Чем отличается углекислота от сварочной смеси

Обновлено: 21.09.2024

Защитные газы, подаваемые к месту формирования сварочного шва, служат для защиты сварочной ванны и дуги от атмосферных газов, что способствует повышению качества соединения. Кроме того сами защитные газы влияют на состав шва, повышая его плотность, глубину провара, улучшая микроструктуру металла.

В практике сварочных работ используется два вида газов: смеси и чистый углекислый газ без примесей.

Наши эксперты рассмотрели свойства и особенности использования каждого вида защитных газов, их достоинства и недостатки, что поможет вам сделать правильный выбор, так как каждая разновидность имеет свою область применения.

Сварочные смеси

Основным компонентом сварочных смесей является инертный газ аргон, который может смешиваться не только с другими инертными, но и с активными газами. Помимо этого и активные разновидности тоже могут смешиваться между собой. Используются следующие сварочные смеси:

Аргон с углекислотой – применяется при сварке изделий из углеродистых и низколегированных сталей. Смесь способствует более ровному и пластичному формированию шва, снижает порообразование, облегчает перенос материала электрода;

Аргон с кислородом (не более 5 %) – применяется при работах с изделиями из легированных и низколегированных сталей. Повышает плотность шва за счет уменьшения пористости металла, облегчает процесс струйного переноса материала электрода. Позволяет использовать более широкий ассортимент присадочной проволоки;

Аргон с водородом – используется для соединения деталей из нержавеющей стали и никелевых сплавов;

Аргон и гелий – создает абсолютно инертную среду, применяется для соединения элементов из алюминия, меди и титана, а также хромоникелевой стали;

Углекислота и кислород – используется при сварке из углеродистых и низколегированных сталей. Позволяет формировать более ровный шов за счет предотвращения разбрызгивания металла, увеличивает производительность работ из-за значительного повышения температуры в зоне сварки. К минусам можно отнести повышенное окисление материала, что снижает прочностные качества соединения.

Углекислота

Углекислота или двуокись углерода в чистом виде используется для сварочных работ. Применяется для деталей из углеродистых и низколегированных сталей, а также никелевых и железоникелевых сплавов, в том числе изделий большой толщины.

Чистая двуокись углерода обладает более высокой плотностью, чем воздух, поэтому при подаче в зону сварки она вытесняет воздух, обеспечивая защитную среду. Углекислота бесцветна и не имеет запаха, хранится в стальных баллонах в виде жидкой субстанции под давлением, подается в зону работ с помощью специального редуктора. Может использоваться при любых видах сварки – ручной, полуавтоматической или автоматической. Самое широкое применение углекислота имеет при полуавтоматической сварке.

Железо и углерод, входящие в состав свариваемых деталей, при сварке в среде углекислого газа и под его воздействием окисляются. Поэтому для образования шва используется специальная присадочная проволока, в состав которой входят кремний и марганец, что предотвращает окисление металла. Расход двуокиси углерода зависит от нескольких факторов: толщины металла соединяемых заготовок, диаметра присадочной проволоки и параметров тока, подаваемого на электрод.

Таблица достоинств и недостатков

Наименование

Достоинства

+ увеличение производительности за счет повышения массы наплавляемого металла в единицу времени;

+ снижение лишнего расхода присадочного материала за счет уменьшения количества брызг;

+ повышение пластичности шва, плотности за счет меньшего порообразования и, соответственно, значительное повышение прочности соединения;

+ снижение количества вредных аэрозолей и дымов на рабочем месте, что улучшает гигиенические условия труда;

+ стабильность процесса даже при неравномерной подаче присадочной проволоки.

- для смеси аргона с кислородом повышенное окисление металлов, что снижает прочность швов, также образование вредного для здоровья угарного газа;

- смесь аргона с углекислым газом взрывоопасна, что требует особых предосторожностей при ведении работ;

- при работах со смесью аргона с углекислотой также образуется угарный газ вследствие взаимодействия углекислоты с кислородом воздуха, поэтому оператор должен работать в специальной маске.

+ возможность сваривать тонкие металлические листы, которые не деформируются, а также относительно толстых заготовок в любых пространственных положениях, то есть делать горизонтальные, вертикальные и потолочные швы;

+ образование хорошей дуги, что удобно для сварщиков с небольшим опытом работ;

+ низкая стоимость способа сварки и самой углекислоты;

+ безопасность в работе;

+ возможность сварки металлов с разными характеристиками;

+ несложность и доступность оборудования для сварки;

+ высокое качество получаемых швов;

+ при соединении деталей с большой толщиной металла углекислый газ выделяет много теплоты, что повышает производительность.

- повышенное брызгообразование, что вызывает необходимость очистки сварных швов после сварки;

- прочностные характеристики швов более низкие, чем при способах сварки под флюсом или электродами с покрытием, поэтому не рекомендуется использовать этот метод для деталей, которые будут работать в условиях низких температур или ударных нагрузок.

Основные отличия

Основные отличия углекислоты и сварочных смесей заключаются в следующем:

углекислота может использоваться только для сварки определенных видов металлов – углеродистых и низколегированных, сварочные смеси же имеют более широкую область применения – с их помощью можно сваривать детали из цветных металлов и различных сплавов;

углекислый газ однороден, а сварочные смеси состоят из разных газов, которые нужно смешивать с помощью специального оборудования в строго установленных пропорциях;

производительность сварки в среде сварочных смесей почти вдвое выше, чем производительность сварки в среде углекислого газа.

Чем похожи материалы

Сварочные смеси и углекислый газ имеют одно общее свойство – используются для создания среды, которая улучшает качество и производительность сварочных работ.

Выводы: Подводя итог, можно сделать вывод, что сварочные смеси имеют преимущество перед углекислым газом за счет более широких возможностей работы с разными материалами, более высокой производительности и получения более качественных и прочных соединений. При этом нужно заметить, что работа с углекислым газом может быть предпочтительнее в узконаправленной сфере работы с определенными материалами и при полуавтоматической сварке.

Что лучше: углекислота или сварочная смесь?

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

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

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

Применение углекислоты

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

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

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

Применение сварочных смесей

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

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

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

Основные виды защитных газовых сварочных смесей

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

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

Способы смешивания газа

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

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

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

Выводы: сварочная смесь или углекислота — что же лучше?

Основные различия между чистой углекислотой и сварочными смесями:

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

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

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

Что лучше углекислота или сварочная смесь?

В формировании качественного, надежного, прочного сварного шва необходима изоляция от газов, содержащихся в окружающей среде. Для сохранения дуги и сварочной ванны применяют защитные газы. Они существуют двух типов.

К первым относятся инертные газы. Это аргон, гелий, которые не вступают в химическую реакцию с металлом и не растворяются в нем, находят применение в сварке конструкций из алюминия, титана и их сплавов.

Ко вторым относятся активные газы (углекислота). Они взаимодействуют с черными металлами (углеродистые, низколегированные стали) и растворяются в них.

Углекислый газ, есть химический активный элемент. В сварочном производстве двуокись углерода без цвета и запаха зарекомендовала себя, как недорогое вещество. При соединении металлических деталей, оно является защитным газом в формировании сварочного шва. Самое большое применение его, нашло в полуавтоматической сварке. Срок годности сорокалитрового баллона составляет 2 года. Для индивидуальных нужд: для дома, гаража, дачи, можно приобретать баллоны меньшей емкости.

Перед сваркой металлическим листам, толщиной больше 10 мм делают разделку кромок для улучшения провариваемости сварочного шва.

В процессе углекислотной сварки металлические конструкции не получают деформацию, что помогает избежать брака во время работы. Не требуется основательная зачистка материала, так как перед соединением деталей, качество шва от этого не пострадает.

Методика работы основывается на возбуждении электрической дуги, которая ведет к плавке металла, а сопровождается процесс подачей углекислого, защитного газа. Подача обволакивает сварочную зону, играет роль защиты. Сварной шов не подвергается окислению.

В обработке металлов большой толщины, углекислота выделяет много тепла, что создает благоприятные условия для применения этого метода.

Соединение металлических изделий в защитной среде углекислого газа считается очень эффективным методом, в особенности, когда это относится к малым по толщине (0,5 мм) заготовкам. При ремонте каркасов машин, при строительстве трубопроводов, и других конструкций используют данный вид сварки.

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.

Отличие сварочной смеси от углекислоты

Сварочная смесь применяется для аргоновой сварки, где присутствуют цветные металлы, например титан, алюминий, магний, медь и сплавы высоколегированных сталей. А в углекислоте производят соединение металлических деталей из углеродистых и низколегированных сталей.

Преимущества использования газосмесей при сварке:

При использовании газосмесей, скорость плавки металла происходит быстрей, чем при работе с углекислотой. В процессе работы нет большого разбрызгивания электродного материала, что ведет к экономии металла.
Обеспечивание пластичности и плотности соединения деталей.
Увеличение прочности стыков конструкции.
Снижение вредности от количества выделяемых химических веществ с дымом.
Сохранение постоянства рабочего процесса при нарушении ритмичности введения проволоки.

Достоинства сварки в среде углекислого газа:

Возможность наблюдения за процессом работы.
Нет необходимости во вспомогательных устройствах, для введения и отвода флюса.
Надежное качество стыков изделий.
Автоматическую и полуавтоматическую сварку можно выполнять в разных положениях. Например, осуществлять потолочные, вертикальные, горизонтальные швы.
Бюджетная стоимость углекислоты.

Особенные моменты сварочного процесса с использованием газосмеси

Осуществление соединения металлических изделий происходит углом вперед. Поэтому при вылете проволоки необходимо учитывать диаметр электрода для лучшего результата шва. Воздуха в горелке и в шлангах не должно быть.

Необходимо пользоваться газовыми смесями, которые соответствуют нормативам ГОСТа. Это нужно, для того, чтобы исключить неправильно подобранный процент примесей, содержащий в смеси. Надежность соединения металлических деталей зависит от величины, находящихся в растворенном виде вредных газов: азота, водорода и их соединений.

Методы сварки

Для более тонкого материала, необходимо перемещать дугу справа налево, углом вперед. При таком способе происходит малое плавление металла, и шов получается широким валиком.

Для более толстых металлов, перемещение дуги идет слева направо, углом назад. При таком методе образовывается узкий шов, при глубокой проплавке металла.

Читайте также: