Составы газовых смесей для сварки

Газовые смеси Ar+CO2

Сварочные газовые смеси на основе аргона и углекислоты.
Для высокого качества электросварочных работ в среде защитных газов компания «Криогенсервис» предлагает широкий ассортимент сварочных смесей на основе аргона, а также заправку баллонов сварочными смесями любого объема!

Разновидности сварочных смесей

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 газовых смесей для сварки

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

Маркировка и характеристики баллонов для сварки

В обычном воздухе содержится кислород, азот и водород – газы, которые негативно влияют на сварочное соединение, вызывая коррозию, старение и растрескивание металла.

Для обеспечения качественной сварки в воздушной атмосфере приходится применять флюсы, а также электрода с покрытиями. Значительно улучшает результат проведение сварки в газовой среде. Для этого требуется специальный сварочный аппарат и газовые баллоны.

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

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

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

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

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

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

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.

Какая сварочная газовая смесь лучше?

Эффективность высокотемпературной обработки металлов повышают сварочные смеси защитных газов, используемых для создания защитного облака над расплавленным металлом. Специальные газосмеси использовать при сварке гораздо выгоднее, чем чистые газы. Разработано несколько стандартизированных составов, применяемых для углеродистых, низко- и высоколегированных сталей и цветных металлов.

Экспериментально доказано, что смеси повышают качество расплава, снижают количество металлических брызг, увеличивают производительность работы сварщика. Сварочные швы становятся пластичными, заметно стабилизируется горение дуги. Влияние вредных факторов снижается за счет уменьшения задымленности, улучшаются условия труда.

ПОЛЕЗНАЯ ИНФОРМАЦИЯ:

Возможно ли сократить расходы на сварку и улучшить ее качество одновременно?

ДА! ДА, и еще раз ДА!

Технология сварки в защитной среде с применением сварочных газовых смесей значительно повышает качество работ и эффективность производства сварочных работ. Новым уровнем в улучшении сварочных процессов стало применение газовых смесей на основе аргона!

Преимущества использования газовых сварочных смесей на основе аргона по сравнению с углекислотой:
Увеличение количества наплавляемого металла за единицу времени, а также снижение потерь электродного металла на разбрызгивание.
Снижение количества прилипания брызг (набрызгивания) в районе сварного соединения и как следствие уменьшение до 95% трудоемкости по их удалению. Повышение плотности и пластичности металла шва. Повышение прочности сварного соединения. Процесс сварки стабилен даже при некоторой неравномерности подачи сварочной проволоки, а также наличия на её поверхности следов технологической смазки и ржавчины. Гигиенические условия труда на рабочем месте сварщика улучшаются за счет значительного уменьшения количества выделений сварочных аэрозолей и дымов.

Что лучше – углекислота или сварочная смесь?

Углекислота — это единственное вещество, которое применяется в сварочном процессе без добавления инертных газов. Кроме того, это еще и один из самых недорогих вариантов, поэтому пользуется большой популярностью, если материальные затраты отыгрывают приоритетную роль. Углекислота является самым распространенным из химически активных элементов, которые используются в МАГ методе. Она обеспечивает достаточно большой тепловой эффект, что важно при обработке металлов большой толщины. Но при этом дуга является не слишком стабильной, что приводит к частому образованию брызг. Поэтому обычно его применение в чистом виде ограничивается работой на короткой дуге. Если Вас интересуют вопросы заправки углекислотой, то советуем прочитать статью углекислота: где заправить — вопрос не праздный.

Баллон с углекислотой для сварного аппарата

Учитывая то, что любой чистый технический газ имеет как свои преимущества, так и недостатки, использование защитных сварочных смесей в правильной пропорции зачастую делает сварку более эффективной, повышает производительность и позволяет добиться более качественных швов, благодаря следующим особенностям:

• снижение количества брызг;
• увеличение скорости наплавления металла;
• повышение пластичности и плотности шва;
• уменьшение задымленности;
• увеличение стабильности дуги.

Перед тем как определиться, что лучше – сварочная смесь или углекислота, сварщики обычно сопоставляют сложность работ, необходимое качество и целесообразность материальных затрат, после чего делают свой выбор.

Разновидности

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

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

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

Аргон и углекислый газ

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

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

Аргон в сочетании с кислородом

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

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

Углекислота и кислород

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

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

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

Классификация TIG

По способу зажигания дуги:

1. Касанием об изделие.
2. На выводных планках.
3. С применением осциллятора.

1. При ламинарном потоке.
2. В газовой камере.

По используемому инертному газу:

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

По техническим признакам.

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

Свойства и назначение

Сварочная смесь, создающая защитное облако над ванной расплава способна оказывать на процесс сварки как положительное, так и отрицательное воздействие. Инертные газы ведут себя по-разному:

• Аргон за счет ионизации воздуха поддерживает дугу и обеспечивает качественный перенос металла. При работе с толстостенными заготовками, прокатом из металлов, имеющих высокую теплопроводность, аргон, характеризующийся слабой отдачей энергии, малоэффективен.
• Гелий с этой точки зрения предпочтительнее, но меньше влияет на стабильность горения дуги и не улучшает перенос металла присадки на поверхность заготовок.
• Углекислый газ обеспечивает хорошую защиту за счет высокой плотности, снижает разбрызгивание жидкого металла.

Каждый отдельный газ обладает уникальными свойствами, в смеси они нивелируют отрицательное воздействие отдельных компонентов, усиливают положительное влияние. Составы подбирались методом проб и ошибок с целью повышения качества швов и скорости сварки.

В смеси защитные газы намного эффективнее защищают ванну расплава, снижают вероятность образования дефектов.

Лучшее качество:

Уменьшает количество оксидных включений и измельчает зерно, улучшая микроструктуру металла. Увеличивает глубину провара шва, повышает его плотность, что в конечном итоге увеличивает прочность свариваемых конструкций.
Высокая усталостная прочность, лучший внешний вид изделий — весомые аргументы в пользу сварочных смесей при сварке.

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.

Особенности аргоновых и углекислотных соединений

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

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

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

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

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

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

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

Использование чистых газов в сварке

При проведении сварочных работ применяют инертные газы, защищающие дугу и ванну без оказания воздействия на расплав:

1. Выпускаемый промышленностью аргон может иметь высший или первый сорт. Материалы отличаются содержанием посторонних примесей. Высококачественный газ используют при сварке деталей, изготовленных из цветных металлов или их сплавов. Первый сорт с повышенным содержанием кислорода и азота предназначен для работ с изделиями из стали или технически чистого алюминия.
2. При проведении сварочных работ используют экологически безопасный гелий, отличающийся небольшим удельным весом. Газ выпускают в 2 модификациях с разной степенью очистки. Характеризуется повышенной себестоимостью, ограничивающей применение, но подача гелия позволяет нарастить мощность дуги в 1,5-2 раза при сохранении исходных настроек. Газ обеспечивает увеличение скорости сварки и повышение глубины проплавления металла. Чистый гелий востребован при соединении деталей из алюминия либо магния.
3. Для сварки медных сплавов применяют азот, не образующий соединений с медью. В соответствии с ГОСТ 9293-74 выпускается 4 сорта газа, отличающихся степенью очистки (содержат от 97 до 99,9 чистого азота).

Помимо инертных газов, применяют активные среды, обеспечивающие защиту расплава с одновременным растворением или формированием химических соединений. Например, кислород может использоваться только как добавка к смесям, а углекислый газ высшего сорта позволяет сваривать чугунные заготовки или конструкции из низколегированных либо углеродистых сталей.

Активные газы выпускаются в нескольких разновидностях в соответствии с ГОСТ и различаются объемным содержанием посторонних примесей.

Государственные стандарты

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

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

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

Более высокая производительность:

Скорость сварки по сравнению с традиционной (в защитной среде CO2) увеличивается в два раза. Это происходит из-за меньшего поверхностного натяжения расплавленного металла, вследствие чего на 70%-80% снижается разбрызгивание и набрызгивание электродного металла. Незначительное количество брызг и поверхностного шлака во многих случаях исключает работы по зачистке свариваемых элементов.

Состав и области применения

Существует много видов газовых составов для MIG-MAG сварки. Наибольшее распространение получили смеси аргона и углекислого газа. Они широко используются как для работы с низкоуглеродистыми сталями, так и для высоколегированных (нержавеющих, жаропрочных и пр.) сортов стали.

Менее распространены смеси с добавлением кислорода, которые лучше работают при наличии ржавчины или загрязнений поверхности, но отличаются большим угаром металла и выделениями дыма.Кроме того, они не применимы для высоколегированных сортов стали.

Выбор режимов работы для MIG-MAG сварке позволяет обеспечить разные виды переноса расплавленного металла сварочной проволоки. Различают капельный перенос, когда расплавленный металл переходит вванну, вызывая образование брызг и неровностей сварного шва. При форсированных режимах MIG-MAG возможно образование струйного переноса расплавленного металла. При этом практически отсутствует разбрызгивание.

Наиболее популярные составы для сварки полуавтоматом (MIG-MAG):

• 98%Ar+2%CO2 — для высоколегированных (нержавеющих) сталей + на обычном полуавтомате оцинкованных деталей и сварки-пайки (MAG brazing) соединений медь-железо
• 92%Ar+8%CO2 — для тонких изделий из конструкционных сталей (1-5мм) + для скоростной сварки (линейная скорость до 2 м/мин на автомате или роботе) + для импульсной
• 80%Ar+20%CO2 — для наплавки обычных и высокопрочных конструкционных сталей + для полуавтоматической сварки высоколегированной (нержавеющей) стали с порошковой проволокой
• 75%Ar+ 25%CO2 — для магистральных трубопроводов и изделий из конструкционных сталей, где много вертикальных швов.

В некоторых случаях применяются также другие составы

Какие газы смешивают

Для создания смесей используют:

• аргон (Ar);
• гелий (He);
• кислород (O2);
• водород (H2);
• углекислый газ (CO2).

Для полуавтоматической сварки MIG-MAG используются различные сочетания перечисленных выше газов. Наименее популярны смеси с добавкой кислорода. Он вызывает угар металла с образованием дыма. Но присадка кислорода позволяет сваривать заготовки без предварительной очистки кромок от ржавчины или следов масла.

Элементы устойчивости и объем

Сверху на всех баллонах обязательно крепится колпак. Он предохраняет вентиль от случайных повреждений при транспортировке. На нижнюю часть плотно насажена основа квадратной формы.

Она позволяет устойчиво выставлять емкость в вертикальное положение, что важно при сварке. Во время эксплуатации перемещать баллон вместе со сварочным полуавтоматом можно на специальной тележке. Это удобный метод обслуживания сварочного места в любой рабочее зоне.

В продаже представлены емкости от 10 л до 40 л. Соблазнительным кажется вариант приобретения для сварки меньшего объема. Цена его меньше, но после использования газа заправить новый будет не так просто.

Большинство заправочных станций приспособлено для заполнения 40 л. Исключение составляет углекислота. В связи с тем, что ее закачивают в огнетушители, возможности заправочных станций позволяют заполнять маленькие объемы.

Принцип работы аргоновой TIG

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

Существует три вида начала сварочной работы:

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

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

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

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

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

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

Экономия средств:

Уменьшает расход электроэнергии и сварочной проволоки на 10-15%. Позволяет значительно сократить затраты на работы, связанные с зачисткой, и подготовку сварных швов перед покраской или оцинкованием. Увеличивает срок службы сварочных насадок, стекол масок и спецодежды, вследствие чего сокращаются затраты на их замену.

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.

Подбор сварочной смеси для полуавтомата

Присадочная проволока выпускается без защитного покрытия, в полуавтоматах предусмотрена подача защитных газов. Их смешивают с расчетом, чтобы создавалась нужная температура горения, при которой металлические заготовки и проволока не слишком быстро расплавлялись. При рациональном подборе газосмеси для полуавтоматической сварки упрощается процесс формирования швов.

Таблица выбора газосмеси для различных сплавов:

При использовании вольфрамового электрода и проволочной присадки применяют составы из двух инертных газов:

• НН-1 (полное название Helishield-Н3), в этой смеси концентрация гелия в пределах 30%, аргона не более 70%. газосмесь обеспечивает более эффективный нагрев, увеличивается скорость плавления металла, формируется ровная поверхность шва.
• НН-2 (международная маркировка Helishield-H5) – это в равных пропорциях смешанные два инертных газа: аргон и гелий. Универсальная смесь применяется для соединения черных и цветных заготовок практически любой толщины.

Компонентный и количественный состав оказывает влияние практически на все параметры и режим сварки металлов.

Почему газовые смеси более эффективны

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

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

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

Редуктор

Для работы с любым газом нужен редуктор. Существуют модели, просто показывающие давление в баллоне и с функцией регулирования газового потока.

Последние виды называют регуляторами. Они адаптированы к определенному газу, окрашены в соответствии с цветом баллона. В продаже есть регуляторы со стрелочной шкалой и ротаметрами.

Если планируется провести аргонодуговую сварку, надо взять регулятор с двумя ротаметрами. При работе с нержавейкой нужен поддув с обратной стороны, который сможет контролировать только такая модель регулятора.

В остальных ситуациях вполне подойдет стрелочный регулятор, который к тому же стоит дешевле. Практики считают стрелочную модель более экономной. Она позволяет при грамотном пользовании избежать сброса давления в начале работы. На регуляторах с ротаторами сбрасывание давления вначале практически неизбежно. Это сопровождается некоторыми потерями газа.

Все регуляторы имеют прокладки из инертных полимеров. Загрязнение газов от контакта с ними абсолютно исключается. При сварке приходится пользоваться различными газами. Для таких производственных случаев целесообразно иметь регуляторы, приспособленные для нескольких типов резьбы.

Источники питания

Источники постоянного тока:

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

Источник переменного тока: трансформатор для ручной дуговой сварки.

Примерная стоимость аппаратов для TIG сварки на Яндекс.маркет

Инверторные источники питания:

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

Какой газ используют для сварки полуавтоматом — критерии выбора

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Лучшие условия труда:

Значительно меньше количества дыма, сварочных аэрозолей и вредных газов сохраняют здоровье сварщика и позволяют ему длительное время работать с большим вниманием. Уменьшается риск возникновения профессиональной болезни сварщиков — силикоза легких.

Уже наступило время использовать прогрессивные технологии и новые продукты, позволяющие производителям обеспечивать высокое качество работ и эффективность производства, улучшить и обезопасить условия труда своих рабочих.

Компания «Криогенсервис» осуществляет поставку сварочных газовых смесей, наполнение баллонов и оперативную доставку специализированным транспортом.

Сварочная смесь

Основным компонентом аргоновой сварки является аргон. Применяют его при работе с высоколегированными сталями. Используется данный газ, как в чистом виде, так и с добавками: углекислый газ, кислород, водород, гелий.

Типы смесей: аргон с углекислым газом, аргон с кислородом. Есть еще один вид, это углекислый газ с кислородом.

Состав аргона и кислорода подходят для работ с низкоуглеродистой сталью. Содержание кислорода придает пластичность шва и ведет к снижению пор. Легкий перенос струи электрода упрощает процесс.

Соединение аргона и кислорода применимо, для сварки легированной и низколегированной стали, что позволяет достичь отличного результата из-за малой пористости материала.

Сварочная смесь из аргона и водорода идет для соединения никелевых сплавов и нержавеющей стали.

Сварочная смесь аргона и гелия используют в сварке легких, медных, никелевых сплавов и алюминия.

Смешивание газов производят на заводах изготовителях или непосредственно на рабочих местах с помощью ротаметра.

Общее между углекислотой и сварочными смесями:

• Углекислота, как и сварочная смесь, служит защитой в процессе работы от окисления стыков металлических конструкций.
• Поставка углекислоты и сварочной смеси производится в сорокалитровых баллонах.
• Отличная герметичность и защищенность от коррозийных нарушений обеспечивает сохранность и безопасность баллонов. В зависимости от содержимого имеется маркировка на поверхности емкости.
• По категории механизации: полуавтоматическая, автоматическая сварка.

Безопасность

Особенность отечественного менталитета заключается в склонности к экономии, игнорировании многих нормативных требований. В отношении оборудования для сварки пренебрежение правилами безопасности чревато тяжелыми последствиями.

Особенно это касается допустимых сроков использования баллонов. Они должны быть указаны заводом-изготовителем. Если вдруг этой информации нет, то максимальный период эксплуатации составляет 20 лет.

Экспертизу состояния обычных баллонов с объемом до 50 л не проводят. Для больших объемов аттестация может быть проведена. Превышать максимальный срок категорически нельзя. Все модели, выпущенные до 1997 года, не прошедшие аттестацию можно смело сдать в металлолом.

К покупке газовых баллонов для сварки нужно отнестись очень серьезно. Лучше всего найти авторитетного поставщика, убедиться в наличии разрешительных документов, проверить качество маркировки, всей сопроводительной информации. После этого можно смело оформлять заказ.

Специфика электродов

Наиболее применяемые электроды марок:

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

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

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

Примерная стоимость вольфрамовых электродов на Яндекс.маркет

От чего зависит расход газа при сварке

Установку силы обдува сварочной ванны следует устанавливать, учитывая:

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

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

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

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

Применение смесей

Бескислородные смеси выбирают при скоростной проходке и сварке цветных металлов. Они дают великолепные чистые швы с гладким профилем, окисление поверхности незначительное, обеспечивают низкий уровень армирования и обеспечивает высокую скорость проходки. Придают стабильность электрической дуге при соединении материалов толще 9 мм, снижают вероятность появления дефектов шва.

При подаче газовой смеси полуавтоматом снижается скорость подачи проволоки, быстрее нагревается горелка. Приходится корректировать режим работы, подбирать массивные головки. Для качественной работы со смесями необходимы профессиональные навыки.

При выборе готовых сварочных газовых смесей с кислородом учитывают особенности составов. К-2 считается идеальным для черных и низколегированных сталей. Другие разрабатывались для металла различной толщины, глубокого провара и сварки тонкостенного листа, профиля без деформации. Кислородосодержащие составы применяются для коротких и длинных швов, реставрационной наплавки изношенных деталей. Могут использоваться повсеместно: для роботов-автоматов, ручной, полуавтоматической сварки во всех пространственных положениях. Выбирают специальные составы для профилированного проката из сортовых сталей, для наплавки.

При ручной сварке важно соблюдать расстояние от заготовок до сопла. Необходимо постоянно поддерживать расстояние в пределах 15–20 мм от стыка, чтобы не допустить непроваров. Горелка размещается под прямым углом. Следует учитывать, что кислородные смеси увеличивают текучесть расплавленного металла, при работе в потолочном и вертикальном положении возможны проблемы.

Сравнительные таблица для выбора состава сварочной смеси

Компания «Криогенсервис» производит снабжение предприятий (различного профиля) техническими газами: азот, аргон, ацетилен, газовые смеси, гелий марки «А» и гелий марки «Б», технический кислород, пропан, а также углекислота. Кроме поставок технических газов, компания специализируется на торговле газовыми баллонами, произведёнными по ГОСТ 949-73 и ГОСТ 15860-84 (для пропана). Среди дополнительных услуг компании, можно отметить услуги по ремонту, аренде, покупке и переосвидетельствованию (аттестации) газовых баллонов.

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.

Маркировка газовых баллонов

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

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

Самостоятельное смешивание газов

Теоретически смесь можно приготовить непосредственно на рабочем месте, на сварочных участках предусмотрены специальные посты с установкой ротаметров – аппаратов, контролирующих расход компонентов за единицу времени из каждого баллона. По показателям ротаметров с помощью редукторов регулируют состав газовой смеси, подаваемой к рабочим местам сварщиков.

При работе с несколькими баллонами одновременно состав сварочной смеси не будет идеальным. Делая газосмеси самостоятельно невозможно добиться точного процентного содержания компонентов до десятых. Обязательно увеличится расход газов и, соответственно, присадки.

Защитный сварочный газ – оптимальная смесь, используемая при термической обработке металлов. Готовые составы заказывают у специализированных поставщиков или непосредственно на заводах-изготовителях.

Особенности выполнения качественного шва

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

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

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

Правильное движение электрода:

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

Смеси для работ плавящимся электродом или проволокой

Обработка металлов и сплавов с помощью плавящейся проволоки или электродов широко распространена. Для защиты компонентов и получения более ровного и качественного шва рекомендуется сварка в среде защитных газов.

На сегодняшний день разработаны и применяются следующие составы:

• Pureshield P31, известная под абревиатурой К-2 – универсальный состав, включающий в себя аргон и СО2, подходит для всех типов металла;
• Argoshield 5 или К-3.1 – помимо аргона и СО2 включает в себя кислород, предназначена для глубокой обработки сортовых сталей;
• Argoshield TC – К-3.2, содержащая больший процент углекислого газа и меньший аргона, подходит для автоматической и ручной сварки;
• Helishield HI – НП-1, предназначена для сварки, где важно отсутствие искривления металла в области шва, на основе гелия, аргона и кислорода;
• Helishield H7 – НП-2, с меньшим содержанием гелия, низким уровнем армирования во время сварки, подходит для разной толщины соединяемых деталей;
• Helishield H101 применяется для обработки массивных деталей, с толщиной шва свыше 9 мм, маркируется как НП-3.

Выбор подходящего состава должен осуществляться с учетом технических условий на обработку тех или иных металлов и сплавов. При отсутствии подобного рода документации обращайтесь за получением информации к специалистам.

Преимущества и недостатки газовой среды

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

Основными недостатками является наличие громоздкого и не дешевого газового оборудования:

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

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

Алюминий — раскрываем секреты метода

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

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

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

Безопасность — экологический взгляд на электродуговую технику

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

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

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

Правила сварки в газовой среде

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

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

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

Расход газа при выполнении сварочных работ

Расход газовой защитной смеси, измеряемый в литрах в минуту, регулируют вручную с помощью ротаметра. Рекомендуется устанавливать параметр (в л/мин), соответствующий диаметру горелки (в мм). При использовании бытового или полупрофессионального оборудования затраты составляют не более 10-15 л/мин. Увеличение параметра приводит к насыщению расплава газовыми пузырями, а при чрезмерной экономии происходит разрушение защитного потока с последующим проникновением атмосферного воздуха в рабочую зону.

Экологическая безопасность

При использовании смеси для сварки полуавтоматом необходимо:

1. Оборудовать рабочее место системой принудительного отвода газов и паров металла. Откачиваемый воздух следует пропускать через фильтры, снижающие количество вредных выбросов в атмосферу. Тип фильтра должен соответствовать используемой защитной среде.
2. Поскольку при дуговой сварке образуется ультрафиолетовое излучение, то вокруг рабочей зоны требуется установить защитные экраны.
3. Оборудование должно иметь герметичные вентили, редукторы и шланги (для сокращения расхода материала и недопущения выбросов газа в атмосферу).

Все сварочные работы необходимо выполнять в защитном костюме и маске со стеклом. Дополнительно используют индивидуальный дыхательный аппарат или респиратор, который защищает легкие от вредного воздействия веществ, образующихся при сварке. Для повышения безопасности персонала и снижения негативного влияния на окружающую среду необходим периодический контроль состава и качества используемой смеси.