Что лучше углекислота или смесь с аргоном для сварки

Обновлено: 17.05.2024

Аргон (Ar) - бесцветный, без запаха, негорючий, неядовитый газ, почти в 1,5 раза тяжелее воздуха. В металлах нерастворим как в жидком, так и в твердом состояниях. Выпускается (ГОСТ 10157-79) двух сортов: высшего и первого.

В газе высшего сорта содержится 99,993 % аргона, не более 0,006 % азота и не более 0,0007 % кислорода. Рекомендуется для сварки ответственных металлоконструкций из активных и редких металлов и сплавов, цветных металлов.

В газе первого сорта содержится 99,98 % аргона, до 0,01 % азота и не более 0,002 % кислорода. Рекомендуется для сварки стали и чистого алюминия.

Гелий (Не) - бесцветный газ, без запаха, неядовитый, значительно легче воздуха и аргона. Выпускается (ГОСТ 20461-75) двух сортов: высокой чистоты (до 99,985 %) и технический (99,8%).

Используется реже, чем аргон, из-за его дефицитности и высокой стоимости. Однако при одном и том же значении тока дуга в гелии выделяет в 1,5 - 2 раза больше энергии, чем в аргоне. Это способствует более глубокому проплавлению металла и значительному увеличению скорости сварки.

Гелий применяют при сварке химически чистых и активных материалов, а также сплавов на основе алюминия и магния.

Азот (N₂) - газ без цвета, запаха п вкуса, неядовитый. Используется только для сварки меди и ее сплавов, по отношению к которым азот является инертным газом. Выпускается (ГОСТ 9293-74) четырех сортов: высшего - 99,9% азота; 1-го - 99,5%; 2-го - 99,0%; 3-го - 97,0%.

Активные

Защищают зону сварки от воздуха, но сами растворяются в жидком металле либо вступают с ним в химическое взаимодействие

Кислород (О₂) - газ без цвета, запаха и вкуса. Негорючий, но активно поддерживающий горение. Технический газообразный кислород (ГОСТ5583-78) выпускается трех сортов: 1-й сорт - 99,7% кислорода; 2-й - 99,5%; 3-й - 99,2%. Применяется только как добавка к инертным и активным газам.

В углекислом газе сваривают чугун, низко- и среднеуглеродистые, низколегированные конструкционные коррозионностойкие стали.

Газовые смеси

Сварочные смеси служат для улучшения процесса сварки и качества сварного шва

Смесь аргона и гелия. Оптимальный состав: 50% + 50% или 40% аргона и 60% гелия. Пригоден для сварки алюминиевых и титановых сплавов.

Смесь аргона и кислорода при содержании кислорода 1-5% стабилизирует процесс сварки, увеличивает жидко текучесть сварочной ванны, перенос электродного металла становится мелкокапельным. Смесь рекомендуется для сварки углеродистых и нержавеющих сталей.

Смесь аргона и углекислого газа. Рациональное соотношение - 75-80% аргона и 20-25% углекислого газа. При этом обеспечиваются минимальное разбрызгивание, качественное формирование шва, увеличение производительности, хорошие свойства сварного соединения. Используется при сварке низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей.

Смесь углекислого газа и кислорода. Оптимальный состав: 60-80% углекислого газа и 20-40% кислорода. Повышает окислительные свойства защитной среды и температуру жидкого металла. При этой смеси используют электродные проволоки с повышенным содержанием раскислителей, например Св-08Г2СЦ. Шов формируется несколько лучше, чем при сварке в чистом углекислом газе. Смесь применяют для сварки углеродистых, легированных и некоторых высоколегированных конструкционных сталей.

Смесь аргона, углекислого газа и кислорода - трехкомпонентная смесь обеспечивает высокую стабильность процесса и позволяет избежать пористости швов. Оптимальный состав: 75% аргона, 20% углекислого газа и 5% кислорода. Применяется при сварке углеродистых, нержавеющих и высоколегированных конструкционных сталей.

Что лучше для сварки полуавтоматом — углекислота или аргон

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

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

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

Углекислота (CO₂) и ее применение

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

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

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

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

Аргон (Ar) — область применения

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

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

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

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

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

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.

Сравниваем углекислоту или сварочную смесь | Что лучше

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.

Читайте также: