во время которого в точку плавления подается газ. Это может быт аргон, кислород, азот или прочие разновидности. Существуют определенные особенности подобного процесса.

Каждый сварщик знает, что качество сварного шва зависит не только от умений мастера, а еще и от условий в точке плавления. В идеальном случае здесь должны присутствовать только электрод и присадочные материалы. Если сюда попадают иные элементы, они способны оказать негативное воздействие на сварку. Место спайки будет из-за этого недостаточно прочным.

Технология ручной дуговой сварки в защитном газе появилась еще в 1920 году. Применение подобных субстанций позволяет сделать швы без шлака. Они характеризуются высокой чистотой, не покрываются микротрещинами. Этот метод активно применяется в промышленности при создании разных элементов из металла.

Особые пропорции защитных газов позволяют снять напряжение в зоне расплава. Здесь не возникают поры, что заметно повышает качество спайки. Шов становится прочнее.

В промышленных условиях в ходе сварочных работ применяют стержни, смешанные с аргоном и диоксидом углерода. Благодаря такой комбинации дуга становится постоянной, оберегая зону расплава от сквозняков. Это позволяет соединить тонкие листы металла.

Если же требуется выполнить глубокую проплавку, смешивают углекислый газ и кислород. Этот состав обладает окислительными свойствами, защищает шов от пористости. Существует множество методик, которые предполагают применять разные газы в ходе сварочных работ. Выбор зависит от особенностей проведения этого процесса.

Техника сварки

Существуют разные режимы дуговой сварки в среде защитного газа. Применяется две основные методики. Первая из них предполагает применение плавящихся шпилей. По ним проходит ток, а стержень из-за этого расплавляется, образуя прочный шов. Этот материал обеспечивает прочное соединение.

Вторая методика предполагает проведение дуговой сварки в защитном газе неплавящимся электродом. В этом случае ток также проходит по стержню, но материал соединяется благодаря расплавлению краев металлических деталей, заготовок. Материал электрода не становится частью шва.

В ходе проведения подобных манипуляций применяются разные газы:

  • Инертные. Такие субстанции не имеют запаха и цвета. У атомов присутствует плотная оболочка из электродов. Это обуславливает их инертность. К инертным газам относятся аргон, гелий и т. д.
  • Активные. Растворяются в металлической заготовке, вступая с ней в реакцию. К таким средам относятся диоксид углерода, водород, азот и т. д.
  • Комбинированные. В ходе определенных процессов нужно применять обе разновидности газов. Поэтому сварка проходит в среде как активных, так и инертных газов.

Чтобы выбрать газовую среду, учитывают состав металла, экономичность самой процедуры, а также свойства спайки. Могут учитываться и прочие нюансы.

В ходе применения инертных газов устойчивость дуги повышается, что позволяет выполнить глубокую расплавку. Подобные вещества подаются в зону расплава несколькими потоками. Если он идет параллельно стержню, это центральный поток. Также есть боковые и концентрические струи. Также газ может подаваться в подвижную насадку, установленную над рабочей средой.

Стоит отметить, что при дуговой сварке, которая происходит в газовой ванне, тепловые параметры приемлемые для производства шва требуемой модели, качества и размера.

Выбор режима

Чтобы соответствовать требованиям ГОСТ, дуговая сварка в защитных газах может проводиться в разных режимах. Для этого в большинстве случаев требуется применение инверторов полуавтоматического типа. При помощи такой аппаратуры становится возможным регулировать поток электричества, его напряжения.

Инверторные полуавтоматы служат источником питания. Они могут отличаться мощностью, а также опциями. Эксплуатационные качества зависят от модели. Для большинства стандартных операций, в ходе которых не требуется проведение сварки толстых или нечасто используемых сплавов, применяются простые аппараты.

Автоматическая дуговая сварка в среде защитных газов различается массой параметров:

  • Радиус проволоки.
  • Диаметр проволоки.
  • Сила электричества.
  • Напряжение.
  • Скорость подачи контакта.
  • Расход газа.

Существующие полуавтоматические режимы дуговой сварки в защитных газах также разделяют на локальные и общие. В первом случае защитный газ поступает из сопла в зону сварки. Этот вариант применяется чаще. При помощи локальной сварки можно соединить разные материалы, но результат не всегда может быть удовлетворительным.

При использовании локальной подачи газа в зону расплава может попадать воздух. Это снижает качество шва. Чем больше заготовка, которую нужно сварить, тем хуже будет результат при использовании такой методики.

Если нужно сварить крупногабаритные детали, применяются камеры, в которых регулируется атмосфера. Из них откачивается воздух, создается вакуум. Дальше в камеру закачивают нужный по технологии газ. При помощи дистанционного управления производится сварка.

Подготовка к сварке

Чтобы правильно выполнить процедуру соединения металлических заготовок, нужно понимать сущность дуговой сварки в защитном газе. Сварка требует правильной подготовки. Эта процедура всегда одинаковая, независимо от технологии сварки. Сначала кромкам придают правильную геометрию. Это определяется ГОСТом 14771-76.

Механизированная дуговая сварка в защитном газе применяется для полной проварки сплава, что позволяет полностью соединить края заготовки. Зазора между ними не остается. Если же присутствует определенный отступ, разделка краев, проварку можно провести для заготовки, толщина которой не превышает 11 мм.

Для увеличения производительности в процессе автоматической сварки проводится разделка краев заготовок без откосов.

После проведения сварки в углекислом газе потребуется очищать всю плоскость шва от грязи и шлака. Чтобы загрязнение было менее значительным, поверхности обрабатывают особыми составами. Чаще всего это аэрозоли, которые распыляют на металл. Ждать его высыхания не нужно.

В ходе последующей сборки применяются стандартные запчасти, например, клинья, прихватки, скобы и т. д. Конструкция перед началом работы требует тщательного осмотра.

Преимущества и недостатки

Ручная и автоматическая дуговая сварка в защитных газах имеет как преимущества, так и недостатки.

К положительным качествам этого метода относятся:

  • Качество шва получается очень высокое. Этого не могут обеспечить иные методики сварки.
  • Большинство защитных газов стоит относительно недорого, поэтому процесс сварки не удорожается сильно. Даже дешевые газы обеспечивают качественную защиту.
  • Опытный сварщик, который ранее применял иные методики, легко освоит и эту технологию, поэтому поменять специфику маневров сможет даже крупное предприятие с большим количеством сотрудников в штате.
  • Процесс универсальный, позволяет сварить как тонкие, так и толстые листы металла.
  • Производительность высокая, что положительно сказывается на результатах работы производства.
  • Методика применяется не только для сварки черных, но и цветных металлов и сплавов.
  • Процесс сварки при использовании газовой защитной ванны легко поддается модернизации. Его можно переделать из ручного в автоматический.
  • Процесс сварки можно приспособить ко всем тонкостям производства.

Автоматическая и ручная дуговая сварка в среде защитных газов имеет и определенные недостатки:

  • Если сварка производится на открытом участке, нужно обеспечить хорошую герметичность камеры. В противном случае защитные газы могут выветриваться.
  • Если же сварка проводится в помещении, здесь обязательно должна быть обустроена качественная система вентиляции.
  • Некоторые разновидности газов стоят дорого (например, аргон). Это повышает себестоимость продукции, удорожает весь процесс производства.

Разновидности газов

Дуговая сварка в среде защитных газов производится в разных средах. Они могут быть активными или инертными. К последним относятся такие вещества как Ar, He и прочее. Они не растворяются в железе, не вступают с ним в реакцию.

Инертные газы применяют для сварки алюминия, титана и прочих популярных материалов. Дуговая сварка в защитном газе неплавящимся электродом применяется для стали, которая плохо поддается плавлению.

Активные газы также применяются в ходе проведения подобных работ. Но в этом случае чаще используют дешевые разновидности, например, азот, водород, кислород. Одним из самых популярных веществ, которые применяются в ходе сварки, является двуокись углерода. По цене это самый выгодный вариант.

Особенности газов, чаще всего применяемых в ходе процесса сварки, следующие:

  • Аргон не воспламеняется, а также не взрывоопасен. Он обеспечивает качественную защиту сварного шва от неблагоприятных внешних воздействий.
  • Гелий поставляется в баллонах с повышенной устойчивостью к давлению, которое здесь достигает 150 атм. Сжижается газ при очень низкой температуре, достигающей -269ºС.
  • Двуокись углерода является неядовитым газом, который не имеет запаха и цвета. Это вещество добывают из дымовых газов. Для этого применяется специальное оборудование.
  • Кислород является веществом, которое способствует горению. Его получают при помощи охлаждения из атмосферы.
  • Водород при контакте с воздухом становится взрывоопасным. При обращении с таким веществом важно соблюдать все требования безопасности. Газ не обладает цветом и запахом, помогает процессам воспламенения.

Особенности сварки в углекислоте, азоте

Дуговая сварка в защитном газе плавящимся электродом проводится при использовании углекислоты. Это самая дешевая методика, которая сегодня пользуется большим спросом. Под воздействием сильного нагрева в зоне плавления СО₂ превращается в СО и О. Чтобы уберечь поверхность от окислительной реакции, в проволоке присутствуют кремний и марганец.

Это также приводит к некоторым неудобствам. Кремний и марганец вступают между собой в реакцию, образуя шлак. Он проступает на поверхности шва, требуя устранения. Это выполнить несложно. На качество сварного шва это обстоятельство никакого воздействия не имеет.

Перед началом работы из баллона удаляют воду, для чего его переворачивают. Это нужно делать с определенной периодичностью. Если не выполнить такую манипуляцию, шов станет пористым. Его прочностные качества будут невысокими.

Дуговая сварка в защитном газе может выполняться при помощи азота. Эта технология применяется для спайки медных заготовок или деталей из нержавейки. С этими сплавами азот не вступает в химическую реакцию. В ходе проведения сварки применяются графитовые или угольные электроды. Если применять для этих целей вольфрамовые контакты, это вызывает их перерасход.

Важно правильно настраивать оборудование. Это зависит от сложности сварки, типа материала и прочих условий. Чаще всего применяется оборудование с напряжением 150-500 А. Оно создает дугу 22-30 В, а расход газа при этом составляет 10 л/мин.

Процесс сварки

Дуговая сварка в защитном газе является эффективной методикой. Но чтобы этого добиться, мастер должен выполнять все требования, выдвигаемые стандартами к этому процессу. Эта методика несколько отличается от иных техник, что мастер должен обязательно учитывать.

Сначала металл готовят для проведения процесса сварки. При использовании такой технологии эта процедура оказывает меньшее воздействие на результат, но проводить ее нужно. Далее проводится настройка оборудования в соответствии с параметрами сварки. Учитывается толщина и тип материала.

Когда оборудование будет готово, производится розжиг дуги. При этом подпаливают пламя горелки. Некоторые разновидности сварки предполагают проведение предварительного прогрева заготовки. Для этого сначала включают горелку, при помощи которой производится предварительная обработка металла.

Когда вокруг дуги начнет образовываться сварочная ванна, начинают подавать проволоку. Для этого оборудование оснащают специальным подающим устройством. Оно поставляет проволоку в зону расплава с определенной скоростью. Если нужно сделать длинный шов, это удобно, так как дугу не придется разрывать. Для этого применяется неплавкий электрод, который поддерживает дугу длительное время.

Если сварка происходит при использовании постоянного тока, его полярность должна быть обратной. Это сокращает вероятность разбрызгивания, но повышается расход металла. Коэффициент наплавления при использовании подобной методики заметно снижается. При прямой полярности он возрастает в 1,5 раз.

Ванну желательно вести слева направо (если мастер правша). Так будет видно процесс формирования шва. Также все действия нужно выполнять по направлению к себе. Шов создается просто, от мастера требуется только ровно вести аппарат на перманентной скорости.

Дуга отрывается от заготовки в обратном направлении относительно движения сварки. В некоторых случаях после такой манипуляции может потребоваться дополнительный прогрев.

Оборудование

Дуговая сварка в защитном газе производится при помощи специального оборудования. Оно применяет стандартные источники электропитания, а также обладает функцией регулировки напряжения.

Агрегаты для сварки оснащаются устройством, передающим проволоку. Также здесь предусмотрены узлы для подачи газов в зону плавления при помощи шлангов из баллонов. Процедура сварки производится при постоянной высокой частотности тока. От правильности регулировки зависит стабильность дуги. Также настраивается скорость подачи проволоки. Наиболее популярными агрегатами для проведения подобной сварки являются:

  • «Импульс 3А». Применяется для сварки алюминия, но недостатком является малая функциональность прибора. Его также можно применять для сварки черных металлов, а также создания потолочных швов.
  • «ПДГ-502». Применяется для проведения спайки в углекислом газе. Аппарат надежный и производительный. Работает от сети как 220 В, так и 380 В. Электричество может регулироваться от 100 А до 500 А.
  • «УРС 62А». Применяется при сварке в полевых условиях. Преимущественно используется для сварки алюминия, но может и обработать титан.

Средства защиты

Сварочные работы при использовании газа отличаются высокой степенью опасности, особенно при использовании взрывоопасных веществ. Поэтому сварщик должен применять в работе индивидуальные средства защиты. Они должны закрывать кожу, глаза, не позволять мастеру вдыхать вредные пары.

Даже если проводится кратковременная сварка в собственном гараже, мастер должен применять специальную маску, респиратор и термоустойчивые краги. В этом случае работа будет выполняться в безопасном режиме, что также сильно отражается на качестве результата.

Преимущества сварки в среде защитных газов

Среди самых эффективных способов сваривания металлов выделяется сварка в защитных газах. Специальные газы, поступающие в область сваривания, предотвращают поступление воздуха, который оказывает негативное влияние на свойства соединения материалов.

Благодаря этому сварные швы получаются чистыми (без шлака), герметичными (без пор) и соответствуют заданным характеристикам при соблюдении рекомендаций ГОСТ 14771-76.

Ручной способ и сваривание в камере

Проводимая на аппаратах полуавтоматического типа, ручная дуговая сварка в защитном газе бывает двух видов: локальная и общая в камере. Самая распространенной является локальная защита в струе инертного газа, который истекает из сопла сварочной горелки.

Местная защитная среда позволяет варить изделия любой сложности и любых габаритов, но не дает стопроцентной гарантии. Надежная защита обеспечивается только в зоне ламинарного потока газа, где возникает турбулентность, происходит захват воздуха и в этой области качество шва резко падает. Поэтому задача сварщика заключается еще и в расположении сварочной ванны в зоне ядра потока.

Организация нейтральной среды в камере обеспечивает стопроцентную защиту и позволяет получить сварной шов требуемого качества.

В камере создается избыточное давление, где размещаются свариваемые детали и аппарат для сварки с проволокой. В камерах обычно производят сварку металлов высокой химической активности, типа молибдена или титана.

Сварку в защитном газе можно проводить плавящимся электродом и с таким же успехом – неплавящимся.

Достоинства и слабые места процесса

К преимуществам работы в защитной газовой среде можно отнести следующее:

  • качество шва значительно лучше, чем при использовании обычной электродуговой сварки;
  • часть защитных газов имеют невысокую стоимость, но все же обеспечивают высочайшее качество шва;
  • освоение данной технологии сварки не представляет никаких трудностей для сварщиков имеющих опыт работы с другим технологическим оборудованием;
  • в защитных газах может производиться сварка как тонкостенных, так и толстостенных заготовок;
  • процесс сварки идет с высокой производительностью;
  • значительно упрощается работа с алюминием, цветными металлами и их сплавами, коррозионностойкой сталью;
  • технология сваривания в защитной среде легко поддается механизации и автоматизации.

Недостатки у данной технологии имеются, но не так существенны. Для работы на открытом воздухе требуются защитные экраны для предотвращения сдувания потока газа с области сваривания.

При сварке в закрытых помещениях должна быть вентиляция или обеспечено проветривание. Аргон, применяемый в сварочных работах, имеет высокую стоимость.

Какие газы применяют

Для защиты от воздействия воздуха применяют газ, которые условно разделяют на две группы инертные и химически активные.

Инертные газы всем хорошо известны – аргон, гелий и их сочетание. Вытесняя воздух из зоны окружения свариваемых заготовок, они не реагируют с металлом и не растворяются в нем.

Их применяют при сваривании алюминия, магния, титана и сплавов. В специальной литературе такой вид сварки с защитной средой из инертных газов обозначается как MIG (металл, инертный газ).

Если применять неплавящийся электрод для сварки в среде защитных газов, то такой процесс будет отлично подходить для соединения тугоплавких сталей, химически активных металлов или особо ответственных соединениях.

Сварка с активными газами получила название MAG сварки (металл, активный газ). К активным реактивам относят углекислоту, азот, водород, кислород.

Наибольшее распространение получила углекислота благодаря своей низкой стоимости. Для сравнения, азот стоит в 1,5 раза дороже, кислород в 3, водород в 4 раза, аргон и гелий в 45 и 156 раз соответственно.

В углекислоте

Сварка полуавтоматом в углекислоте получила широкое применение из-за ее дешевизны. Углекислота, попадая в область расплава, защищает его от разрушающего воздействия воздуха.

Но из-за высокой температуры в районе сварочной ванны она разлагается на окись углерода и кислород, поэтому в области сваривания оказываются три газа: углекислота, окись углерода и кислород.

Чтобы не допустить окисления, в сварочную проволоку добавляют кремний и марганец, который реагирует с кислородом раньше железа. За счет этого гасятся реакции образования вредных окисей.

При этом углекислый газ сохраняет свои изолирующие свойства, а соединения кремния и марганца вступают в реакцию друг с другом, в результате чего получается легкое по плотности вещество, которое всплывает в расплаве. Образовавшийся шлак впоследствии легко удаляется.

Перед использованием углекислоты нужно обязательно удалить воду из баллона. Для этого его переворачивают и сливают воду, через 20 минут процедуру повторяют, в противном случае пары воды вызовут пористость шва.

В азотной среде

Азот используют при сваривании деталей из меди и нескольких видов нержавеющей стали. Это обусловлено тем, что азот не реагирует с медью. В качестве электродов используются графитовые или угольные прутки, применение вольфрамовых прутков приводит к их перерасходу из-за образования легкоплавких соединений.

Работают на токах 150-500 А и напряжении дуги 22-30 В. Расход азота находится в пределах 3-10 л/мин. Газ хранится в баллонах при давлении 150 атмосфер.

Сварочное оборудование ничем не отличается от других видов сварки использующих газы, только в горелке предусмотрено специальное крепление для угольного электрода.

Оборудование

В аппаратуре для производства сварочных работ в защитной среде в качестве источника питания чаще всего используют инверторы с широкой регулировкой величины сварочного тока.

Они снабжены устройством подачи сварочной проволоки и газовую систему с баллонами, шлангами, понижающими редукторами. Сварку плавящимся электродом в защитных газах ведут постоянным или импульсным высокочастотным током.

Главными параметрами, характеризующими оборудование, является ток, который можно изменять; напряжение для зажигания и стабильного горения дуги; скорость подачи проволоки, ее толщина. Режимы сварки полуавтоматом многообразны. В зависимости от свариваемых материалов сила тока и другие параметры могут значительно меняться.

Перед началом сварочных работ в защитном газе свариваемые поверхности требуется очистить от всевозможных загрязнений. В первую очередь необходимо очистить кромки от оксидной пленки, ржавчины, жира, масла. Для этого применяются стальные скребки, растворители, нетканые материалы.

Применение защитных газов требует соблюдения определенной последовательности операций. Сначала подается защитный газ, затем включается источник питания, начинает подаваться присадочная проволока и зажигается дуга, потом только начинается процесс сварки.

После гашения электродуги, еще 10-15 секунд в зону сварки подают инертный газ. Это делается для того, чтобы избежать пагубного влияния атмосферы на шов.

В зависимости от видов свариваемых металлов, их толщины используют различные защитные газы. Например, аргон обеспечивает стабильность электрической дуги, а гелий позволяет получать более глубокую проварку шва.

При сварке меди используется водород. Наиболее универсальным газом, который может использоваться практически при сварке любых металлов является аргон. Только его высокая стоимость вынуждает применять более дешевые газы типа углекислого или азота.

Как и электродуговую, в автоматическом режиме применяют технологию сварочного процесса в газовой среде. Она легко поддается автоматизации и используется в роботизированных комплексах в больших производствах. Полуавтоматы широко применяются в мелких мастерских и автосервисах.

Общие защитные газы для дуговой сварки

Я учусь в сельском хозяйстве и в следующем году впервые буду преподавать секцию по дуговой сварке. При дуговой сварке используются различные защитные газы, и меня всегда смущало, когда использовать какой газ для какого применения. Пожалуйста, дайте несколько рекомендаций по этой теме.

Разнообразие защитных газов, используемых при дуговой сварке, может сбивать с толку. Однако использование внешнего защитного газа является необходимым компонентом для некоторых процессов, так как он необходим для защиты дуги и расплавленного металла сварного шва от загрязнения атмосферой.Защитный газ также может повысить плавность дуги и повысить привлекательность для оператора. Но они также усложняют сварочное оборудование за счет добавления газового баллона или подачи большого объема газа и необходимого газового аппарата (например, регулятора / расходомера (или расходомера) и газового шланга). Не говоря уже о сложности смены типа защитного газа, когда вам нужно сваривать материал другого типа и / или другой процесс дуговой сварки. В некоторых случаях для одного и того же процесса и материала могут использоваться разные защитные газы, каждый из которых имеет свои преимущества.

В некоторых процессах дуговой сварки не используется внешний защитный газ, а вместо этого предусмотрена собственная система защиты за счет покрытия шлака шлака и газов, образующихся в результате химических реакций в дуге. К ним относятся процесс дуговой сварки защищенного металла (SMAW), процесс самозащитной дуговой сварки порошковой проволокой (FCAW-S) и процесс дуговой сварки под флюсом (SAW). Основные процессы дуговой сварки, для которых требуется внешний защитный газ, - это процесс газовой дуговой сварки вольфрамовым электродом (GTAW) (также известный как TIG), процесс газовой дуговой сварки (GMAW) (он же MIG), процесс дуговой сварки металлическим сердечником (GMAW-C) (также известный как металлический сердечник) и процесс дуговой сварки в среде защитного газа и порошковой проволоки (FCAW-G) (также известный как порошковая сварка в газе).Разнообразие защитных газов, используемых в этих процессах, велико, особенно с бинарными смесями и тройными (трехкомпонентными) смесями, а также с процентным содержанием каждого типа газа в смеси. Кроме того, газы могут различаться в зависимости от региона мира, в котором вы выполняете сварку. Поэтому, чтобы упростить эту статью, в ней будут обсуждаться только наиболее распространенные защитные газы, используемые на сварочном рынке США.

Наиболее распространенными защитными газами, используемыми для этих основных процессов дуговой сварки, являются аргон (Ar), гелий (He), диоксид углерода (CO2) и кислород (O2).В то время как Ar, He и CO2 могут использоваться сами по себе (т.е. 100%) для определенных применений, в других случаях четыре газа смешиваются вместе в различных комбинациях для образования смесей защитных газов. Эти смеси выражаются в процентах (например, 75% Ar / 25% CO2 или 75% Ar / 25CO2). Иногда они даже выражаются сокращенно, например «75/25». Однако здесь делается предположение, что известно, к каким двум газам относятся проценты (и они не всегда одинаковы, как, например, в случае с 75/25 для углеродистой стали и 75/25 для никелевых сплавов. ).

Каждый из этих газов имеет разные свойства, которые влияют на их реакцию на нагрев сварочной дуги. К ним относятся их реакционная способность, потенциал ионизации и теплопроводность. Реакционная способность влияет на то, можно ли использовать определенный газ или газовую смесь с определенными материалами. Эти свойства также влияют на рабочие характеристики различных защитных газов, а также влияют на форму валика и профили проникновения. Подробное обсуждение каждого из этих свойств, а также свойств каждого защитного газа и газовой смеси выходит за рамки данной статьи.Тем не менее, подробную информацию о защитных газах можно найти в «Руководстве по сварке GMAW» компании Lincoln Electric (буклет C4.200) на страницах 12-15 . Его можно бесплатно получить: Загрузить руководство по сварке GMAW

В таблице 1 приведены общие защитные газы, используемые для этих основных процессов дуговой сварки, по типам основного материала. В случае MIG и процессов с металлическим сердечником он также определяет защитные газы в зависимости от того, какой режим переноса металла используется.В сносках указаны распространенные альтернативные газы. Эта таблица не является исчерпывающим списком защитных газов, используемых для дуговой сварки. Другие газы (например, водород) и многие другие газовые смеси с различным процентным содержанием и комбинацией газов также используются в сварочной промышленности. Таблица 1 просто предназначена для краткого обзора наиболее распространенных газов, используемых для основных типов основных материалов на рынке сварки США.

.

Дуговая сварка защищенного металла (SMAW)

Если вы интересуетесь сваркой и задаетесь вопросом: «Что такое SMAW?», Мы здесь, чтобы помочь вам объяснить. SMAW означает «дуговая сварка защищенным металлом». Сварка SMAW используется в различных областях, включая техническое обслуживание и ремонт, строительство, промышленное производство и многое другое.

SMAW - это один из видов сварки, который студенты изучают в программе сварки Универсального технического института (UTI), в дополнение к GMAW, GTAW и FCAW.Вот дополнительная информация о том, как работает SMAW, для чего его можно использовать и что вы узнаете о нем в UTI.


Как работает SMAW

Сварка SMAW - один из старейших видов сварки, начатый в 1889 году, когда Чарльз Л. Коффин запатентовал процесс. Сварка SMAW - это процесс ручной дуговой сварки, который остается одним из наиболее часто используемых методов сварки, поскольку он может использоваться как для ремонтной сварки, так и для производства и может использоваться во всех положениях сварки на всех черных металлах.Это также известно как дуговая сварка под защитным флюсом, ручная дуговая сварка металлическим электродом или сварка стержнем.

В SMAW для формирования сварного шва используется покрытый флюсом электрод, который представляет собой металлическую палку или стержень, удерживаемый в держателе электрода, подключенном к источнику питания. Электричество проходит через электрод и касается основного металла.

Между тем, флюс образует газ, который экранирует электрическую дугу между электродом и свариваемым металлом. Это предотвращает загрязнение атмосферными газами и делает сварку SMAW, в отличие от сварки GMAW, подходящей для работы на открытом воздухе.

Несмотря на то, что SMAW является одним из наиболее распространенных методов сварки, для выполнения чистых и качественных сварных швов SMAW требуются навыки и подготовка. Некоторые проблемы, которые могут возникнуть при снижении качества, включают:

  • Растрескивание
  • Мелкое проплавление
  • Плохое сплавление
  • Брызги
  • Слабые сварные швы
  • Пористость

Эти проблемы вызваны ошибками процесса сварки, такими как пузырьки газа, использование низкого напряжения или большой силы тока, грязного металла, слишком короткого времени прохождения, недопущения движения в сварном шве и использования неподходящих металлов.Подобные ловушки иллюстрируют почему правильное обучение так важно.

SMAW также требует удаления «шлака», который представляет собой слой побочного продукта, который необходимо отколоть после сварки.

Для чего используется SMAW?

Сварка SMAW может использоваться для различных типов металлов и различной толщины и часто используется для тяжелых работ с промышленным чугуном и сталью, такими как углеродистая сталь и чугун, а также для работ с низко- и высоколегированными сталями и никелем. сплавы.SMAW используется в различных отраслях промышленности, в том числе:

  • Строительство
  • Трубопроводы
  • Судостроение
  • Подводная сварка
  • Производство сельскохозяйственной техники

Некоторые преимущества SMAW по сравнению с другими типами сварки заключаются в простоте установки оборудования. портативный и может использоваться в различных средах, от помещения до улицы и в море на корабле. И хотя SMAW - одна из самых старых форм В области сварки новые технологии всегда продвигают процессы SMAW и делают их все более эффективными.

Когда сварщик SMAW знает, как правильно выбрать электрод, скорость сварки и длину дуги (и работает с чистыми материалами), сварка SMAW обеспечивает надежную сварку в различных отраслях промышленности.

Изучите SMAW и другие методы сварки на UTI

Если вы заинтересованы в освоении наиболее часто используемых методов сварки (и многих других ценных), посещение программы сварки в UTI может помочь. Программа занимает всего 36 недель от начала до конца.На курсах по сварке, таких как «Дуговая сварка экранированного металла I и II» и «Сварка», студенты изучают:

  • Как настроить и использовать оборудование SMAW и аксессуары
  • Режимы переноса металла и различные стержни / электроды, доступные для определенных типов сварных швов
  • Как для выполнения основных положений сварки SMAW
  • Как выполнять горизонтальные, вертикальные и потолочные сварочные операции
  • Как правильно обслуживать и обслуживать сварочный аппарат SMAW
  • Как создавать специальные проекты сварки SMAW

Студенты учатся владеть ручными инструментами и машинами они могли найти в магазине во время своей курсовой работы, что напрямую связано с навыками, необходимыми для карьеры сварщика.

«В учебной программе используются реальные жизненные ситуации, которые готовят студентов к работе, которую они могли бы увидеть в профессии сварщика», - говорит Брайан Масумото, инструктор по сварке в UTI Rancho Cucamonga. «Студентов учат диагностировать проблемы, с которыми они могут столкнуться на работе. Мы также обучаем студентов, как пройти сертификацию сварщика. проверить, фактически выполнив тест ».

В период с 2016 по 2026 год ожидается добавление 22 500 новых рабочих мест в сфере сварки к нынешним 404 800 рабочим местам в США. Штаты, согласно данным, полученным из Справочника по перспективам занятости в июне 2019 года.Если вы заинтересованы в карьере в этой процветающей области, обратитесь в сварочную программу UTI.

.

Выбор защитного газа для дуговой сварки

Профиль валика и проплавления, содержание легирующих элементов и внешний вид поверхности можно улучшить с помощью правильной газовой смеси.

Сварщики часто не обращают внимания на защитные газы и их индивидуальный вклад в процесс сварки. Защитные газы могут влиять на режим переноса металла, содержание сплава, форму валика, образование дыма и многие другие характеристики сварного шва.

Правильный выбор защитного газа для процессов газовой дуговой сварки (GMAW), порошковой дуговой сварки (FCAW) и газовой вольфрамовой дуговой сварки (GTAW) может значительно улучшить скорость, качество и скорость наплавки данного сварного изделия (см. Рисунок 1 ).

Чистые газы

Чистые газы, используемые для сварки, включают аргон, гелий и диоксид углерода. Эти газы могут оказывать как положительное, так и отрицательное воздействие на сварочную дугу.

Аргон. Аргон - одноатомный (одноатомный) газ, обычно используемый для GTAW для всех материалов и GMAW для цветных металлов. Аргон химически инертен, что делает его пригодным для сварки химически активных или тугоплавких металлов.

Этот газ имеет низкую теплопроводность и потенциал ионизации, свойства, которые приводят к низкой передаче тепла к внешним областям дуги.Это формирует узкий столб дуги, который, в свою очередь, создает традиционный профиль проникновения чистого аргона: глубокий и относительно узкий (см. , рис. 2, ).

Имеется небольшая тенденция к подрезанию или опрокидыванию борта из-за недостатка тепла на внешних краях лужи как при GTAW, так и GMAW. В процессе GMAW чистый аргон способствует переносу распыления.

Гелий. Гелий также является одноатомным инертным газом, наиболее часто используемым для GTAW на цветных металлах.В отличие от аргона, гелий обладает высокой проводимостью и потенциалом ионизации, что дает противоположные эффекты. Гелий обеспечивает широкий профиль (см. , рис. 3, ), хорошее смачивание краев шарика и более высокое тепловложение, чем чистый аргон.

Высокий потенциал ионизации может затруднить зажигание дуги, если для GTAW не используется высокочастотный или емкостный запуск дуги. Рекомендуются несколько более высокие скорости потока, поскольку газ имеет тенденцию подниматься в воздухе. Чистый гелий способствует глобулярному переносу и редко используется для GMAW, за исключением чистой меди.

Двуокись углерода. CO 2 обычно используется для передачи короткого замыкания GMAW и FCAW. CO 2 - сложная молекула с довольно сложными взаимодействиями в столбе дуги. CO 2 диссоциирует на CO и O 2 при температурах дуги. Это создает возможность окисления основного металла и удаления сплава из сварочной ванны. или бусинка.

Рекомбинация CO / O 2 дает довольно широкий профиль проплавления на поверхности сварного шва, в то время как низкий потенциал ионизации и теплопроводность создают горячую зону в центре столба дуги.Это имеет тенденцию давать всему сварному шву хорошо сбалансированный профиль проплавления по ширине и глубине (см. , рис. 4, ). Для приложений GMAW чистый CO 2 не может производят перенос распылением, и это способствует глобулярному переносу, который может вызвать большое количество брызг.

Рисунок 1 У изготовителя есть множество защитных газов, которые следует учитывать при дуговой сварке.

Другие газы, используемые в смесях

Кислород. Кислород - это двухатомный (состоящий из двух атомов молекулы) компонент активного защитного газа, обычно используемый в смесях GMAW при концентрациях менее 10 процентов.Кислород имеет потенциал подвода тепла, возникающий как в результате его энергии ионизации, так и энергии диссоциации (энергия, выделяемая при расщеплении молекулы на отдельные атомы в дуге).

Кислород создает очень широкий и довольно неглубокий профиль проникновения с большим тепловложением на поверхность изделия. Так как высокая температура снижает поверхностное натяжение расплавленного металла, облегчается перенос распыла, а также смачивание на носке сварного шва. Смеси кислорода / аргона демонстрируют характерный профиль проникновения «гвоздя» для углеродистой стали GMAW, которая является наиболее распространенным применением.Кислород также используется в тримиксах с CO 2 и аргоном, где он обеспечивает преимущества смачивания и распыления.

Водород. Водород - это двухатомный активный компонент защитного газа, обычно используемый в сварочных смесях при концентрациях менее 10 процентов.

Водород в основном используется с аустенитными нержавеющими сталями для улучшения удаления оксидов и увеличения тепловложения. Как и у всех двухатомных молекул, получается более горячая и широкая поверхность шарика. Водород не подходит для ферритных или мартенситных сталей из-за проблем с растрескиванием.Увеличивается и проникновение.

Водород также может использоваться в более высоких процентах (от 30 до 40 процентов) в операциях плазменной резки нержавеющей стали для увеличения производительности и уменьшения шлаков.

Азот. Азот - наименее широко используемая добавка для защиты. Он в основном используется для повышения аустенита и повышения коррозионной стойкости дуплексных и супердуплексных сталей.

Газовые смеси

В зависимости от процесса и материала при сварке используется множество различных газовых смесей (см. Рисунок 5 ).

GMAW, углеродистая сталь. Большинство обычно используемых смесей для этого материала состоит из аргона / CO 2 , аргона / O 2 или всех трех газов вместе.

В смесях аргон / CO 2 содержание CO 2 варьируется от 5 до 25 процентов. Смеси с низким содержанием CO 2 обычно используются для распыления на тяжелые материалы или когда для тонких материалов желательны низкое тепловложение и неглубокое проникновение. Высокое содержание CO 2 способствует передаче короткого замыкания и может обеспечить дополнительное очищающее действие и глубокое проникновение в тяжелые материалы (см. Рисунок 6 ).Однако увеличение содержания CO 2 также означает повышенную скорость истощения легирующих элементов.

В смесях аргон / O 2 процентное содержание кислорода обычно составляет от 2 до 5. Эти газы обычно используются для распыления на довольно чистые материалы (см. , рис. 7, ). Многие производители металлоконструкций используют смеси аргон / O 2 , потому что они позволяют выполнять сварку на слабо окисленных основных металлах. Кислородсодержащие газы должны быть оценены на предмет истощения их сплава. что может быть значительным в более высоких процентах.

Рисунок 2 Традиционный профиль проникновения чистого аргона глубокий и узкий.

Содержание трех смесей O 2 и CO 2 составляет от 2 до 8 процентов. Смеси этого типа хорошо работают как в режиме распыления, так и в режиме короткого замыкания, и могут использоваться для материалов различной толщины. Кислород имеет тенденцию способствовать переносу распыления при низких напряжениях, в то время как CO 2 способствует проникновению. Тримиксы, содержащие аргон, CO 2 и O 2 , позволяют режимы короткого замыкания и распыления при более низких напряжениях, чем у многих бинарных смесей аргон / CO 2 .

GMAW, нержавеющая сталь. Наиболее распространенными газами для сварки нержавеющей стали являются смеси аргон / O 2 и гелий / аргон / CO 2 . Смеси аргон / O 2 , как правило, содержат около 2 процентов кислорода и хорошо справляются с переносом распылением, если можно допустить некоторое изменение цвета сварного шва.

Тримиксы доступны в двух основных типах: с высоким содержанием аргона и с высоким содержанием гелия. Обогащенные гелием газы (около 90 процентов гелия) используются для передачи короткого замыкания и включают небольшое количество аргона для стабилизации дуги и очень небольшое количество CO 2 для проникновения и очистки.Смеси, богатые аргоном, обычно содержат около 80 процентов аргона и от 1 до 2 процентов CO 2 с остаток гелий. Смеси, богатые аргоном, традиционно используются для переноса распылением, поскольку высокое содержание аргона позволяет перенос распылением происходить при относительно низких напряжениях, а гелий обеспечивает хорошее смачивание, плоский профиль валика и хорошее соответствие цвета.

GMAW, алюминий. Aluminium GMAW обычно выполняется с использованием чистого аргона, но если встречаются тяжелые секции, гелий может быть добавлен до 75 процентов.Гелий обеспечивает значительно лучшее смачивание, чем чистый аргон, и более жидкую лужу, что дает больше времени для выхода примесей, вызывающих пористость. Более высокие концентрации гелия требуют значительно большего напряжения для работы в перенос распылением, чем 100% аргон.

FCAW, углеродистая и нержавеющая сталь. FCAW чаще всего выполняется с газом, содержащим от 20 до 25 процентов CO 2 с остаточным аргоном. Эта смесь обеспечивает хорошие характеристики дуги: CO 2 обеспечивает проплавление и хорошее образование шлака, а содержание аргона способствует уменьшению образования дыма и дыма.Иногда часть CO 2 заменяют на гелий для дальнейшего уменьшения дыма.

Обеднение сплава

представляет меньшую проблему при FCAW, потому что элементы, подверженные влиянию CO 2 , могут быть компенсированы составом флюса во время производства проволоки.

GTAW, нержавеющая сталь и алюминий. Хотя чистый аргон используется в большинстве процессов GTAW для всех материалов, ряд смесей разработан для облегчения проникновения и смачивания алюминия и нержавеющей стали.Большинство этих смесей представляют собой смеси аргона и гелия с содержанием гелия от 10 до 75 процентов. Как и в GMAW, эта добавка гелия способствует смачиванию алюминия толстого сечения. и применения из нержавеющей стали, в которых неповоротливость ванны расплава является вредной.

Для нержавеющих сталей серии 300 доступны газы, содержащие от 2 до 5 процентов водорода. Благодаря этой добавке готовый сварной шов будет выглядеть намного лучше.

Системы снабжения

Системы подачи защитного газа могут влиять на качество подаваемого газа разными способами.

Требования к поставкам чистого газа. Для доставки чистых газов чаще всего используются четыре метода подачи.

Рисунок 5 Различные комбинации сварочных процессов и материалов требуют разных комбинаций сварочных газов.

Баллоны со сжатым газом обычно имеют наибольший риск загрязнения, поскольку они постоянно опорожняются и наполняются. Некоторые поставщики газа используют баллонные клапаны со встроенным обратным клапаном, чтобы уменьшить проблемы с чистотой газа.Кроме того, доступно несколько сортов сжатого газа с анализируемыми уровнями примесей, таких как влажность, кислород и общее количество углеводородов (THC).

Баллоны с жидкостью, также известные как цилиндры Дьюара или VGL, обычно обеспечивают более качественный газ, поскольку продукт не испаряется, не сжимается и не переупаковывается. Для этих продуктов также может быть доступен анализ качества.

Сливные жидкие газы, как правило, имеют наивысшую чистоту, поскольку они поступают непосредственно с производственного объекта в хранилище пользователя.

Системы хранения труб обычно монтируются на прицепах, но могут быть наземными связками или салазками. Пустые прицепы часто заменяют на полную систему или, как наземные модели, можно пополнять на месте или «толкать».

Требования к подаче смешанного газа. Некоторые из наиболее распространенных газовых смесей, используемых для сварки, - аргон / CO 2 , аргон / O 2 и аргон / гелий - можно подавать с помощью баллонов со сжатым газом или комбинации систем хранения. Режимы подачи могут быть от крупных систем со всеми компонентами, подаваемыми из резервуаров с жидкостью, до отдельных баллонов соответствующей газовой смеси.

Газы, поступающие из систем подачи жидких сыпучих материалов, обычно объединяются в промышленном газовом смесителе для обеспечения надлежащего смешивания. Часто потребность в газе для небольших производителей такова, что используются либо баллоны с жидкостью, либо блоки сжатого газа. Доступны переключающие коллекторы на этих компонентах для автоматизации и снижения вероятности загрязнения.

Трубопровод. Качество трубопровода, по которому газ проходит от точки подачи до дуги, очень важно для поддержания чистоты газа.В критических случаях применения GTAW от 20 до 30 частей на миллион влаги или кислорода могут создать неприемлемый сварной шов. Для этого типа применения идеально подходят сварные трубы из нержавеющей стали. Качественные компрессионные фитинги также можно использовать с почти идентичные результаты.

Для нормального качества медная трубка, припаянная серебром, дает отличные результаты, особенно если система труб продувается азотом во время пайки. Доступны несколько композитных систем трубопроводов, обычно состоящих из слоя алюминия между двумя слоями сшитого полиэтилена, которые очень легко установить, с возможностью подачи газа хорошего качества.Сварные трубы из черного чугуна можно использовать, если тщательно очистить внутреннюю часть.

Рисунок 6 Профиль проникновения аргона / СО2 можно регулировать количеством СО2, содержащегося в газовой смеси.

.

Сварка сердечником под флюсом: процесс и советы

перейти к содержанию Меню
  • Руководства по покупке
    • Сварщики
      • Сварочные аппараты MIG
      • Сварочные аппараты TIG
      • Универсальные сварочные аппараты
      • Плазменные резаки
      • Сварочные аппараты
    • Защитное снаряжение
      • Ботинки
      • Шлемы
      • Перчатки для сварки MIG
      • Куртки
      • Рукава
  • Основы сварки
.

Смотрите также

Сделать заказ

Пожалуйста, введите Ваше имя
Пожалуйста, введите Ваш номер телефона
Пожалуйста, введите Ваше сообщение