Горелка для сварки в среде углекислого газа

Обновлено: 19.04.2024

При выполнении сварочных работ кроме непосредственно аппарата немаловажное значение имеет сварочная горелка. Именно от её функциональных характеристик во многом зависят скорость работ и качество выполняемой сварки, да и сама горелка представляет собой дорогостоящую и при этом часто изнашиваемую комплектующую — это оказывает непосредственное влияние на окупаемость конструкции.

Характеристика и устройство

Сварочная горелка требуется при выполнении сварки двух видов – MIG и MAG. Ее основное предназначение заключается в доставке металлической проволоки и газовой смеси к месту выполнения работы. Помимо этого, именно через эту горелку происходит поступление электротока.

MIG — представляет собой сварку, выполняемую в атмосфере инертного газа, как правило, это гелий либо аргон. Горелки для сварки такого типа обычно используют эти газы вместе с углекислотой, ее концентрация составляет 3-20%.
MAG — такая сварка производится с активными газами, в основном используется оксид углерода. Этот способ позволяет эффективно работать со сталью, но при этом имеет весьма существенный недостаток — сильное разбрызгивание.

Любая сварочная горелка состоит из целого ряда конструкционных элементов.

Непосредственно горелка.
Сварочный рукав, соединяющий горелку со сварочным аппаратом. Он поддерживает бесперебойную подачу газа, металлической проволоки, а также тока и основного охлаждающего реагента.
Соединительный механизм. Бывает раздельным в виде штекеров для металлической проволоки или единым по типу евроразъема.
Сопло. Самая расходная часть, как правило, её выполняют из сплавов меди.
Втулка. Полый электропроводящий цилиндр с термостойкими характеристиками, размещенный внутри сопла.
Контакт. По нему производится подача газов.
Диффузор. Нередко называется газорассекателем, сквозь него в рабочий участок подаётся сварная проволока. Обычно имеет несколько сменных насадок, предназначенных для расходников разного размера.
Горловина. Соединяет между собой все четыре перечисленных элемента посредством гусака (рукава). Отвечает за термическую, а также механическую защиту работника.
Рукоять горелки. Незакрепленная эргономичная кнопка управления функциями аппарата. От её конфигурации и эргономичности во многом зависит степень физической утомляемости работника при продолжительной сварке и итоговое качество сварочного шва.
Также конструкция включает блок охлаждения и держатель.

Принцип работы

В любой горелке образование необходимой для выполнения работ смеси газов происходит в результате впрыскивания необходимого объема горючего газа под средним либо пониженным давлением. Таким же способом добавляется кислород — он передается из баллона в горелку под давлением, соответствующим примерно 0,5-4 кгс/кв. см.

Этот процесс выглядит следующим образом: проходя сквозь осевой канал, кислород перемещается на высокой скорости и поступает в смесительный резервуар. Как следствие, в наконечнике, через который перемещается жидкий газ либо его пары, происходит разрежение. Этот процесс создает необходимые условия для поступления горючего в смесительную камеру. Газовая смесь, образовавшаяся в камере сварочного инструмента, через мундштук подаётся наружу и загорается.

При помощи вентильной горелки можно при желании подключить опцию регулировки газа в этой горючей смеси.

Видов сварочных горелок, представленных в продаже, достаточно много. Так, классификация предполагает:

инжекторные и безинжекторные горелки — их различие заключается в способе подачи кислорода к месту горения;
жидкостные или газовые — в первых для получения огня требуются пары керосина или бензина, вторым необходим специальный горючий газ;
специализированные либо универсальные — причём последние можно использовать для выполнения любых работ, связанных со сваркой металла и его резкой;
одно- и многопламенные — варьируются в зависимости от количества потоков подаваемого огня.
автоматические или ручные модели.

Также газосварочные горелки различаются по рабочей мощности — она может быть малой, высокой или средней.

Горелки могут отличаться схемой охлаждения, наиболее распространены модели с водяным охлаждением, в продаже присутствуют плазменные модели.

Обзор брендов

Очень важно правильно выбрать производителя, предпочтение лучше отдавать продукции надежных поставщиков, завоевавших хорошую репутацию на рынке.

Особенности использования. При выборе аппарата в первую очередь необходимо исходить из параметров планируемых работ и их продолжительности. Если вы собираетесь выполнять мелкий ремонт и проводить разовую сварку в домашних условиях, то профессиональные и непрофессиональные модели не потребуются – неопытным пользователям будет неудобно с ними работать, да и окупаются они довольно долго.

Масса горелки. Этот параметр не критичен, если планируется работа в специализированном цеху либо мастерской. Но в случае, если сварка выполняется в стесненных или мобильных условиях, масса сварочной горелки должна быть наименьшей.

В зависимости от марки могут различаться технико-эксплуатационные характеристики.

Стойкость к износу и прочность. Не секрет, что сама сварка и любые сопутствующие ей манипуляции с металлом зачастую приводят к механическому повреждению механизма горелки. В основном страдает гусак — это надо учитывать при подборе модели и конкретного производителя.

Если вы планируете проводить сварку в агрессивных условиях, тогда горелке понадобится дополнительная плотность. Помимо того, и сама конструкция должна брать на себя защиту работника от риска термического поражения и удара электротоком. В то же время и пластичность рукава не должна страдать, поскольку даже при выполнении работ в стационарных условиях горелка постоянно перемещается.

Эргономичность. Не стоит забывать, что любой сварщик работает с горелкой как минимум 3-4 часа в сутки, а порой и дольше, и всё это время он удерживает её в руках.

Именно поэтому от продуманности конструкции корпуса и надежности фиксации зависит качество проводимых работ и количество времени, которое он затрачивает на все операции.

Оптимальными параметрами по всем перечисленным критериям отличается продукция западных и российских изготовителей:

«Сварог»;
«Ресанта»;
«Форсаж»;
Esab;
Brima;
EWM;
Aurora;
Kemppi;
BlueWeld;
Lincoln Electric.

Сварочные горелки перечисленных марок отличаются высоким качеством, хорошей эргономикой, практичностью, функциональностью и надежностью. Они имеют продолжительный срок использования, при этом сервисные центры этих компании представлены практически в каждом городе России.

А вот продукцию производителей из Китая и Тайваня лучше не приобретать. Как показывает практика, низкая цена в ней сочетается с таким же низким качеством — такие горелки служит недолго, быстро выходит из строя и зачастую создают опасные для сварщика условия работы.

Правила использования

Для максимально результативного применения сварочных горелок желательно выполнять предварительную настройку оборудования на пробных листах металла — в данном случае их толщина должна быть аналогична той, с которой планируется основная работа.

Порядок действий здесь простой.

Участок будущего крепления зачищают угловой шлифовальной машиной и металлической щеткой, в случае необходимости формируют края элемента.
После этого следует подобрать проволоку подходящей толщины, исходя из той пропорции, что для элементов толщиной 20-10 мм нужна проволока в диапазоне 1-1,5 мм.
На сварочном аппарате выставляют необходимую силу тока (она может варьироваться в пределах 100-260 А) и регулируют скорость подачи проволоки. Оптимальное значение составляет примерно 140-150 м/ч, предельно допустимое — 650.
Далее выполняется настройка скорости подачи смеси газов в место работы. Как правило, оптимальный параметр рассчитывают экспериментальным способом либо настройки даются при встроенных программах.
Обращаем внимание на то, что если вы работаете с алюминиевой проволокой, то к регулированию скорости ее подачи следует подходить с особой тщательностью. Помимо этого, здесь необходимо заранее заменить типовые подающие рольки на специальные адаптированные для алюминия механизмы. Если этого не сделать, то в процессе сварки вы неизбежно столкнетесь с заторами и, как следствие, порчей сварочной горелки. Перед началом работы следует удостовериться в крепости и герметичности контактов всех швов и мест соединений, а также проконтролировать размещение сварочного рукава — важно, чтобы он не лежал кольцами и не сгибался.
Чтобы сварить между собой утолщенные детали, не нужно задавать сразу большую скорость — лучше начать подачу с минимальных значений, а по мере перемещения по шву уже повышать. В данном случае место соединения будет более плотным и однородным.
Формируя вертикально направленные швы, двигаться необходимо по направлению снизу вверх — это предупреждает деформацию металлических деталей от неоднородности при застывании. При контактной сварке объем газовой смеси должен быть примерно на 25-35% выше, чем при выполнении сварки деталей такого же размера по горизонтальному направлению.

Как узнать все о сварочних горелках, смотрите в следующем видео.

Простым языком об полуавтоматической сварке в среде углекислого газа — чего нельзя делать никогда?

Сварка в углекислом газе считается одним из самых популярных видов сварочных работ. Высокую эффективность и производительность она показывает при соединении тонкостенных металлов, что особенно важно при ремонте и изготовлении автомобилей.

Этот способ имеет свои преимущества и недостатки, а при его использовании необходимо учитывать специфические особенности технологии.

Особенности

Рассматриваемый способ относится к дуговой сварке в защитной среде, в качестве которой используется углекислый газ. Его принцип действия основан на механизме электродуговой сварки, но имеет и определенные отличия. Углекислый газ защищает сварочную зону от воздействия воздуха, что позволяет отказаться от использования флюса.

Основное отличие сварных работ в углекислой среде от других аналогичных технологий связано с особенностями данного газа. При нагреве он разлагается на 3 составляющие – окись углерода, угарный газ и кислород.

[stextbox соединения исполняют защитную роль, но образующийся кислород нивелирует ее, окисляя расплавленный металл.[/stextbox]

Устраняется негативное явление простым способом – в сварочную зону вводится дополнительный элемент, имеющий в своем составе активный раскислитель. Он входит в реакцию с кислородом и надежно нейтрализует его. Эффективными раскислителями являются кремний и марганец. Эти элементы вводятся в состав стальной, присадочной проволоки, которая вводится в зону сварки. Образующиеся окислы не проникают в расплав, а выпадают в виде шлака, который легко удаляется после завершения работ.

Сварку в углекислом газе выгодно отличают следующие достоинства: повышенная производительность, малая температура разогрева металла, возможность проведения в работ в разном положении и различных условиях, низкая стоимость.

С помощью этого способа легко свариваются тонкостенные листы. Весь процесс можно контролировать визуально.

Разновидности

Сварка в углекислом газе может осуществляться в ручном, полуавтоматическом и автоматическом режиме. Соответственно выделяются несколько основных ее разновидностей.

Механическая

Весь процесс производится вручную с соблюдением таких правил:

Сварка обеспечивается на постоянном токе с обратной последовательности («плюс» — на электроде, «минус» — на свариваемой детали). Сила тока устанавливается с учетом толщины заготовки и электрического напряжения.
Напряжение дуги выдерживается в пределах 16-22 В в зависимости от размеров сварного шва.
Присадочная проволока выбирается в пределах 0,5-2,4 мм. Чем больше толщина заготовки, тем больше диаметр проволоки. Горелка ведется на высоте 12-20 мм от поверхности заготовки.
Углекислый газ подается под давлением 0,15-0,25 атм.

Полуавтоматом

Для проведения полуавтоматической сварки применяются специальные аппараты (ПДШ-500, ПШ-54, А-547-Р и т.п. В них обеспечивается автоматическая подача присадочной проволоки с установленной скоростью. Сварочный ток регулируется в широких пределах – от 50 до 250 А.

Автоматическая

Современные аппараты позволяют автоматизировать все процессы – подачу углекислого газа и присадочной проволоки, движение и фиксацию в нужном положении электрода и горелки, контроль параметров дуги. Сварка осуществляется на большой скорости.

По способу формирования сварочного шва выделяются такие технологические приемы:

частые, но короткие касания;
крупнокапельный перенос;
непрерывная дуга.

Выбор типа сварки осуществляется с учетом назначения заготовок, их размеров и особых требований к качеству шва.

Необходимые материалы

Дуговая сварка обеспечивается электродами. Используются следующие механизмы образования дуги:

независимая дуга между двумя неплавящими электродами;
зависимая дуга, формируемая неплавящимся или плавящимся электродом.

Первый вариант применяется крайне редко, и только при соединении тонких листов.

Основные типы электродов:

Неплавящиеся электроды. Они предназначены только для формирования дуги, а потому дополнительно потребуется введение присадочной проволоки. Наиболее часто используются графитовые, угольные, вольфрамовые электроды.
Плавящиеся или покрытые электроды. Они представляют собой твердый, прочный стержень, покрытый «расходным» материалом. Покрытие при нагреве плавится и участвует в сварочном процессе в качестве присадки. Выделяются такие марки электродов, как ЦИ-7 и УОНИИ-13/55.

Наибольшее распространение при сварке в углекислом газе находят плавящиеся электроды в виде проволоки. С учетом особенностей процесса широко используется низкоуглеродистая, стальная проволока с повышенным содержанием марганца и кремния марок Св-08ГС и Св-08Г2С диаметром от 0,5 до 3,5 мм. Вылет проволочного электрода определяет длину дуги, которая выдерживается в пределах 2-4 мм.

Расход в работе

При планировании сварочных работ важно правильно определить потребность в углекислом газе, т.е расход его в процессе сварки. Он во многом определяется силой сварочного тока и диаметром присадочной проволоки. Можно привести такие средние значения скорости расхода газа:

Зависит расход и от толщины свариваемого металла. Так для тонких листов (1-1,6 мм) средний расход газа при сварке полуавтоматом не превышает 6-9 л/мин. При толщинах изделий, превышающих 1 см, скорость расхода превышает 19-20 л/мин.

[stextbox повышается при проведении сварки на открытом воздухе.[/stextbox]

Полезное видео

Про основы процесса рекомендуем посмотреть следующее видео:

Заключение

Дуговая сварка в углекислом газе дает возможность соединение достаточно тонких стальных листов. Кроме того, этот тип работ относится к одним из самых производительных, с возможностью механизации и автоматизации процесса.

При правильном проведении работ обеспечивается высокая надежность сварного шва.

Сварка полуавтоматом в среде углекислого газа для начинающих

С помощью аналогичного оборудования разные заготовки соединяются надежно и плотно, при этом не имеет особого значения химический состав металла, но влияет толщина. По сравнению с ручной сваркой КПД намного выше, а материальные затраты незначительные. Сварка полуавтоматом для начинающих начинается с изучения теории, затем переходят к практическому применению полученных знаний.

Что такое полуавтомат и его виды

Это электромеханическое устройство, подающее проволоку для припоя в зону горения дуги, у исполнителя одна рука занята плавящимся электродом, а другой он регулирует подачу газа. Начинающих сварщиков интересует вопрос, как варить полуавтоматом и какие специфические знания и навыки для этого требуются?

Все зависит от того, с каким материалом приходится работать, важно знать, каким металлом можно пользоваться, и какое оборудование при этом используется, немаловажное значение имеет и технология: дуговая, контактная, лазерная или плазменная. Чтобы точно знать, как нужно самостоятельно правильно варить промышленным полуавтоматом, достаточно изучить виды аналогичного оборудования и правильно их применять.

В быту и на производстве используются такие полуавтоматы:

Бытового назначения. В основном это инверторы различной модификации, при их использовании от исполнителя не требуется большого опыта и высокой квалификации.
Полупрофессиональные аппараты.
Промышленное профессионально оборудование.

[stextbox третий вариант подразумевает сварку под насыпной защитой, когда вместо газа используется флюс.[/stextbox]

Каждый из перечисленных вариантов имеет личные преимущества и особенности, например, профессиональные оснащаются дополнительными функциями, увеличивающими эффективность их применения на производстве, они выпускаются в стационарном или мобильном виде.

Описание процесса

Сварочное полуавтоматическое оборудование разработано для соединения металлоконструкция при промышленном производстве. Основная задача — обеспечивать непрерывную подачу проволоки в активную зону горения сварочной дуги, а исполнитель производит движение горелки вдоль соединения заготовок. Скорость подачи плавящейся проволоки регулируется вручную.

По степени защиты зоны сварки от воздействия среды устройства разделяются на полуавтоматы для сварки с флюсом, в газовой среде и при использовании специальной порошковой проволокой. В первом случае флюс входит в состав проволоки, она в самодельных аппаратах применяется редко из-за своей дороговизны. Наиболее распространена сварка в газовой среде, а использование порошковой проволоки обычно совмещено с применением защиты газом.

Такое оборудование используется в промышленности для сварки тонкостенных конструкций, например, кузова легковых автомобилей, при этом сварочный шов, выполненный полуавтоматом, получается аккуратным и малозаметным.

Какие материалы следует использовать в работе

В качестве плавящегося электрода применяется проволока, диаметр которой варьируется в пределах 0,5—3,0 мм, что напрямую зависит от толщины соединяемых конструкций. Чем меньше диаметр, тем глубже провариваются заготовки, при его увеличении существенно возрастает сила тока, примерно 100 ампер на каждый дополнительный миллиметр.

Защитные газы, находящиеся в баллонах, используются в чистом или смешанном виде — это зависит от режима сварных работ и видов соединяемых металлов. Наибольшее применение в промышленности в чистом виде имеет аргон, так как по себестоимости он занимает лидирующее место.

Сила тока и напряжение

От силы подаваемого тока зависит производительность, установка тока производится на основании размеров диаметра используемой электродной проволоки и толщины заготовок. Чем больше ампер, тем глубже проплавливается шов. Большое влияние на весь процесс сварки оказывает скорость подачи проволоки.

Напряжение напрямую зависит от силы тока, а регулировка производится путем изменения холостого хода источника питания. При повышении напряжения ухудшается газовая защита, снижается целостность и однородность шва, так как возрастает разбрызгивание металла. Глубина проварки также снижается, практика показывает, что при полуавтоматическом процессе соединения деталей применяют высокую силу тока и небольшую величину напряжения.

Расход газа

Этот параметр сильно зависит от диаметра используемой проволоки и силы тока. При проведении сварочных работ на открытом пространстве и при наличии сквозняков, надо существенно увеличивать подачу газа, а это приводит к лишнему перерасходу. Для более эффективной защиты зоны горения сварочной дуги снижают скорость или сопло горелки располагают ближе к поверхности металлоконструкций. Эффективна защита места работы сварщика от влияния сквозняка специальными переносными экранами.

Техника сварки

Вопрос — как же правильно надо сваривать полуавтоматом, чтобы образовался красивый качественный шов, волнует многих начинающих сварщиков. Для этого нужно знать и выполнять порядок необходимых действий, как говорится, инструкция для чайников:

Выбрать ток (переменный или постоянный), полярность, прямую или обратную.
Подобрать актуальный диаметр проволоки, наиболее часто используемым считается 0,8 мм, но его применение оправдано для сварки конструкций не толще 5 мм.
Выбрать нужную величину тока, всё полуавтоматическое оборудование выпускается с фиксированным положением переключателей, которые имеют дополнительные регулировки, а таблицы соответствия силы тока с толщиной заготовок приведены на лицевой стороне аппаратуры.
Установить нужную скорость подачи проволоки для сварки.
Расход защитного газа корректировать в зависимости от скорости сварочного процесса.
Постоянно следить за наклоном и выносом сопла горелки.

В качестве защиты применяется смесь из аргона, углекислого газа и кислорода — при этом процесс происходит мягко, сварочная дуга горит стабильно, нет затухания, в результате шов получается плотный и без видимых изъянов.

В среде защитного газа

Такой вид соединения металлов выполняется при помощи специального оборудования, например, сварка полуавтоматом для начинающих в среде углекислого газа выполняется на специально оборудованном посту, где имеется все необходимые инструменты и баллон с углекислым газом, в том числе.

Если сравнивать с другими видами сварочных работ, то сварка с применением углекислого газа довольно проста и имеет такие особенности:

проводится на обратной полярности, чтобы исключить деформацию конструкции и добиться стабильных параметров дуги;
при наплавке металла используется прямая полярность, КПД во время проведения этой операции возрастает в 1,8 раза, по сравнению с первым вариантом;

Сварку лучше проводить с подключением к сети переменного тока, для этого используется осциллятор.

Технология для алюминия

Полуавтоматические аппараты используют для сварки изделий из алюминия, в качестве защиты применяется аргон, но при этом нужно учитывать, что цветной металл обладает высокой текучестью при расплавлении. Особенностью этого метода является обратная полярность, когда к горелке подключается минус, а на свариваемые заготовки — плюс.

Поверхностная амальгама алюминия успешно разрушается, деталь начинает плавиться без помех. При значительном слое окиси нужно провести предварительную механическую обработку для удаления окисной пленки с поверхности конструкции.

С проволокой

В качестве плавящегося электрода используется специальная проволока в мотках, которая заправляется в автомат ее подачи в зону горения дуги. Из газов не рекомендуется пользоваться водородом, так как при этом происходит сильное разбрызгивание и шов получается плохого качества. Специальный ГОСТ нормирует применение сварочной проволоки 75-ти марок, поэтому сварщику надо сопоставлять ее с маркой свариваемых деталей, давать какие-то рекомендации здесь трудно.

Стандартный комплект сварочного оборудования для MIG/MAG сварки.

Основные правила при проведении работ

Исполнитель должен помнить и строго выполнять следующие важные моменты:

Перед началом основной сварки сделать пробный шов на постороннем куске металла — так проводится регулировка подачи проволоки и силы тока, чтобы шов был высокого качества.
Сварку изделий производить строго по инструкции, которая имеется у любого аппарата.
При проведении работ сварщик должен быть экипирован в защитную одежду. Если работы проводятся в помещении, то надо обеспечить надежную вентиляцию.
Для каждого вида проволоки существует канавка определенной формы. У припоя без присадок углубление имеет V-образную форму, при наличии в составе проволоки флюса — аналогичная, но с боковыми насечками.
Нельзя проводить сварку, когда на поверхности металлов имеются горючие материалы — они должны удаляться, а свариваемые поверхности перед соединением хорошо зачистить.

[stextbox Сварщику запрещается работать постоянно – надо делать технические перерывы.[/stextbox]

Первый опыт

Чтобы научиться использовать сложное оборудование, нужно внимательно ознакомиться с инструкцией, обратить особое внимание на раздел: как правильно пользоваться полуавтоматом. Затем настроить его, потому что верная регулировка силы тока позволит выполнить сварочный шов без изъянов и досадных пропусков.

[stextbox В. Тунгусков, Образование: АНО Учебный центр ИТЦ Эксперт (г. Москва), сварщик 4 разряда, опыт работы с 2009 года:«Для полуавтоматов лучше использовать импортную проволоку, т. к. она намного качественнее отечественных аналогов, но стоимость изделий при этом повышается».[/stextbox]

Баллон с редуктором

Для сварки используются только проверенные баллоны, на поверхности которых указана дата заполнения. Наиболее бюджетный вариант — использование углекислого газа в качестве зашиты места сварки от окисления, для этого приобретается баллон с редуктором. Устанавливается манометр, чтобы надежно контролировать давление газа в системе — оптимальная величина около 0,2 атмосфер.

Основные компоненты регулирования подачи газа от баллона к горелке.

Защитная маска

Для защиты лица и глаз используются специальные сварочные маски с затемненным окошком, которые надеваются на голову и высвобождают руки для работы. Производители современных аналогов разработали уникальную систему наподобие очков Хамелеон — стекло маски мгновенно становится непроницаемым при активации сварочной дуги.

Во время прекращения сварки окно становится прозрачным, так что маску можно не снимать, что намного упрощает действия сварщика, особенно когда он не обладает большим опытом проведения подобных работ.

Технология

После тщательной подготовки оборудования исполнитель делает легкое касание проволоки о поверхность свариваемых деталей для активации дуги. После её появления проволока ведется вдоль стыка на постоянном расстоянии, при этом одна рука занята горелкой, а второй — сварщик придерживает конструкцию. Зазор при толщине заготовок до 10 мм — 1 мм, далее он составляет не более 10% от толщины детали.

Проволока подается автоматически с выставленной заранее скоростью, а исполнитель формирует шов при плавлении металлов. Полуавтоматические аппараты выпускаются с газовой защитой или с применением флюса, каждый вариант имеет характерные особенности, но оба эффективны и позволяют получить качественное соединение конструкции.

Виды швов: коренные, заполняющие и косметические

При толщине металла 1,5 мм или менее, сплошной шов не применяется, так как возникает коробление от высокой температуры, при этом делается сварка с использованием точек диаметром 3—4 мм и шагом 10—25 мм. Заготовки с толщиной до 4 мм соединяют поэтапно, сначала с лицевой стороны, а потом с изнанки.

Для сварки конструкций, имеющих толщину 6 мм и более, требуется подготовка: кромки подтачивают до плотного соединения, с лицевой стороны снимается фаска под углом в 30 0 . Перед сваркой детали закрепляют в струбцинах с зазором не менее 0,5 и не более 2 мм. Вначале выполняют коренной шов при циклическом замыкании и заполняют дно стыка до начала скоса фасок.

Затем аппаратура переводится в режим сварки методом распыления, производят полное заполнение шва на всю глубину за несколько заходов. После окончания работ поверхность зачищается металлической щеткой или кругом с абразивом. Теперь покрывается заполненный зазор косметическим швом, при этом скорость подачи проволоки снижают, а сварку ведут широким фронтом по ширине 8—15 мм, что напрямую зависит от толщины заготовки.

Проволокой делаются поперечные движения по переднему краю сварочной ванны при интенсивной скорости, чтобы края шва не остывали, а наплывы были минимальными. Горелка двигает по направлению к себе, а края косметического шва проплавливаются качественно, но высота валика не должна превышать 2 мм.

Дефекты швов, причины их возникновения

Классификация возможных дефектов приведена в ГОСТ 30242-97, они подразделены на такие группы:

Растрескивание поверхности шва.
Кратеры, полости, свищи и раковины от усадки металла.
Вкрапления твердых частиц.
Не проварка или не сплавление участков шва.
Нарушена форма сварного шва.
Другие дефекты.

Причинами появления таких негативных факторов может быть нарушение приемов при подготовке, сборке, термообработке соединений, а также низкая квалификация исполнителя или небрежности в работе.

Возможные дефекты, возникающие на сварном соединении металлов.

Сваривание толстых деталей

При соединении толстых конструкций дугу ведут не только вдоль соединяемых кромок, но и производят колебательные движения горелкой. Видов такой технологий много, но чаще всего используют возвратно-поступательные колебания и зигзаг. При этом ширина захода шва на поверхность конструкции пропорциональна ее толщине.

Свариваемым заготовкам задают зазор, так как при его отсутствии соединение будет непрочным из-за большой толщины конструкций. При соединении тавровых деталей из толстого металла готовый шов проваривается по нижней и верхней кромке с заходом на поверхность детали. Этим достигается упрочнение сварочного шва.

Выводы

Работа на полуавтоматическом стенде или при использовании аналогичного аппарата требует от исполнителя точности движений и строгого выполнения технологии. Вначале закрепляют полученные теоретические знания на практике, а потом уже получают допуск на эксплуатацию промышленного оборудования.

Все о сварке в углекислом газе

Сварочный процесс с применением углекислого газа относят к разновидности сварки, выполняемой под защитой флюса. Такой тип работ чаще всего осуществляют плавящимися электродами, и этот метод нашёл применение в сфере проведения различного типа монтажных работ, а также используется при ремонте или для восстановления деталей с тонкими стенками.

Согласно требованиям ГОСТ, сварка в углекислом газе выполняется автоматическими или полуавтоматическими сварочными устройствами, которые оснащены горелками, выделяющими углекислотную смесь из сопла. При проведении сварки в углекислой среде важно учитывать, что любые нестандартные держатели должны выдерживать радиальное истечение газа по отношению к оси электрода.

Сущность процесса сварки состоит в том, что работы ведутся под защитой углекислого газа.

Перед проведением работ и пропусканием сварочной проволоки в дюритовый шланг, конец прутка требуется завальцовывать, а сам шланг обязательно проверяют на отсутствие утечек и перегибов, так как в системе должно быть давление для равномерной подачи газа. Такие требования ГОСТ должны соблюдаться неукоснительно. Если не придерживаться установленного режима, то оборудование быстро выйдет из строя, а качество сварки будет неудовлетворительным.

Перед тем как приступить к выполнению сварочных работ, требуется определить нужный для обеспечения качественного сварочного шва диаметр проволоки, чтобы он соотносился с толщиной стыкуемых между собой заготовок, а также выбрать режим сварки. Согласно выбранному режиму сварки, потребуется определить расход углекислого газа и проверить уровень давления в газовом баллоне. Для получения разряда электрической сварочной дуги выполняют касание концом сварочной проволоки к поверхности рабочей области заготовок, тогда как выпуск проволоки производят при помощи нажатия кнопки пуска, расположенной на держателе.

В процессе сварки устойчивость электродуги, стойкость её защиты от окисляющего действия кислорода, а также быстрота остывания металла и форма сварочного шва напрямую зависят от правильного перемещения и наклона горелки аппарата относительно рабочей поверхности заготовок.

При сварке с применением углекислой среды улучшается качество сварного шва, снижается напряжение металла после выполнения работ, а также гарантируется прочность соединения между собой заготовок.

Применение углекислоты позволяет следить за сварочным процессом, снижает степень загрязнения рабочей поверхности брызгами расплавленного металла, а также сводит к нулю появление дефектов в сварочных швах.

Способы

Автоматическое и полуавтоматическое оборудование для выполнения газоэлектросварки с применением углекислого газа может работать с неплавящимся (вольфрамовым) или плавящимся электродом. Применяя неплавящийся электрод, готовый сварной шов образуется путём оплавления кромочных частей заготовки, а также за счёт плавления поступающей в зону сварки присадочной проволоки. При работе с плавящимся электродом он оплавляется во время работы и формирует собой металлический материал для шва.

Для защиты сварочного шва в процессе работы могут быть применены инертные, активные и смешанные газы. Углекислый газ относят к группе активных газообразных веществ. Выбор газа напрямую зависит от физико-химического состава заготовок, а также исходя из требований, которые будут предъявлены к качествам сварного шва. Кроме того, газ для сварки выбирают исходя из экономической целесообразности.

Углекислый газ в этом случае является одним из наиболее выгодных с экономической точки зрения из-за низкой себестоимости.

Иногда активный углекислый газ смешивают с другими типами газа. Делают это для более высокой степени устойчивости сварочной дуги, а также для увеличения глубины проникновения в металл в процессе его плавления. Смесь газов с углекислотой увеличивает производительность сварочного процесса, а также усиливает степень перехода металла из сварочного электрода в стыковочный шов.

Рассмотрим наиболее распространенные способы применения углекислого газа для различных вариаций сварки.

Сочетание аргона и 25% углекислой смеси. Такой состав используют для работы с плавящимися электродами. Добавление к аргону углекислоты позволяет работать с высокоуглеродистыми металлами без образования внутри шва пористой структуры. Кроме того, углекислый газ усиливает стабильность электродуги, повышает эффективность сварки на ветру, улучшает качество шва при работе с тонкостенными заготовками.
Сочетание аргона с 20% углекислоты и 5% кислорода. Такой газ применяют для работы с плавящимися электродами при сварке легированной или углеродистой стали. Газовая смесь повышает стабильное состояние электродуги, улучшает форму и качество шва и исключает появление пористости.
Сочетание углекислой смеси и 20% кислорода. Этот состав применяют для сварки плавящимся электродом при соединении заготовок из углеродистой стали. Газовая смесь обладает хорошей оксидной способностью, стимулирует глубокое проникновение электродуги вглубь металла, создает шов хорошей формы и исключает появление пористости.

Для выполнения сварочных работ защитная углекислая смесь в область сварки может поступать центрально или сбоку, если скорость сварки достаточно высокая.

Чтобы сэкономить расход дорогих инертных газов, их потоки разделяют, причём внутренний поток – это инертный газ, а более широкий наружный – это всегда более дешёвый углекислый газ.

Применяемые материалы и оборудование

Так как сварочный процесс с применением углекислого газа осуществляется автоматическим или полуавтоматическим оборудованием, то выбор расходных материалов будет зависеть от выбора режима и метода выполнения этих работ.

Углекислый газ

В составе газа – углекислота, газообразное вещество, не обладает цветом, запахом и нетоксично. Для сварочного процесса используют баллоны чёрного цвета, срок годности такой ёмкости с момента проведения её первой аттестации составляет 20 лет. Баллоны имеют рабочее давление, равное 70 кгс/ см², а их объём равен 40 л, что соответствует 25 кг жидкого углекислого вещества. Примерно 80-99% баллона занимает углекислота, а остальная часть приходится на долю углекислого газа.

Для маркировки на чёрном фоне баллона делают надпись жёлтого цвета «Углекислота».

Для выполнения высококачественных сварочных работ применяют концентрацию углекислоты не менее 98%, а для наиболее ответственных участков берут 99%-ный состав. Чем выше содержание углекислоты в газе, тем больше разбрызгивается жидкий металл в процессе сварки. Для устранения этого побочного эффекта применяют специальные осушители, выполненные из силикагеля, алюминия либо купороса, которые удаляют избыток влаги.

Сварочная проволока

Следующим важным материалом, необходимым для сварки, является электрод. Для работы в среде углекислого газа применяются специальные виды электродов. Дело в том, что сварочная проволока, которая используется для работ под прикрытием флюса, не может быть применима в процессе сварки в углекислой среде. Для выполнения сварки с двуокисью углерода применяют электроды, в которых имеется повышенное содержание кремния и марганца. Эти металлы легируют сварочную проволоку, делая её более прочной. Толщина электрода зависит от типа аппарата, которым будет выполняться сварка, а также от толщины стыкуемых заготовок.

Выбирая электроды, нужно обратить внимание на то, чтобы их поверхность была чистой, не имела следов коррозии и окалины.

Если в электроде будут посторонние включения, то это отразится на качестве шва, ослабляя его возникновением пористости. Кроме того, электроды с примесями будут способствовать разбрызгиванию жидкого металла. Если требуется очистить электроды перед работой, их можно протравить в растворе серной кислоты 20% концентрации. После травления проволоку нужно прокалить в печи.

Другие

Для выполнения сварки нужны и другие комплектующие. Перечень их выглядит примерно так:

сварочный аппарат;
трансформатор или инвертор в качестве источника переменного тока;
газовый баллон и кислородный редуктор;
подающее газ устройство, куда установлен газовый клапан;
осушитель (подогреватель) углекислого газа – используется как промежуточное приспособление, соединяющее баллон с горелкой;
газовая горелка, укомплектованная комплектом кабелей и дюритовыми шлангами.

Чтобы качественно выполнить сварочные работы, необходимо заранее подготовить все необходимые расходные материалы и проверить исправность рабочего оборудования.

Расход

В газовом баллоне содержится объём углекислой смеси, которого хватает на 16-20 часов непрерывной работы. Расход углекислого газа напрямую зависит от интенсивности его подачи и объёма сварочных работ.

Перед тем как начать сварочные работы, баллон с газом требуется поставить вертикально и выждать время, чтобы избыток влаги естественным путем мог опуститься на дно ёмкости.

До работы и в процессе её выполнения нужно следить за тем, чтобы давление внутри ёмкости не падало ниже показателя, равного 4-5 кгс/см². Если показатели упадут ниже этих цифр, работу придётся остановить, так как в газовой смеси будет содержаться большое количество влаги, что снизит качество сварочного шва.

Для контроля за расходом углекислой смеси и уровнем её давления на баллоне устанавливают специальный редуктор-расходомер. Наиболее распространены в настоящее время редукторы марок АР-150 и АР-40. Расход углекислого газа регулируют понижающим действием редуктора – это приспособление при необходимости снижает внутреннее давление в баллоне до 0,5 атм, что позволяет экономно расходовать углекислый газ при выполнении сварочных работ. Другими словами, давление на входе в редуктор равно давлению в баллоне, и это показывает входной манометр. С помощью регулировочного винта, мембраны и пружин внутри редуктора давление снижается до 0,5 ати (атмосфер избыточных), что показывает манометр на выходе, или 1,5 ата (атмосфер абсолютных). На самом баллоне есть клапан, который регулирует расход, как водопроводный кран в вашем умывальнике. Таким образом, давление одно, а расход может быть разным.

По мере расхода находящегося в баллоне газа, давление снижается и начинается испарение жидкой углекислоты, т.е. переход из жидкого состояния в газ. Это требует определенной энергии, поэтому газ имеет низкую температуру (как в морозилке вашего холодильника). Для того, чтобы находящиеся в газе частицы влаги не замерзли и не закупорили отверстие редуктора, газ подогревают.

Технология

Для того чтобы правильно варить заготовки в домашних условиях, важно соблюдать основные параметры режима сварки и действовать по схеме. Для начинающих сварщиков может оказаться полезной следующая пошаговая инструкция выполнения работ:

определить полноту заправки баллона с углекислым газом, чтобы рассчитать время работы;
поместить присадочный припой в подающий механизм;
проверить исправность роликов, которые нужно подобрать исходя из размеров сварочной проволоки;
разложить механизм подачи проволоки путём нажатия кнопки управления;
дождаться выхода проволоки из открытого конца горелки;
подсоединить баллон с газом с помощью шлангов, места соединений затянуть хомутами;
зачистить рабочую поверхность заготовок от загрязнений, снять небольшую краевую фаску материала;
выполнить на отходах металлической стружки пробный вар для настройки параметров аппарата;
установить горелку под углом 85° относительно заготовки;
сформировать электродугу и вести её так же, как и при ручной сварке – во время подачи газа металл перестанет брызгать;
закончив формирование шва, отключить подачу электротока на аппарате;
остановить подачу сварочной проволоки;
после начала кристаллизации поверхности сварочного шва перекрыть подачу газа.

Сварка заготовок с применением углекислого газа является одной из наиболее востребованных.

Технология выполнения этой операции зависит от выбранного режима работы сварочного аппарата и его параметров. Результатом выполнения работ будет качественный, ровный и прочный шов, имеющий защиту от коррозии металла.

О сварке электродом в углекислом газе смотрите далее.

Для чего нужна углекислота при сварке полуавтоматом?

Углекислота для сварки металлов широко используется в качестве защитного газа. Он подается через специальное сопло в горелке полуавтоматического аппарата и надежно защищает сварочную зону от кислорода и азота воздуха, а также от водяных паров.

Специфика технологии

Сварка в атмосфере углекислого газа — разновидность электродуговой. Постоянный разряд электродуги выделяет большое количество тепловой энергии, которая разогревает и расплавляет металл заготовки. Ток идет через заготовку, воздушный промежуток и неплавкий вольфрамовый электрод.

Сварочный материал в виде проволоки подается в рабочую зону отдельно, она не служит проводником. Подача осуществляется с постоянной скоростью подающим механизмом, встроенным в полуавтоматический сварочный аппарат.

Для того, чтобы защитить сварочную ванну от воздействия кислорода и водорода воздуха, а также водяных паров, в рабочую зону подается защитная атмосфера, состоящая из углекислого газа. Его облако вытесняет воздух и предотвращает нежелательные химические реакции

Что такое углекислый газ?

Молекула углекислого газа СО₂ состоит из атома углерода и двух атомов кислорода. При нормальных условиях оксид углерода представляет собой газообразное вещество тяжелее воздуха, без цвета и запаха.

Оксид углерода обладает низкой химической активностью, что делает его отличным кандидатом на роль создателя защитной атмосферы вокруг сварочной зоны. Это же свойство используется при работе углекислотных огнетушителей, прекращающих доступ кислорода воздуха к очагу возгорания.

При атмосферном давлении в жидком состоянии находиться не может. При охлаждении до -78 о С затвердевает, образуя рыхлую массу, напоминающую снег. Это так называемый «сухой лед», используемых для охлаждения продуктов в пищевой промышленности и торговле.

Вещество выделяется в ходе окисления органических веществ — при сгорании, гниении, дыхании живых организмов.

[stextbox условия на промышленный СО₂ регламентируются ГОСТ 8050-85.[/stextbox]

Перевозится вещество в газообразном состоянии, в емкостях под давлением.

Сфера применения

Углекислота в производстве обходится существенно дешевле аргона, гелия и других, но уступает им по своим защитным свойствам. Сварка в атмосфере СО₂ используется для рядовых соединений из обычных конструкционных сталей.

Для более ответственных конструкций, специальных сталей, высоконагруженных узлов используют более дорогое, капризные в хранения и применении инертные газы.

При массовом производстве типовых металлоконструкций применение углекислого газа для защиты сварочной зоны дает заметную разницу в себестоимости.

Дешевле обходится и организация хранения СО₂.

Запорно-регулирующая аппаратура для баллонов

При работе с оксидом азота используют специальную запорно-распределительную арматуру. Редуктор понижает входное давление со 100 атм. до рабочего значения в 3 атм.

Он снабжен двумя манометрами: на выходе и на входе, по которым сварщик следит за значением давления.

Редуктор снабжен двумя фильтрами, задерживающими примеси.

Установка необходимого рабочего давления осуществляется вращением рукоятки регулятора.

С помощью накидных гаек устройство присоединяется к баллону и к шлангу, снабжающему потребителя.

Предохранительный клапан при возникновении нештатной ситуации сбрасывает избыток давления в атмосферу.

[stextbox устройств, связанные с углекислым газом — баллоны, редукторы, шланги — маркируются черным цветом.[/stextbox]

Особенности заправки

Углекислотный баллон для полуавтомата заряжают двумя методами:

перепусканием из емкости хранилища через редуктор и расходомер в заправляемый баллон;
закачкой в заправляемый баллон с помощью компрессора.

Независимо от способа наполнения важно точно установить вес пустого баллона. Взвесив баллон после заполнения, можно точно установить количество закачанного СО₂.

Заправка баллонов оксидом углерода, в отличие от ацетилена или кислорода, не требует чрезвычайных мер предосторожности. Однако расслабляться при этом нельзя: в случае массовой утечки углекислый газ образует атмосферу, непригодную для дыхания. Поэтому необходимо тщательно проверять состояние баллонов, арматуры и шлангов на отсутствие механических повреждений.

При заправке способом «баллон в баллон» тот баллон, из которого заправляют, рекомендуют перевернуть дном вверх и следить за его температурой.

Расход углекислоты для выполнения сварки полуавтоматом определяется сочетанием ряда факторов.

погодные условия (температура, ветер, влажность);
качество сварочных материалов;
квалификация и опыт сварщика.

Она может изменяться от 3 до 60 литров в минуту.

При расчете планового расхода учитывают такие характеристики, как диаметр сварочной проволоки и толщину заготовок. К расчетному значению, равному произведению удельного расхода на длину шва, добавляют запас в 10% на подготовительные операции.

Из стандартного баллона, содержащим 25 кг СО₂, после понижения давления до рабочего образуется приблизительно 500-510 литров газа. При максимальном расходе этого количества хватит на 8 часов работы сварочного углекислотного полуавтомата. В среднем баллона хватает на 15-20 часов.

Плюсы и минусы

Работа в атмосфере СО₂ имеет следующие преимущества перед другими видами сварки:

надежная защита сварной зоны от химически активных веществ;
дешевизна;
возможность варить «на весу», без использования подкладочных пластин;
устойчивая дуга на тонкостенных заготовках;
рациональное использование тепловой энергии электродуги.

Кроме достоинств, методу присущ и ряд недостатков:

низкая пригодность для работы с высоколегированными сплавами и цветными металлами;
сложность проведения многослойной сварки;
опасность удушья при работе в непроветриваемых объемах.

Длительно время подготовки и запуска процесса делает его малопригодным для небольших объемов сварочных работ, которые нужно выполнить быстро.

Техника безопасности.

Углекислый газ имеет два потенциально опасных фактора воздействия:

взрыв баллона при нагреве;
удушье при работе в замкнутом непроветриваемом объеме при превышении уровня концентрации в 5%.

Исходя из этих рисков и формируются требования техники безопасности к проведению работ с СО₂.

Во время транспортировки:

все баллоны должны перевозиться в специальном поддоне, в вертикальном положении;
на каждом баллоне должны быть резиновые предохранительные кольца.

Во время хранения и заправки:

все помещения должны быть оборудованы газоанализирующей аппаратурой;
при заправке баллона необходимо контролировать его температуру;
не допускается перезаправка баллона свыше нормативного значения;
не прикасаться к трубопроводам, шлангам и арматуре без защитных перчаток.

Во время работы:

при работе в замкнутом объеме организовать постоянный контроль содержания СО₂ в воздухе;
обеспечить вентиляцию или снабдить сварщика изолирующей маской с подачей воздуха;
работать вдвоем, причем один человек должен находиться снаружи объема и следить за состоянием сварщика.

При соблюдении требований безопасности углекислый газ не представляет угрозы для здоровья.

Опасность угарного газа СО.

Угарный газ – сильно ядовитое вещество. При вдыхании ведет к общему угнетению функций организма и тяжелому отравлению. Возможен и летальный исход. Работать в атмосфере угарного газа допускается только в изолирующей дыхательной аппаратуре.

Полярность

Полярность при сварке полуавтоматом в среде углекислого газа обратная, то есть «плюс» подсоединяется к заготовке, а «минус» — к электроду. При работе прямой полярностью в среде СО₂ будет трудно обеспечить стабильность электродуги. Нестабильная дуга при такой схеме подключения приводит к возникновению дефектов сварного шва.

Работа

Перед началом сварки проводятся обязательные подготовительные работы. в них входят следующие операции:

зачистка зоны шва от механических загрязнений, остатков старых лакокрасочных покрытий, следов коррозии и т.п.;
обезжиривание поверхности с использованием органических растворителей, кислот или щелочей;
пробный шов для окончательного уточнения величины рабочего тока, особенно при соединении заготовок малой толщины.

Сварочный полуавтомат с углекислотой размещают так, чтобы шланг не мешал движениям сварщика.

Сварку полуавтоматом-инвертором в среде СО₂ выполняют двумя методами, различающимися углом наклона относительно направления движения руки:

углом вперед, применяется для сварки листовых заготовок малой толщины;
углом назад, дает возможность глубокого провара на деталях средней и большой толщины, ширина шва при этом получается меньше.

После того, как шов заварен до конца, требуется сохранять подачу газа до остывания сварочной зоны. Это предотвратит окисление нагретого металла. Сначала следит прервать подачу сварочной проволоки, потом- отключить ток и только потом- газ. Ха этот промежуток времени шов остынет.

Далее следует зачистить зону шва от шлака и окалины

Полуавтоматическая сварка в атмосфере углекислоты позволяет обеспечит высокое качество и приемлемую себестоимость сварного соединения. Расход СО₂ зависит от параметров детали и условий работы и составляет от 3 до 60 л/час. При работе необходимо соблюдать правила техники безопасности.

Читайте также: