fbpx

Состав сварочной смеси: зачем смешивают газы?

Сварка является одним из самых надежных способов создания неразъемных соединений. Во время сварки расплавленный металл в сварочной ванне подвержен влиянию кислорода, азота и водяных паров, содержащихся в воздухе. Рабочую зону защищают от этого влияния облаком защитных газов. Сварочная смесь представляет собой результат смешения нескольких газов. В нее могут также добавлять вещества, в заданном направлении влияющие на стабильность дуги и свойства шовного материала.

Зачем смешивают газы?

Существует несколько причин, по которым при сварке используют не только чистые газы, но и их смеси в определенных пропорциях.

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

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

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

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

Составы

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

Аргон и углекислый газ

Смесь нашла свое применение при работе с низкоуглеродистыми сплавами. Она позволяет снизить образование пор в шовном материале, повышая таким образом его плотность и прочность. Кроме того, снижается расход сварочных материалов ввиду меньшего разбрызгивания расплава.

Если довести долю углекислого газа до 20%, то в такой смеси можно успешно варить заготовки большой толщины, невзирая на загрязнения на их поверхности.

Аргон в сочетании с кислородом

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

Углекислота и кислород

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

Можно ли самостоятельно смешивать газы?

Технически это возможно, для этого необходимо установить расходомеры-ротаметры на баллонах и по ним отрегулировать редуктором для полуавтомата подачу каждого газа в соответствии с требуемой пропорцией. На каждый литр основного газа будет расходоваться пропорциональная доля дополнительного.

На практике состав получаемой смеси будет нестабильным ввиду недостаточной точности расходомеров и неравномерного снижения давления в разных баллонах по мере расходования газа. Кроме того, сварочный редуктор будет периодически влиять на состав смеси. Какой еще способ применяется?

Надежный метод получения защитного сварочного газа

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

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

Сложность орбитальной сварки и готовое решение для упрощения технологии

Орбитальная сварка используется для соединения труб и цилиндрических емкостей. Для них необходим высококачественный двусторонний провар, но полноценный доступ к изнаночной стороне шва затруднено.

В этом случае при малом диаметре заготовок их вращают перед сварочной горелкой, при большом диаметре или невозможности вращения на заготовки надевают специальную оснастку, по которой, как планета по орбите, движется сварочный автомат. При этой технологии часто используют подогрев заготовок.

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

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

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

Алюминий — раскрываем секреты метода

Широко применяемый в аэрокосмической и приборостроительной отрасли алюминий имеет неприятное для сварки свойство: поверхность легкоплавкого (660оС) металла всегда покрыта тугоплавким (более 2200оС) окисным слоем, который не дает нормально сваривать детали.

После удаления этого слоя механическим или химическим методом он самопроизвольно восстанавливается, поскольку алюминий охотно окисляется кислородом, содержащимся в окружающем нас воздухе. Процесс многократно ускоряется при нагреве алюминия до температуры плавления.

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

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

Безопасность — экологический взгляд на электродуговую технику

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

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

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

Заключение

Сварочные смеси состоят из инертных и активных газов, таких, как аргон, гелий, углекислый газ, водород и кислород. Они используются для создания защитной среды вокруг сварочной зоны. Кроме того, при наличии специальных требований к качеству шовного материала, скорости сварки и других, в состав смеси могут добавляться и активные компоненты. Смеси можно создавать самостоятельно, с помощью редуктора для сварки. Однако надежнее воспользоваться готовыми газовыми смесями, поставляемыми в баллонах

1 комментарий
  • Прежде чем смешивать газы, нужно также учитывать для чего именно будет использоваться та или иная смесь. Например, при сварке черных сталей в чистой СО2 можно делать хорошие швы. Для нержавейки же лучше использовать либо чистый аргон, либо смесь газов.

Оставить комментарий

Оцените статью*