Какой газ нужен для сварки

Обновлено: 21.09.2024

Сварочный газ — что это такое? В это понятие входят все газы, применяемые при сварке. Сварочный газ – это как защитные газы, предохраняющие металл сварочной ванны от контакта с кислородом воздуха, так и активный газ для газовой сварки.

Область применения для полуавтоматов

При электродуговой сварке полуавтоматическим аппаратом облако защитного газа необходимо предотвратить контакт расплавленного металла в сварочной ванне с кислородом, азотом и водяными парами, содержащимися в атмосферном воздухе. Такой контакт приводит к образованию окислов и других нежелательных соединений, ухудшающих качество шва, ведущих к образованию пористости, трещин и других дефектов. Облако защитного газа вытесняет воздух из рабочей зоны и надежно закрывает ее. Газ необходимо постоянно подавать в рабочую зону.

Электродуговая сварка в облаке защитных газов используется для практически всех металлов и их сплавов — от черных до цветных, легких, таких как алюминий или магний, и редкоземельных.

Такую технологию используют как на промышленных предприятиях, в полуавтоматических и автоматических агрегатах, так и в небольших ремонтных мастерских. В последнее время оборудование стало доступно и домашним мастерам.

Сущность процесса

Что такое сварка в защитных газах? Для нее необходимо следующее оборудование:

сварочный полуавтомат;
баллон с газом; ;
шланг для подачи газа, объединенный с электрическим кабелем и системой охлаждения горелки.

Может применяться и другое вспомогательное оборудование.

В качестве источника тока для сварки, выполняемой в среде защитных газов можно использовать как устаревший сварочный выпрямитель, так и современный инвертор. В составе аппарата смонтирован механизм подачи сварочной проволоки, служащей присадочным материалом.

Электродом служит сварочная проволока, на которую подается напряжение. Между ее кончиком и металлом заготовки разжигается электродуга. Ее тепло плавит металл, образуется сварочная ванна. Через сопло горелки подается защитный газ, закрывающий рабочую зону от контакта с кислородом, азотом и водяными парами воздуха.

При перемещении горелки сварочная ванна перемещается вслед за дугой, расплавленный металл, остывая и кристаллизуясь, формирует шов. Производительность процесса в несколько раз перекрывает общемашиностроительные укрупненные нормативы времени, отведенные на ручную дуговую сварку.

Какой газ нужен?

Какой газ и газовые смеси используются в полуавтоматической сварке?

Газ, используемый в качестве защиты, должен быть тяжелее воздуха и сам обладать минимальной химической активностью. Идеальным вариантом являются газообразные инертные элементы, полностью неактивные. Применяются следующие чистые газы:

Гелий. Применяется для электродуговой сварки цветных металлов, отличающихся высокой активностью, особенно в нагретом состоянии. Цена гелия высока.
Аргон. Применяется для соединения некоторых цветных металлов и стальных сплавов, включая высоколегированные и нержавеющие. Более доступен по цене, чем гелий.
Углекислый газ. Не является инертным, но характеризуется низкой химической активностью по отношению к металлам. Широко используется для соединения черных металлов и низколегированных сталей, весьма доступен по цене.

В качестве составляющих газовых смесей применяются:

Кислород, в небольших количествах добавляется в аргонные и углекислые смеси для улучшения проплавляемости шва.
Водород, используется в качестве раскислителя (химического восстановителя) при работе с аустенитными нержавеющими сталями.
Азот, добавляется для повышения устойчивости к коррозии в дуплексных стальных сплавах.

При работе со специальными сталями могут использоваться и другие компоненты смесей.

Газовый состав

При подготовке газовых смесей требуется точно соблюдать нормирование пропорций. Даже малое нарушение заданного состава может привести к значительному изменению свойств и к появлению брака.

Наиболее часто используются такие смеси, как:

К2: Ar 82% CO₂ 18%;
К3.1: Ar 92%, CO₂ 6% O₂ 2%;
К3.2: Ar 86%, CO₂ 12% O₂ 2%;
К3.3: Ar 78%, CO₂ 20% CO₂ 2%;
НП1: He 85%, Ar 13% CO₂ 1,5%;
НП3: He 38%, Ar 60% CO₂ 2%;
НП2: He 55%, Ar 43% CO₂ 2%.

Параметры защитных газов для сварочных работ.

Для чего нужны защитные газы при сварке и резке?

В ходе сварочных работ металл нагревается до температуры плавления. В таком состоянии он подвержен влиянию кислорода, азота и водных паров, содержащихся в воздухе. В результате контакта образуются нежелательные химические соединения, ухудшающие прочность и долговечность шва, ведущие к появлению дефектов. Облако защитного газа предотвращает этот контакт и сохраняет высокое качество шва.

Критерии выбора

Защитный газ подбирается исходя из следующих критериев:

свариваемые материалы;
толщина заготовок;
выбранная технология сварки.

Кроме того, обязательно учитывается химическая чистота компонентов смеси и максимальное содержание водяных паров в них.

[stextbox промышленных предприятий предпочитают приобретать готовые смеси у специализирующихся на их производстве поставщиков.[/stextbox]

Технология работ

Технология работ мало зависит от того, какая смесь будет применена. Неизменными сохраняются и сварочные режимы.

Сварочные режимы.

Особе внимание следует уделять соблюдению правил техники безопасности. Необходимо проверить электрооборудование, баллоны, арматуру, шланги. Защитная смесь подается в рабочую область за 10-15 секунд до поджига дуги, чтобы он успел вытеснить воздух и сформировать защитное облако. По окончании шва недопустимо резкое прекращение подачи газа, он должен подаваться еще 10-15 секунд, чтобы конец шва успел остыть и кристаллизоваться под газовой защитой.

Особенности выполнения

Для разогрева заготовки и оплавления кромок применяется тепло сгорания пропана или ацетилена. При сварке различных материалов существуют свои нюансы:

обычная конструкционная сталь сваривается практически любым газом, для присадочного материала используют низкоуглеродистую проволоку;
нержавейка требует газов с высокой теплоотдачей и проволоки, легированной Mo, Ni или Cr;
меди нужно пламя особо большой мощности;
сваривание латуни осложняется выгоранием легкоплавкого цинка, поэтому в проволоке его должно быть больше, чем в заготовках;
бронзу сваривают восстановительным пламенем, в присадке повышено содержание кремния в качестве раскислителя.

[stextbox всех металлов необходимо соблюдать баланс между глубоким проплавлением кромок и возможным пережогом.[/stextbox]

Преимущества

Технология имеет следующие достоинства:

дешевизна оборудования;
легкость регулировки мощности горелки и прогрева заготовки;
нет необходимости в электроснабжении.

Схема работы газовой горелки.

К недостаткам технологии относят:

медленный разогрем заготовки;
большие энергетические потери;
трудности автоматизации.

Сложно также проваривать газом заготовки большой толщины. Пропан и ацетилен, используемые для работы, огнеопасны и требуют строго соблюдения требований по безопасностию

Самые востребованные способы

Сварка газовая наиболее часто использует следующие разновидности технологии:

Левая

Не требует высокой квалификации. Применяется для сварки заготовок малой толщины и с низкой температурой плавления.

Правая

Применяется для сплавов с высоким коэффициентом теплопроводности и для заготовок от 3 до 16 миллиметров. Вследствие защитного действия факела горелки качество шва повышается.

С использованием сквозного валика

Метод подразумевает движение факела от расплавления верхней кромки к нижней с накладываем на него слоя металла.

С помощью ванночек

Используется для соединения тонколистовых заготовок. Заключает в последовательном создании миниатюрных сварочных ванн по линии шва. Края ванн перекрываются друг с другом, создавая непрерывную линию шва.

Популярные технологии газовой сварки.

Многослойная

Используется для создания особо ответственных соединений большой толщины. Требует тщательной разделки кромок. Характеризуется высоким расходом сварочных газов. Каждый следующий проход уплотняет шовный материал, образованный при предыдущих проходах.

Сварка окислительным пламенем и раскислением

Применяется при сварке заготовок из сталей с низким содержанием углерода. Чтобы противостоять окислительному действию пламени, используют присадочный материал с высоким содержанием Mn и Si, выступающего в роли восстановителя.

Какой газ необходим для сварки полуавтоматом черного металла?

Качество сварочного соединения зависит не только от профессиональных качеств работника, но и условий выполнения работ. Идеальный шов требует взаимодействия присадочного материала и электрода без дополнительных элементов окружающей среды. При сварке в автоматическом режиме данную функцию выполняет флюсовое покрытие электрода. Роль человека сводится к выбору направления движения дуги и регулировке силы тока.

Работа в полуавтоматическом режиме дает больше свободы. Сварочная проволока не имеет защитного покрытия, потому работа ведется в среде защитных газов, с ручной регулировкой скорости подачи присадочного материала. Таким образом, полуавтоматический режим более требователен к квалификации сварщика, который, обладая необходимыми навыками, добьется лучшего качества спайки, по сравнению с автоматическим режимом. Вот чем отличаются сварка автомат и полуавтомат.

Влияние на процесс

Газы для сварочного полуавтомата призваны защитить зону спайки от внешнего воздействия. Кроме того, применение газа положительно влияет на чистоту шва, уменьшая шлаковую составляющую и снижая вероятность появления трещин, за счет увеличения скорости и глубины проплавления.

Область применения

Применение всех видов сварочных проволок, за исключением самозащитной, подразумевает использование защитного газа. Полуавтомат – оборудование опытных специалистов. С его помощью выполняется тонкая работа соединения цветных и черных металлов, кузовной ремонт транспортных средств и промышленное соединение тонкостенных элементов. Какой нужен газ для сварки полуавтоматом, будет рассмотрено ниже.

Какой газ нужен

Чтобы выбрать, каким газом пользоваться при сварке полуавтоматом, необходимо иметь представление о физических и химических свойствах газа. Выделяют три основные категории:

инертные;
активные;
смеси газов.

Рассмотрим их подробнее.

[stextbox газа также зависит от характеристик сварочного аппарата и типа поверхности. Например, чистый азот идеально подходит для соединения медных деталей.[/stextbox]

Ацетилен

Данное органическое соединение получило наибольшее распространение. Газ легче воздуха, бесцветный, имеет специфический запах, отличается высокой температурой горения, из-за чего используется при газовой резке металлических изделий.

Для промышленного производства ацетилена применяют специальные генераторы, в которых карбид кальция взаимодействует с водой.

Единственный недостаток – сложность в хранении, поскольку карбид углерода легко впитывает влагу из атмосферы, что создает дополнительные неудобства.

Водород

Широко применяется для соединения алюминиевых изделий и плазменной резки нержавейки. Газ не имеет цвета и запаха. Взрывоопасен. При соединении с воздухом или водой образует гремучую смесь. Его получают путем синтеза воды, при разделении кислорода и водорода в специальных генераторах. Согласно нормативно-правовым актам по технике безопасности, водород запрещено хранить в баллонах под давлением, которое превышает 15 МПа.

Коксовый

Побочный продукт коксохимической промышленности, который образуется при производстве кокса. Газ бесцветный с резким запахом. К его хранению не предъявляют таких жестких требований, как к водороду, несмотря на то, что газ относится к категории взрывоопасных. Транспортировку газа выполняют с помощью трубопроводных магистралей. Не получил широкого распространения, ввиду специфики производства. Применяется только в промышленных районах.

Природные

Представители органической группой углеводородных соединений – метан, пропан и бутан. Отвечают всем требованиям, предъявляемым к сварочным газам. К преимуществам относятся распространенность данного вида, а также относительно невысокая стоимость. Требования к условиям хранения не отличаются строгостью – допустимо хранение баллонов на улице, при сооружении специальной клетки с навесом. Искусственный синтез невозможен. Добывается только из природных месторождений.

Пиролизный

Данный вид выгодно отличается от своих собратьев – его не нужно генерировать, поскольку пиролизный газ выделяется при распаде нефтепродуктов. Перед использованием его подвергают предварительной очистки, ввиду излишней химической активности, которая может привести к коррозии горелки. Подходит как для сварочных работ, так и для резки металлоконструкций.

Чистые

К данной группе относятся следующие газы:

[stextbox свойства гелия обеспечивают соединение большим тепловложением, чем аргон, увеличивая ширину сварочного профиля.[/stextbox]

Углекислый газ. Самый дешевый газ, из всех перечисленных. Данное обстоятельство обеспечивает широкую популярность при проведении работ в условиях ограниченности бюджета. К положительным качеством относят глубокие проникающие способности, особенно полезные при соединении толстолистовой стали. Основной недостаток – слабая стабилизация дуги, и как следствие, достаточно большое количество брызг.

Отличительная особенность данного газа в том, что его разрешено применять без добавления инертных газов.

Газы, используемые как компоненты смеси

Наиболее известным добавочным компонентом является кислород. Высокая химическая активность влияет на процентное содержание в смеси – его массовая доля редко превышает 7-10 %. Смесь аргона и кислорода обладает специфическим характером проплавления.

Сварочный шов, выполненный с применением данной смеси известен как «шляпка гвоздя», названный за счет внешнего сходства. Известны трехкомпонентные смеси, в состав которых входит кислород, аргон и углекислота, с различными пропорциями, в зависимости от характера работ.

Азот не получил широкого распространения, в качестве защитного газа. В основном его применяют для соединения меди и нержавейки, поскольку он не вступает в реакцию с данными металлами.

Газовые сварочные смеси и рекомендуемая область их применения.

Новичку порой сложно выбрать, какой баллон нужен для полуавтомата, не говоря о газовой смеси. Опытные специалисты рекомендуют обращать внимание на предельный показатель температуры и количество тепла, которое выделяется при горении газа. Сравнительные характеристики сварочных газов находятся в свободном доступе.

[stextbox В случае приобретения газа с целью длительного хранения, рекомендуем выбрать готовые смеси промышленного производства. Не занимайтесь синтезом газа самостоятельно – это небезопасно![/stextbox]

Сварка в среде защитного газа имеет следующие особенности, которые требуют внимания:

Параметры работ. Подбираются индивидуально для каждой конкретной ситуации. Получить качественное соединение возможно только при условии грамотного сочетания следующих параметров: мощность, тип проволоки, скорость подачи, расход газа.
Температурный режим. Рабочая плоскость металла нагревается и охлаждается длительный промежуток времени. При соединении некоторых типов поверхности, например, стальных или медных, возможно регулировать температурный режим, путем изменения угла наклона дуги.
Выбор газа. Существует два способа выполнения работ. В первом случае необходимо использовать углекислоту без добавления каких-либо примесей. Второй вариант – применения различных смесей на базе аргона или других инертных элементов.
Характер работ. Основное предназначение баллонов – стационарная работа в условиях мастерской. Использование резервуаров с высоким давлением на открытой местности сопряжено с определенными неудобствами.

Схема подключения баллона с углекислотой к газовой магистрали.

Технология работы с применением углекислого газа не имеет принципиальных отличий от деятельности, с использованием прочих газовых смесей. Самое главное – соблюдать технологические требования.

Не зависимо от типа газовой смеси, ее применение имеет ряд преимуществ:

Качество соединения. Физические свойства шва гораздо выше, по сравнению с использованием автоматического режима. Малое количество брызг в процессе соединения.
Производительность труда. Эффективность работы повышается благодаря сокращению времени нагрева металла, что в конечном итоге сокращает трудозатраты.
Стабильная дуга. Существенно облегчает работу. Дополнительным преимуществом является практически полное отсутствие дыма.

Для автомобильного ремонта

Появление бытовых полуавтоматов позволило производить кузовной ремонт автомобиля практически в любом гараже с подключением к сети. Сварка в среде углекислого газа обладает следующими преимуществами:

Технологическая простота – основы работы с полуавтоматом доступны пониманию широкому кругу лиц;
Низкая цена углекислоту оказывает положительное воздействие на себестоимость работ;
Низкая зона температурного воздействия сваривать изделия практически любой толщины;
Благодаря ограниченному температурному воздействию краска вокруг шва практически не выгорает, что позволяет экономить время и средства на финишной обработке;
Соединяемые элементы не требуют подгонки.

Заключение

Данная технология представляет огромный интерес для широкого круга потребителей, вне зависимости от того, какой газ для полуавтоматической сварки будет выбран. Домашние мастера отдадут предпочтение углекислому газу – благодаря отличному показателю соотношения цена-качество. На промышленных предприятиях во главе угла стоит повышение качества и надежности соединения, не считаясь с затратами. Помните, что сварка в среде защитного газа – это работа повышенной опасности. Не забывайте о необходимости применения средств индивидуальной защиты.

[stextbox «Со сваркой углекислотой я познакомился еще в 2002 году. До этого опыт работы со сварочным оборудованием был ограничен использованием простенького трансформатора для работы во дворе. Необходимость в полуавтомате возникла после небольшой аварии – просто не было средств и желания обращаться на СТО. После нескольких неудачных попыток получилось добиться приемлемого результата, правда, с помощью советов опытного специалиста. После этого прошел курс обучения и занимаюсь кузовным ремонтом в свободное от работы время. Подводя итог скажу, что при наличии базовых навыков сварки можно без особых проблем научиться работе с полуавтоматом. В качестве защитного газа беру исключительно углекислоту, о чем ни разу не пожалел – для гаражного пользования она идеальна».[/stextbox]

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.

Какой газ нужен для сварки полуавтоматом

Полуавтоматическая или механизированная сварка чаще всего выполняется сплошной проволокой, а сварочную дугу и расплавленный металл защищает газ. Газ подается в зону сварки через сопло горелки.

Подробно о процессе полуавтоматической сварки вы можете прочитать в нашей статье — Как работать сварочным полуавтоматом — Mig и Mag для начинающих.

Чаще всего для сварки черной стали используется СО2 (углекислый газ или как его называю углекислота). Реже используются газовые смеси в них входит СО2, Аргон, Гелий иногда Азот и кислород.

От использования газа определяется название сварки mig – сварка с применением инертного газа аргона или гелия. MAG (МАГ) – с использованием активного газа – углекислого. Остановимся поподробнее на каждом из газов.

Разработка сварочной документации, техкарт на сварку и контроль сварных соеднинений.

Аргон

Как мы уже говорили полуавтоматическая (механизированная сварка аргоном) называется — маг.
Этот защитный газ применяется для сварки полуавтоматом чаще всего для ответственных конструкций из стали или алюминия. Для сварки используется аргон первого сорта в котором примесей чуть больше чем в аргоне высшего сорта, а именно содержится до 0,005-0,009% азота и до 0,001-0,002 % кислорода.

Газ аргон очень хорошо защищает сварочную ванну, дугу и зону термического влияния (нагретый участок). Он не растворяется в металле шва и не насыщает нагретый участок в околошовной зоне. Газ тяжелее воздуха в 1.4-1.5 раза, не имеет ни запаха не вкуса. Ar не горючий и не ядовитый, хотя некоторые молодые сварщики боятся применять аргон говоря что но вреден для здоровья. Это не так, сам газ не вреден и не полезен.

Аргон высшего сорта используют для сварки цветных металлов и сплавов таких как сплавы алюминия, титана, хромоникелевые сплавы и т.д. Содержание примесей азота и кислорода в нем минимальны для N – в районе 0,0055 — 0,006%, для О2 – до 0,0006-0,0007 %. Газ высшего сорта стоит дороже и применять его нужно только в тех случаях, когда это обосновано.

Гелий

Этот газ для полуавтомата в чистом виде применяется достаточно редко, потому как стоимость на He неоправданно высокая. Так еще гелий легче воздуха и из-за этого его расход гораздо больше, чем того же аргона. Гелий как и аргон не имеет не цвета ни запаха и тоже бывает двух сортов только называются они по другому.

Первый это высокой чистоты с содержанием гелия до 99,984-99,985%, второй это гелий технический его чистота в районе 99,7-99,8 %. При использовании гелия увеличивается глубина проплавление металла, так как из-за высокой степени ионизации дуга горит с выделением большего количества энергии (эффективнее в 1,4-2 раза по сравнению со сваркой в аргоне).

Применяют гелий при сварке активных (таких как магний, например) или химически чистых металлов (к примеру сплавы на основе алюминия и меди). Применение гелия очень распространено в США и Германии, а вот в странах СНГ применяется редко. Чаше идет в смесях и с аргоном или углекислым газом.

Углекислый газ СО2

Этот газ фаворит для полуавтоматической сварки «черных» (низкоуглеродистых, низколегированных и т.д.) сталей. Это обусловлено тем, что СО2 дешевый и найти его можно даже в отдаленных населённых пунктах.

Углекислый газ имеет слабый, еле уловимый запах (конечно если это хорошо очищенный газ, без конденсата). У газа нет цвета и вкуса, он сильный окислитель. СО2 хорошо растворяется в воде (его также используют в пищевой промышленности для газирования напитков). Иногда и сварщики на производстве используя шланг и пластиковую бутылку делают газировку.

Газ тяжелее воздуха, что хорошо для сварки так как расход газа будет не большой в сравнении с гелием. Единственное нужно обеспечивать хорошее проветривание помещения при длительном проведении сварки, так как газ может скапливаться особенно в низменностях (разных приямках и т.д.). В идеале, конечно, чтобы была вытяжка, но такие системы как правило только на крупных производствах. Двуокись углерода (СО2) уже бывает трех сортов: первый, второй и высший.

Больше всего примесей во втором сорте до 1,2%. Первый сорт содержит примесей не больше 0,4-0,5%, а высший до 0,1-0,2% и применяется уже для ответственных конструкций из стали.

Диоксид углерода (углекислота) набирает в себя влагу, что негативно скажется при сварке. Рекомендуем перед сваркой за час полтора поставить баллон вентилем вниз. Перед сваркой не переворачивая баллон открыть вентиль и выпустить немного газа с влагой. Также можно использовать специальное оборудование для просушки газа – осушитель.

В углекислоте сваривают различные стали с низким и средним содержанием углерода, можно применять при сварке коррозионностойких сталей и чугунов.

Для сварочного полуавтомата Азот используется весьма ограничено, этот газ как правило применяют при сварки меди. Потому что именно по отношению к меди азота является инертным газом. Для большинства же других металлов азот активный газ который растворяется в расплавленном металле тем самым образуя многочисленные дефекты в виде газовых пор. Выпускается 4 сортов: высшего в котором примеси не более 0,1 %. Азот же 1 сорта может содержать примеси до 0,5%, 2 сорта 0,9— 1% принеси. Что касается азота 3-сорта он может содержать до 3% различных примесей. Азот не имеет цвета, ни запаха, ни вкуса он не ядовитый. Для сварки представляется в баллонах чаще всего имеющих объем 40 л. Эти баллоны имеют окрас чёрного цвета, как и баллон углекислоты, с надписью жёлтым «Азот».

Кислород

Кислород является очень активным газом. Сам он не горит, но очень активно поддерживает горение. Для сварки, кислород в чистом виде не применим. Как правило кислород используется лишь в смеси с инертными газами. Кислород не имеет ни запаха, ни вкуса, ни цвета. Выпускают кислород 3 сортов : 1-сорт с содержанием чистого кислорода 99,7-99,8%; 2 сорт — 99,4% — 99,5% и 3 сорт с содержанием примеси до 0,8%. Более подробное использование кислорода рассмотрим в разделе про смеси газов.

Сварочная смесь для полуавтомата

Для полуавтоматической сварки чаще всего используются такие смеси газов как: смесь аргона и гелия, смесь аргона и углекислого газа, смесь аргона и кислорода, а также смесь аргона углекислоты и кислорода в различных процентных соотношениях.

Смесь аргона и кислорода

При содержании кислорода от 1% до 4% в смеси процесс сварки становятся очень стабильным, увеличивается текучесть металла, расплавленного в сварочной ванне. Перенос металла становится мелкокапельным, брызг становится очень мало, а шов получается ровным и красивым. При мелкокапельном переносе металла значительно сокращается расход сварочный проволоки, которая сильно тратиться на разбрызгивание.

Смесь аргона и гелия

Эту смесь используют для сварки активных, цветных металлов и сплавов таких как алюминия, титана и прочих. Данная смесь обеспечивает очень высокий уровень защиты расплавленного металла в сварочной ванне. Оптимальный состав для этой смеси 50% + 50%. Также можно встретить соотношение 60-65% гелия и 35— 40% аргона.

Смесь углекислого газа и кислорода

Подобные смеси на практике не очень часто используются. Оптимальный для них состав это 65-75% углекислого газа и 25-35 % кислорода. При использовании таких смесей, шов формируется несколько лучше чем если использовать чистую углекислоту. Применяется как правило подобной смеси для сварки чёрных стали (углеродистых конструкционных, а также некоторых легированных).

Смесь аргона и углекислого газа

Такая смесь чаще всего используется для сварки углеродистых, низко- и среднелегированных, стали аустенитного класса (нержавейки). Соотношение этой смеси 74— 80% аргона и 20— 26% СО2. При использовании этой смеси обеспечивается очень хорошая защита сварочный дуги и металла.

Также идет очень незначительное разбрызгивание металла. Сварочный шов получается мелкочешуйчатый, а процесс формирования шва стабильный. Эта смесь очень хорошо повышает производительность сварки так как наличие аргона увеличивает мощность сворачивай другие. Благодаря этому свойству процесс идет быстрее.

Расход газа при сварке полуавтоматом

Расход газа при полуавтоматической сварке зависит от нескольких факторов:

наличие сквозняка;
свойств газа;
свойств свариваемого металл;
тип соединения;
толщины свариваемых деталей.

Наличие сквозняка— если в помещение есть сквозняк или работы ведутся на открытом воздухе, где есть ветер, газ будет сдувать. Чтобы предотвратить его сдувание нужно увеличивать расход газа. Именно поэтому при наличии сквозняков и работе на открытом воздухе расход газа значительно увеличивается.

Свойства газа— такие газы как гелий и его смеси который легче воздуха, улетучиваются и при их использовании расход достаточно высокий. Если необходимо сократить расход, то лучше выполнять сварку в среде гелия в закрытых камерах или с использованием козырьков.

Свойства свариваемого металла — для сварки цветных металлов, а также их сплавов для обеспечения качественной защиты, чтобы в сварочную ванну не попадали газы из атмосферы применяют параметры с высоким расходом газа.

Тип соединения— от типа сварного соединения напрямую зависит расход газа особенно это видно на соединениях, где необходимо подваливать корень шва или соединение с двусторонней разделкой кромок.

От толщины свариваемых деталей— чем больше толщина свариваемых деталей, тем больше сварочный ток и соответственно больше расход газа. Это необходимо чтобы защитить большую зону сварки, широкую ванну и сварочную дугу.

Защитный газ используется как мы уже говорили в механизированной сварки для защиты сварочной дуги и расплава от попадания газов из воздуха. Он используется 80% случаев использования полуавтоматической сварки, 20% это сварка самозащитой порошковой проволокой.

Область применения весьма широка так как данный процесс несложен и очень производителен. Полуавтоматом варят как тонкий металл в автосервисах, потому что ручной сваркой тонкий металл варить очень проблематично. Его легко прожечь. Так и используют на производстве металлоконструкций и крупных изделий.

Там ситуация обратная, швы протяженные, а толщина металла большая. Она применяется там, потому что этот процесс очень производительный и варить длинные швы и толстый металл ручной сваркой получается дорого и долго.

По большей части отличие здесь будут лишь в использовании самих аппаратов. В автосервисе как правило используются дешевые модели, а на производстве применяются дорогостоящая профессиональное оборудование с синергетической системы управления обеспечивающие высокую производительность.

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

Какой газ нужен газовой сварки

Зачастую газовую сварку и газы которые в ней применяются путают с полуавтоматической и газами которые применяются для нее. Вкратце расскажем разницу. Газовая сварка выполняется за счёт сгорания горючего газа, а при полуавтоматической же газ используется для защиты, он не горит.

Чаще всего именно ацетилен используют как сварочный газ для газовой сварки. Этот газ легче воздуха он бесцветный имеет слабый запах. При горении температура пламени ацетилена бывает в районе 2950— 3120 Градусов Цельсия. Ацетилена очень легко воспламеняется даже от статического разряда, потому баллоны с этим газом заполнены пористым веществом который пропитывают ацетоном.

Также его применяют для газовой резки, но реже. Чаще для этой цели используют пиролизный или природные газы о них поговорим далее.

Природные газы для сварки применяются гораздо реже нежели ацетилен ввиду их низкой температурой горения, а вот для резки применяются очень часто потому что стоят они недорого по сравнению с тем же ацетиленом. Применение природных газов более безопасно в отличие от ацетилена потому как они менее огнеопасны. Температура их горения значительно ниже, где-то в районе 2100— 2300 Градусов Цельсия.

Водород является альтернативой ацетилена при газовой сварки . Этот газ не имеет ни цвета, ни вкуса, также не имеет запах, он легче воздуха. Также водород обладает высокой текучестью и взрывоопасность при смеси с воздухом. Для сварки водород используется не в баллонах, а получают в специальных аппаратах для водородной сварки из воды под действием электрического тока.

Применение водорода вместо ацетилена обеспечивает более качественные ровный сварочный шов. Но несмотря на это преимущество данный способ редко применяется на практике. Так как есть целый ряд сложностей, возникающих в процессе сварки. Одно из них это появление большого количества шлака в процессе сварки, что требует введение дополнительных компонентов в расплав металла.

Также для работы аппарат водородный сварки требуется электричество, лишая данный способ автономности присущий газовой сварке. Грубо говоря — Если есть электричество зачем получать газ, можно просто заварить ручной сваркой.

Получают этот газ на крупных нефтеперерабатывающих предприятиях как побочный продукт процессе нефтепереработки. После его получения газ требует определенную очистку и обработку для снижения его химической активности. Его свойства очень близки свойствам природных газов.

Используется для резки металлов, для сварки же достаточно редко ввиду опять же низкой температурой горение.

Защитный газ применяемые для сварки оказывают огромное влияние как на сам процесс, так и на результат — качество сварного соединения. Неправильный выбор газов приведёт либо к многочисленным дефектом, либо к ненужному удорожанию процесса.

Приведём несколько примеров:

Применение аргона или гелия для сварки металлоконструкций из Ст3пс. Сварное соединение получится качественным, но затраты необоснованно высокими. Или же другой пример: сварка титанового сплава ВТ9 в среде углекислого газа. В этом случае финансовые затраты будут минимальны, но соединение будет однозначно бракованным и скорее всего даст трещину еще до того, как сварщик завершит работу.

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.

Как быстро освоить и сваривать полуавтоматом нержавейку

Сварка нержавейки полуавтоматическим аппаратом – распространенный метод создания неразъемных соединений. Ответственный процесс не из простых и для получения хорошего результата, лучше, чтобы его проводил квалифицированный специалист.

Материал, который не ржавеет

К низкоуглеродной стали добавляют различные легирующие добавки: хром – не менее12%, никель и др. Хром при взаимодействии с кислородом из воздуха, образует на поверхности очень тонкую окисную пленку, которая препятствует процессу ржавления и действию химически агрессивной среды. Поверхностный антикоррозионный слой восстанавливается при повреждении. Нержавеющая сталь имеет свои особенности:

Малая теплопроводность препятствует отводу тепла от места сварки. В результате происходит перегрев и прожог металла, выгорание легирующих элементов.
Низкая температура плавления снижает энергетические затраты.
Низкая электропроводимость ведет к снижению напряжения на металле заготовки, что является причиной перегрева и образования прожогов, особенно на тонких деталях
Большое тепловое расширение деформирует детали при нагревании.

Употребляемые расходники

Для работы с полуавтоматом потребуются основные материалы – проволока, газ или смесь газов.

Электрод заменяет проволока, которая с заданной скоростью автоматом продвигается к рабочей зоне. От грамотного выбора соответствующих материалов и настроек аппарата зависит качественное исполнение соединения.

Какой газ выбрать

Для защиты сварочной ванны от негативного влияния воздуха используют газ. Он улучшает сжигание проволоки и ее сцепление с обрабатываемой заготовкой, не вступая в реакцию с расплавленным металлом.

Различают два метода: MIG – сварка с защитой инертными газами: аргон, гелий; MAG – с активными газами: азот, кислород, оксид углерода.

Основные используемые газы: аргон (Ar), углекислый газ (CO2) – углекислота, азот (N2) и их смеси.

В среде углекислого газа сварка нержавейки полуавтоматом часто встречающийся вариант, как экономически более доступный. В этом случае шов получается корявым из-за сильного разбрызгивания металла.

При использовании аргона получается надежный шов, который имеет красивую форму. Дороговизна газа предусматривает его использование для изделий, где немаловажен внешний вид соединения. Сварка нержавейки полуавтоматом с аргоном больше всего используется в промышленности.

Каждый газ в чистом виде имеет положительные и отрицательные качества. Поэтому для более эффективного процесса используют газовые смеси в различных пропорциях. Исходя из сложности работ, необходимого результата и материальных затрат, выбирают ту или иную газовую смесь.

Наиболее употребляемый состав Ar+CO2 в пропорциях 98% на 2%, 95% на 5% соответственно. Без повышенных требований к виду шва, допускается увеличение углекислоты до 32%. Процентное соотношение зависит от толщины материала, его типа и других параметров. Сварка нержавейки в такой защитной смеси способствует хорошему растеканию расплавленного металла, улучшает структуру шва.

Иногда к аргону добавляют 1-5% кислорода – Ar+O2. Это способствует уменьшению пористости обрабатываемой поверхности и мелкокапельному переносу металла, стабилизирует дугу.

Выбор проволоки

При сварке проволока является как присадкой, так и вместе с расплавленным металлом заполняет шов. Используются два вида: порошковая и сплошного сечения с очень низким содержанием углерода и высоким – кремния, устойчивая к окисляющей среде.

Диаметр варьируется от 0,13 до 6-10мм. Для применения в быту обычно берут проволоку сечением 0,6 и 0,8мм, для производства, где работают с мощными полуавтоматичными системами – свыше 1,0мм.

Для сварки нержавейки полуавтоматом без газа используют порошковую (самозащитную) проволоку. Она представляет собой тонкую стальную трубку, заполненную флюсом. При плавлении верхнего слоя, флюс освобождается, а также предохраняет сварочную зону от окисления. Образуется много шлака, которые надо удалять.

Сплошная проволока используется для проведения процесса в газовой среде и под флюсом, при этом она должна быть идентичной обрабатываемому металлу, т.е. из нержавейки. Лучше брать проволоку с немного большим содержанием легирующих элементов, из-за их выгорания при высоких температурах.

Некоторые марки сварочной проволоки:

0,8х20н9г7т – содержит хром, никель и марганец;
0,6х19н9т – высокого качества, устойчивая к коррозии;
0,4х19н11м3 – хром-никелевая с добавлением кремния и молибдена для стойкости к межкристаллической коррозии.

Для уменьшения образования брызг от расплавленного металла используется проволока меньшего диаметра, чем электрод. Шов получается аккуратным, но при этом увеличивается ее расход.

Некоторые аппараты снабжены кабель-шлангом, внутри которого для доставки к сварочной зоне проходят изолированно друг от друга проволока, газ, ток – так называемый сварочный рукав.

Подготовительные работы

Перед тем, как варить полуавтоматом нержавейку, требуется провести тщательную подготовку:

Зачистить рабочие поверхности до блеска;
обезжирить детали ацетоном или каким-либо органическим растворителем;
при толщине металла более 4мм обработать торцы, чтобы между ними образовалось небольшое пространство для заполнения металлом;
прогревая детали до100, убрать лишнюю влагу;
нагреть металл до 200, чтобы снять внутреннее напряжение.

На производстве для удаления поверхностных загрязнений: нагара, следов от смазки, ржавчины детали и проволоку протравливают раствором соляной или серной кислоты. После этого промывают горячей и холодной водой и просушивают.

Расход газовой смеси при рабочем давлении 0,2 атмосферы с помощью редуктора устанавливается в пределах 6-12м3/мин. Несоблюдение этих показателей снижает качество шва.

Регулировка силы тока и напряжения зависят от мощности аппарата.

От этих параметров зависит глубина провара, длина дуги, форма шва. С увеличением силы тока – шире наплавленный шов, а глубина проварки уменьшается.

Некоторые настройки полуавтоматического сварочного аппарата:

После того как настроена аппаратура, а также учтены все рекомендации, можно приступать непосредственно к сварке.

Во избежание появления деформации и трещин, между деталями по всей длине оставляется зазор на расширение. Детали закрепляются в тисках или другим способом и прихватываются в нескольких местах.

В начале сварки нужно смотреть на шов. Если образуются поры, увеличить подачу газа до тех пор, пока они не будут появляться. Расход газа надо настраивать на экономный режим. Чтобы качество шва при этом не пострадало.

Начинать варить надо, отступив от края 5-6мм, чтобы не допустить образования трещин. Сопло горелки должно быть расположено под углом слегка назад по направлению шва и на высоте 10-12мм над сварочным стыком.

В случае наклона угла вперед увеличивается ширина шва, а проникновение сварочной дуги уменьшается, что хорошо для тонких листов.

Скорость сварки

Скорость, с которой электрическая дуга движется вдоль места сварки, контролируется сварщиком. Слишком высокая – может вызвать много брызг и расплавление металла, при этом защитный газ не успевает выйти и образуются поры. Недостаточная скорость – причина изменения проникновения сварочной дуги в свариваемые детали.

Варить надо короткой дугой – это, когда расстояние между концом проволоки и поверхностью расплавленного металла составляет 0,5-1,5мм. Проваренный таким способом, шов имеет правильные очертания, гладкую и выпуклую поверхность.

Другой способ сварки тонких деталей – сварка с отрывом, т.е. короткими замыканиями дугового промежутка. Нажать на курок – отпустить, и так постепенно заполнить ниточным швом (валиками) место соединения.

Если аппарат имеет импульсную функцию, то лучше работать на ней. Для расплавления металла используются импульсы, генерируемые коротким замыканием в сварочном аппарате.

При сварке тонкой (до3мм) нержавейки полуавтоматом сопло горелки вести вдоль шва, не допуская поперечных движений. В противном случае есть вероятность выхода расплавленного металла из зоны защитной среды. Лучше выполнять сварку тонких деталей в вертикальном положении, двигаясь сверху вниз.

Если две заготовки различной толщины, то сопло держать на толстой. Мгновенным движением переместить горелку на тонкую заготовку и опять вернуться на толстую. Иначе произойдет пережог тонкого металла.

Чтобы избежать серьезных дефектов во время сварочных работ, стоит использовать керамические подкладки, которые представляют собой самоклеящуюся ленту. Они наиболее подходящие для работы с тонкими деталями, а также в неудобном пространственном положении.

Соединение нержавейки с черной сталью

Сварку таких материалов ведут при постоянном токе. Положение проволоки – строго перпендикулярное к рабочей зоне.

В составе проволоки из нержавейки должны содержаться марганец, а также никель, например, марки ESAB OK, Autrod. Специальная переходная проволока наплавляет буферный слой, который и соединяет детали.

Приваривая сталь Ст40 к нержавейке, можно использовать проволоку 08Г2С. Это упрочняет шов двух разнородных металлов после остывания. Самое главное в процессе – это, чтобы нержавейка не стала сильно текучей, а черный металл не остался твердым. Шов делается как можно шире и максимально глубоким.

Достоинства и недостатки

Несомненные преимущества сварки нержавейки полуавтоматом:

Высокая производительность сочетана с качественным соединением;
незначительное выделение дыма, что сохраняет здоровье и окружающую среду;
небольшое разбрызгивание металла, вследствие автоматической подачи проволоки;
универсальность – можно сваривать различные по толщине заготовки, а также разнородные металлы.

Один существенный недостаток – громоздкий газовый баллон. Это дополнительные затраты на его приобретение и неудобное перемещение.

Распространение метода стало возможным с развитием технологий и автоматизации процессов. Применяется в основном в промышленности для крупномасштабного производства. Работа со сварочным полуавтоматом, хотя требует определенных знаний и умений, все же остается одним из популярных видов обработки металлов. Подробнее о том как работать сварочным полуавтоматом можете в нашей статье.

Топ горючих газов, которые используются для сварки и резки металла: ацетилен, аргон, кислород и их смеси

Сварка претерпела множество модификаций и апгрейдов с момента своего появления.

Бесполезная, на первый взгляд, металлическая субстанция, которая реагировала с воздухом, показывала низкий КПД и производительность в сравнении с другими методами соединения и обработки поверхностей.

Переломный момент произошёл в тот момент, когда человек начал варить металл в защитной газовой среде, с целью повысить скорость работы и качество конечного изделия.

Особенности

Большинство газов, которые применяются в ходе сварки активны, то есть не реагируют ни с металлом ни с воздухом, поэтому и называются «защитными». Они создают оболочку вокруг рабочих поверхностей, чтобы расплавленный металл попадал только в место назначения.

[stextbox используются и инертные газы, которые являются ингибиторами негативного влияния окружающей среды.[/stextbox]

Разновидности

Смесь аргона с 1—5% кислорода. Применяется для сварки с плавящимися электродами. Подойдёт для и легированных сплавов и сталей с низким содержанием углерода. Добавление кислорода к аргону снизит критический ток, обеспечит защиту от появления пор, улучшит форму шва.
Смесь аргона с 10—25% углекислого газа. Задействуют для варке плавящимися электродами. Включение углекислого газа при сварке углеродных сталей позволит избежать пор, немного повысит стабильность дуги и обеспечит надежную защиту для зоны сварки. При наличии сквозняка, улучшит форму шва при сварке тонких металлических листов.
Смесь аргона с углекислым газом (до 20%) и 5% кислорода. Применяется для сварки плавящимися электродами для углеродистых и легированных сталей. Добавление активных газов улучшит стабильность дуги, процесс формировки швов и предупредит пористость.
Смесь углекислого газа с кислородом (до 20%). Используется при сварке плавящимися электродами углеродной стали.Такая комбинация имеет повышенную способность окисляться, что обеспечивает глубокую проплавку и красивую форму шва, а так же, предохраняет шов от появления пор.

Активные и инертные

Чтобы получить качественный металлический шов, применяются разные способы защиты. Например, газо-шлаковая или газовая защита, которая спасает от действия кислорода и азота в воздухе и обеспечивает расплавленное покрытие флюсом, что улучшает качество шва.

Газы делятся на две группы:

химически инертные;
химически активные.

Газы из 1 группы не взаимодействует с нагретым и расплавленным металлом и практически не растворяются в них. Для использования этих защитных газов дугувым методом, можно применять плавящиеся и неплавящиеся электроды. Защитные газы 2 группы обеспечивают защиту в зоне сварки, но они либо растворяются в жидком металле, либо вступают в реакцию с воздухом и нейтрализует его пагубное воздействие.

Рассмотрим конкретные газы, которые применяются в сварке. Наиболее распространённые из них это:

Аргон. Химический элемент 8 группы в таблице Менделеева. Аргон добывают из воздушной атмосферы, так как этот источник никогда не кончится. Аргон не вступают в хим.реакцию и после использования опять возвращается в атмосферу. Он бывает трёх сортов:
- высшей,
- 1й категории
- 2й категории.
- высокая взрывоопасность
- большая загазованность помещения в процессе работы
- возможность появления дефектов (пережог, перегрев тонких металлических поверхностей).
Горючие газовые смеси

Обычно, газы смешивают для того, чтобы обеспечить максимальную эффективность рабочего процесса, скрыть слабые стороны и усилить сильные. К тому же, не все газы одинаково хорошо подойдут для ручной, полу-автоматической и автоматической сварки.

В ходе разработки сварочного алгоритма также рассчитывают газовую смесь, которая подойдёт оптимальным образом. Активный основной газ смешиваю с инертным, в пропорции 90/10.

Самые популярные пары:
- аргон и углекислота;
- аргон и кислород;
- аргон и гелий;
- аргон и водород;
- аргон и активные газы.
Могут применяться и другие смеси, которая содержат в себе углекислоту, водород, углерод, гелий. В частности, они используются для обработки редких металлов и в тех случаях, когда нужно получить высокое качество сварочного шва, но пожертвовать временем, так как подготовка к сварочному процессу регулировка скорости подачи электрода, давления, требует времени. Также скорость сварки будет значительно ниже, чтобы в случае неисправности не испортить деталь.

Что использовать для резки?

Резка предполагает абсолютно другой принцип использования газа. Здесь нужно использовать те же газы, какие вступают в реакцию с кислородом с металлом, для того, чтобы как можно быстрее разрушать рабочую поверхность.
- Кислород. Самый дешёвый, но, в то же время, самый неэффективный газ.
- Ацетилен. Оптимальный выбор для всех типов сварки. Не подойдёт для слишком тонких поверхностей.
- Псевдо-ацетилен или его заменители. Не дешёвый вариант, особенно, если речь идёт о больших партиях. Обеспечивает премиальное качество и высокую скорость работы.
Полезное видео

Очень хорошую подробную лекцию по газам для сварки можно посмотреть в следующем видео:

Не существует одного универсального газа для сварки, каждый из них обладает как плюсами. Так и минусами, к тому же, цена у всех разная. Для более точного подбора газа, нужно просчитать проект сварки, изучить спецификацию метала, из которого изготовлена деталь.

Только так достигается максимальная эффективность. Каждый производитель будет нахваливать свой газ и будет убеждать покупателя, что он эффективнее других, но это не более, чем маркетинговая уловка. Как гласит пословица: «7 раз отмерь и один раз отрежь», а в нашем случае «7 раз рассчитай, один раз свари»!

Читайте также: