Расход аргона при сварке полуавтоматом на 1кг проволоки

Обновлено: 06.10.2024

Защитный газ предотвращает попадание из воздуха в сварочную ванну водорода, кислорода, иных вредных веществ, которые ухудшают качество шва. В некоторых случаях, газ выводит подобные элементы из сварочной ванны.

Предприятиям газ поставляется кислородными цехами заводов, домашний сварщик может купить его баллон в торговой сети. Например, 10-литровый баллон углекислоты стоит немногим более 500 рублей, однако израсходовав запас газа, емкость можно заполнить новой порцией двуокиси.

Каждый сварщик старается увеличить продолжительность работы баллона с регулируемой газовой средой, и просто уменьшить его расход обычным зажатием вентиля не получится.

Любая сварка, дома или на производстве, стремиться не только к сокращению расхода углекислоты, но и повышению качества соединяемых деталей, что у новичка часто происходит обратно пропорционально.

Однако выход CO 2 — двуокиси углерода, при работе полуавтоматической сваркой можно предварительно просчитать, чтобы не бежать в магазин за новым баллоном перед самым окончанием трудового дня.

Разновидности газов

Дуговая сварка в среде защитных газов производится в разных средах. Они могут быть активными или инертными. К последним относятся такие вещества как Ar, He и прочее. Они не растворяются в железе, не вступают с ним в реакцию.

Инертные газы применяют для сварки алюминия, титана и прочих популярных материалов. Дуговая сварка в защитном газе неплавящимся электродом применяется для стали, которая плохо поддается плавлению.

Активные газы также применяются в ходе проведения подобных работ. Но в этом случае чаще используют дешевые разновидности, например, азот, водород, кислород. Одним из самых популярных веществ, которые применяются в ходе сварки, является двуокись углерода. По цене это самый выгодный вариант.

Особенности газов, чаще всего применяемых в ходе процесса сварки, следующие:

Аргон не воспламеняется, а также не взрывоопасен. Он обеспечивает качественную защиту сварного шва от неблагоприятных внешних воздействий.
Гелий поставляется в баллонах с повышенной устойчивостью к давлению, которое здесь достигает 150 атм. Сжижается газ при очень низкой температуре, достигающей -269ºС.
Двуокись углерода является неядовитым газом, который не имеет запаха и цвета. Это вещество добывают из дымовых газов. Для этого применяется специальное оборудование.
Кислород является веществом, которое способствует горению. Его получают при помощи охлаждения из атмосферы.
Водород при контакте с воздухом становится взрывоопасным. При обращении с таким веществом важно соблюдать все требования безопасности. Газ не обладает цветом и запахом, помогает процессам воспламенения.

Факторы расхода

Наиболее значимыми условиями расхода сварочной смеси — контролируемой атмосферы, является следующие медиаторы:

Тип и толщина соединяемого металла.
Диаметр сварочного прута.
Сила тока сварочного аппарата.

Учитывая каждый из приведенных факторов, можно вывести расход защитной среды. Приведенные ниже данные обусловливают количество выхода сварочной смеси при работе полуавтоматом с учетом диаметра проволоки и силы тока:

От чего зависит потребление защитного газа

Основными показателями во время сварки, которые влияют на расход сварочных смесей, являются:

Сила тока;
Диаметр используемой проволоки;
толщина свариваемого металла.

Многие производители указывают эти значения в паспортных данных на конкретный защитный газ, что значительно упрощает расчет.

Например, среднее потребление аргоновой смеси, применяемой при сварке методом TIG с током 100 А, будет равняться 6 л/мин. При увеличении силы тока до 300 А, расход увеличится до 10 л/мин.

Таблица влияния силы тока, напряжения дуги, скорости сварки на размер и форму шва

Такая же тенденция наблюдается и при методе MIG – увеличение диаметра проволоки с 1 мм до 1,6 мм приводит к увеличению потребления газа с 9 л/мин до 18 л/мин.

Диаметр проволоки также имеет важное значение

Большое влияние оказывают условия, в которых происходят сварочные работы. На открытом пространстве, или при наличии сквозняков, расход будет увеличиваться, поскольку для создания оптимальной защиты металла от влияния посторонних факторов потребуется больше защитного газа. В этом случае заправка баллонов будет осуществляться чаще, чем при работе в закрытом помещении. Кстати, обо всех нюансах наполнения газовых баллонов читайте в статье: заправка газовой смесью: как это делается.

Расход углекислоты

Чтобы не быть голословным в оценке выхода диоксида углерода для производственной нужды, следует привести конкретный пример. Стандартная газовая емкость — 40-литровый баллон, содержит 24 кг чистого диоксида углерода, который на выходе образует 12 кубометров защитной среды.

Используя присадочную нить диаметром 1,0 мм, установили наименьшую силу тока — 100 A. Если ссылаться на данные справочников, беспрерывный режим подобный сварки продлиться ровно одни сутки — 24 час.

Однако рабочие смены с такой продолжительностью работы почти не встречаются, возьмем обычную смену — 8 час. Разделив объем газа на один рабочий день, получим 8 л контролируемой атмосферы.

Справочник указывает, что 1 кг наплавки потребует 1100 г углерода и 1300 — присадочного материала. Путем несложных вычислений можно прийти к следующему выводу: 1200 г присадки возьмут из баллона 1000 г газа.

Исходя их этого, можно констатировать, что 40- литровой газовой емкости хватит на плавку почти 29 кг сварочного материала.

Разумеется, это примерные сведения, однако они часто совпадают с фактическими данными. Для сварщиков-новичков приводится таблица расхода углекислоты, в зависимости от диаметра нити и показателя силы тока.

Расчет расхода защитного газа при сварке

Сущность сварки в среде защитных газов состоит в том, что дуга горит в среде защитного газа, оттесняющего воздух из зоны сварки и защищающего наплавленный металл от кислорода и азота воздуха. В настоящее время широко применяется сварка в среде углекислого газа и смеси газов аргон и СО2
. Они применяются при изготовлении изделий из углеродистых, легированных конструкционных сталей и в ряде случаев при изготовлении конструкций из перлитных теплоустойчивых и высоколегированных сталей.
Аргон
является инертным газом, что препятствует окислению металла шва и попадания в зону сварки иных газов из воздуха. Особенностью сварки в
углекислом газе
является сравнительно сильное выгорание элементов, обладающих большим сродством к кислороду (С, Al, Ti, Si, Mn и др.). Окисление происходит за счет как углекислого газа, так и атомарного кислорода, который образуется при диссоциации СО2 под действием температуры дуги. Основные физические свойства газов, а так же технические характеристики газа в баллонах представлены в таблице 1.

1. Методы расчета используемого защитного газа для сварки или наплавки зависят от вида производства (серийное, одиночное, массовое) и номенклатуры. При производстве металлоемких конструкций на мелкосерийном производстве при составлении производственной и конструкторской спецификаций на материалы, для расчета расхода газа на изделие применима следующая формула:

где Nп — норма расхода проволоки на изделие, определяемая в кг; Rг — коэффициент, учитывающий затраты защитного газа на 1кг расходуемой проволоки, кг/кг. Для укрупненных расчетов Rг можно брать равным 1,15. При изготовлении на предприятиях опытных образцов или установочных серий изделий нормативы расхода сварочных материалов рекомендуется применять с коэффициентом 1,3.

2. Применяется метод расчета расхода защитного газа Нг в литрах или кубических метрах на 1 м шва определяется в основном для серийного производства однотипных деталей или для малого производства по следующей формуле:

Нг = (Нуг х Т + Ндг)

где Нг — удельный расход защитного газа, приведенный в табл. 2, м3/с (л/мин); Т — основное время сварки n-го прохода, с (мин); Ндг — дополнительный расход защитного газа на выполнение подготовительно-заключительных операций при сварке n-го прохода, м3 (л); n — количество проходов, n = 1, 2, 3, . n (величина сечения каждого прохода для сварки стыковых соединений проволоками диаметром 1,4. 1,6 мм не должна превышать 30. 40 мм2, а диаметром 2 мм — 40. 60 мм2). Определяя расход углекислого газа в килограммах, необходимо иметь в виду, что при испарении 1 кг жидкой углекислоты его образуется 0,509 м3, или 509 л. Дополнительный расход защитного газа Ндг в литрах или кубических метрах на каждый проход рассчитывается по формуле:

где Тпз — время на подготовительно-заключительные операции (продувку горелки до сварки, настройку режимов сварки, обдув места сварки по окончании процесса), с (мин). Последний метод расчета является более экономичным и прогрессивным. Для контроля расхода газа на баллоны необходимо устанавливать расходомеры и редуктора.

Расход газа для цветных металлов при аргонодуговой сварке немного отличается от расхода для конструкционных сталей и зачастую больше в 1,5 и 2 раза.

– при сварке алюминия расход аргона 15 -20 литров в минуту, – при сварке меди расход газа составляет 10 -12 литров в минуту, – при сварке магниевых сплавов расход аргона 12 -14 литров в минуту, – при сварке никелевых сплавов расход аргона 10 -12 литров в минуту, – при сварке титана и его сплавов расход аргона 35 – 50 литров в минуту,

Формула расчета

Показатели расхода для сварочной смеси при сварке с полуавтоматом можно выполнить с помощью следующей формулы:

P = Py * T;
Py – показатели удельного расхода газа, о которых заявил производитель;
T – количество основного времени, необходимое, чтобы сварить один проход.

В приведенной ниже таблице указаны нормы потребления газа, на которые оказывают влияние такие показатели: какая в диаметре проволока и какие средние показатели имеет силы тока.

Так как 40-литровый баллон содержит сварочную смесь в количестве 6 000 литров, нетрудно произвести вычисления, сколько времени можно пользоваться одним резервуаром, если процесс сварки происходит непрерывно.

К примеру, расход CO2 при полуавтоматической сварке, когда используется проволока 1 мм в диаметре, составляет от 10 до 11 часов при условии, что процесс происходит непрерывно.

Показатели таких расчетов довольно грубые, ведь здесь не учитывают, сколько газа потребляется при выполнении подготовительных и финишных операций за один проход. Это поможет в определении приблизительной картины. Если потребуются более точные показания, для их проведения может потребоваться расходомер.

Оптимальный расход углекислоты при сварке полуавтоматом

Сейчас и на маленьких, и на крупных производствах можно все чаще встретить баллоны с защитным газом. Использование защитного газа при сварке улучшает качество сварного соединения, ускоряет работу и не позволяет кислороду проникать в сварочную зону. Кроме того, баллон с газом стоит недорого и специально для домашней сварки производители выпускают компактные баллоны, которые легко помещаются в багажник машины.

Если вы домашний сварщик, то просто приобретаете компактный баллон в магазине и пользуетесь, не беспокоясь о расходе. Если газ закончится, то можно быстро докупить еще один баллон. А что делать, если вы сварщик на производстве и к вам предъявляют довольно жесткие требования по расходу газа? Как подобрать объем так, чтобы газа точно хватило на весь сварочный процесс? В этой статье мы постарались кратко рассказать вам, как вычислить оптимальный расход углекислоты при сварке полуавтоматом.

Расчет норм расхода сварочной проволоки

Во время сварочного процесса используются различные присадочные и дополнительные материалы, которые со временем заканчиваются. Расчет норм расхода сварочной проволоки во время соединения и ремонта металлических поверхностей очень важно знать по нескольким причинам. С одной стороны, это нужно для определения необходимого количества металла для заданной процедуры, с другой – помогает рассчитать себестоимость ремонта в конкретном случае и использовать эти данные для сравнения с другими способами.

Стоит отметить, что различные виды сварочной проволоки имеют различный коэффициент наплавки. С учетом того, что такие материалы часто применяются для автоматов и полуавтоматов, а также при ручной обработке желательно не прерывать шов, то лучше знать заранее расход сварочной проволоки при сварке полуавтоматом, чтобы все проходило беспрерывно. Норма расхода является понятием, которое показывает количество материалов, что требуются для создания сварочного шва на определенном участке. Сюда входят отходы, потери и прочие величины, которые не остаются непосредственно на соединении. Иными словами, здесь включены все этапы изготовления, включая подготовительные, чтобы технологический процесс прошел максимально качественно. Если проходит правка конструкции, то эти данные также учитываются для конкретного случая.

Виды сварочной проволоки

Для каждого типа сварки, будь то аргонодуговая сварка или обыкновенная газовая, существуют свои нормы расхода, определенные многими годами использования приведенной технологии. Ведь у каждого из способов имеются свои особенности, касающиеся потерь, не говоря уже о нюансах используемого сплава и его физико-химических свойств. При соединении листов наиболее полезной будет информация, какой будет расход сварочной проволоки на 1 метр шва. Этот расчет можно считать эталонным, на который уже можно опираться. При других разновидностях могут быть иные значения, но они все же будут приближены к этому. Простым примером будет сравнение соединения листов, где нужно минимум дополнительных процедур, и сложных металлоконструкций, где необходимы прихватки, временные швы и прочее. Расчеты проводятся согласно ГОСТ 14771-76

Особенности расчета

Существует формула, которая позволяет осуществить расчет сварочной проволоки на 1 метр шва. Она выглядит так:

В данном случае N означает искомый параметр, а именно, норму расхода, которая будет востребованная для создания шва длиною в 1 метр. Параметр G в формуле показывает вес металла на уже готовом соединении длиною в 1 метр. К – это коэффициент перехода, который зависит от массы наплавленного материала к расходу металла, который потребовался для сварки. Длина в 1 метр взята для удобства расчетов и последующего использования.

Чтобы выяснить G (вес наплавленного материала на отведенном участке), требуется следующая формула:

Здесь F показывает площадь поперечного сечения шва в квадратных миллиметрах. Следующее значение «у», обозначает удельную массу металла или его сплава в используемой проволоке, отсюда и возникает большая разница значений для каждой отдельной марки. L – берется за 1, так как показывает количество метров созданного шва. Соответственно, благодаря изменению L можно рассчитать параметр и для других значений длины.

Данные формулы предназначены для вычисления нижнего положения сваривания. Для других требуется итоговый параметр умножать еще на коэффициент поправки К. Соответственно, конечная формула будет N*К.

Для нижнего положения коэффициент = 1;
Для полувертикального положения коэффициент = 1,05;
Для вертикального положения коэффициент = 1,1;
Для потолочного положения коэффициент = 1,2.

При полуавтоматической сварке учитываются такие факторы как:

Наличие и тип защитного газа;
Характеристики оборудования для сварки;
Диаметр присадочного материала;
Характеристики основного металла.

Благодаря таким простым расчета можно легко определить нормы расхода проволоки при сварке под флюсом и другими методами. Некоторые данные, такие как вес 1 метр сварочной проволоки, можно узнать самостоятельно, другие же приходится узнавать из справочников и прочих мест.

Пример расчета

Для более понятной схемы стоит привести пример, какой будет расход проволоки при сварке полуавтоматом. В примере будет использоваться обыкновенная сталь. Для этого начнем определять весь наплавленного металла по формуле G = F*y*L

G=0,0000055 (м2) * 7850 (кг) * 1 (метр) = 0,043 кг

После этого можно приступать к вычислению основного значения по формуле N=G*К

N = 0,043 * 1 = 0,043 кг

С учетом того, что сваривание проводилось в нижнем положении, то коэффициент поправки равен единице и итоговое значение остается таким же.

Сварка полуавтоматом в среде углекислого газа для начинающих

Основной особенностью сварки в среде СО2 является вытеснение воздуха при сваривании частей. Это позволяет добиться высокого качества шва. Необходимо учитывать, что железо и углерод, находящиеся в составе заготовок, вступая в химическую реакцию с СО2, окисляются. Для предотвращения окисления следует использовать специализированную проволоку, имеющую в своем составе большое количество кремния и марганца.

Технология накладывания сварного шва в углекислоте

Еще одной особенностью полуавтоматической сварки в газовой среде является возможность применения как прямой, так и обратной полярности. Использование обратной полярности прямого тока отлично подходит для начинающих сварщиков. Такой метод дает возможность легко удерживать дугу. Прямая полярность применяется при необходимости наплавления металла.

Сварка полуавтоматом возможна в различных режимах. Настройку аппарата необходимо производить исходя из толщины металла свариваемых деталей и диаметра проволоки. При повышении сварочного тока увеличивается глубина провара. Так, чем больше толщина металлических частей, тем большую силу тока необходимо установить в настройках.

Подготовка металла к сварке в среде углекислого газа

Зачистка металла перед сваркой

Листы из углеродистой или низколегированной стали хорошо свариваются в углекисло-газовой среде. При толщине листов от 0.6 до 1.0 мм рекомендуется проводить отбортовку кромок. Если отбортовка не выполняется, тогда зазор между подлежащими сварке кромками не должен быть более 0.3-0.5 мм.

При толщине листов от 1 до 8 мм кромки можно не разделывать. Максимальный зазор, который можно при этом допускать — не более 1.0 мм. Для листов толщиной от 8 до 12 мм принято делать V-образную разделку, а при толщине более 12 мм — Х-образную разделку.

До начала сварочного процесса необходимо зачистить на кромке краску, окалину, масло, грязь, или другие загрязнения. Это можно сделать вручную, либо с использованием пескоструйной обработки.

Характеристики сварки в углекислом газе

Газ, применяемый для сваривания полуавтоматом, имеет более высокую плотность, чем воздух. Благодаря этому он вытесняет воздушную массу из сварочной ванны. Он бесцветен и не имеет запаха. К аппарату СО2 подается из баллона, в котором он находится в жидком состоянии под давлением. Подключение баллона осуществляется через специализированный редуктор. Он поддерживает требуемое давление в системе.

Спаивание в среде СО2 можно выполнять на двух видах оборудования:

Выпрямитель. Полуавтоматический аппарат, применяется для дугового сваривания различных заготовок, в том числе и из нержавеющей стали.
Инвертор. Является преобразователем переменного тока в постоянный. Преобразованный ток используется для создания дуги.

Электродом при выполнении полуавтоматической сварки в среде углекислого газа является специализированная проволока. В зависимости от толщины деталей, диаметр и состав проволоки может отличаться.

Какие особенности у этого метода

Уникальность метода в том, что сварка полуавтоматом в среде углекислоты работает на обратной полярности постоянного тока, а это значит, что удержание дуги становится проще. Новичкам будет легче освоить этот способ. Если использовать прямую полярность, то такой шаг приведет к обильному распылению металлических частиц и удержание дуги будет проблематично. Но при многослойных швах, где необходимо сделать дополнительную наплавку, нужно применить прямую полярность, так как эффективность возрастает в два раза.

При выставлении режимов сварки, необходимо обратить внимание на несколько факторов. Напряжение дуги прямо пропорционально диаметру проволоки и толщине свариваемого металла. Чем толще деталь, тем больше требуется диаметр прутка, а следовательно, и увеличение напряжения дуги, чтобы этот металл расплавить. Скорость подачи проволоки тоже будет увеличиваться, этот параметр нужно настроить, отталкиваясь от горения сварочной дуги.

Характеристики углекислого газа для полуавтоматического режима

Углекислота не имеет ни запаха, ни цвета, ни вкуса. Она не является опасной для здоровья мастера, если ее применять в количествах, необходимых для сварки. Также она тяжелее воздуха, что способствует его вытеснению из сварочной ванны.

Под высоким давлением в разжиженном состоянии его пакуют в баллоны по 10,20 и 40 литров. Чтобы удалить излишнюю влагу, рекомендуется баллон перевернуть в вертикальное положение на некоторое время. После этого газ готов для сварочных работ. В аппаратах предусмотрен контроль для подачи углекислоты. Перед покупкой поинтересуйтесь у продавца о возможности дозаправки газа.

Для сварочных работ в среде углекислого газа предусмотрены два вида оборудования:

выпрямители, где ток инвертируется из переменного в постоянный. Такие полуавтоматы используются для любых видов дуговой сварки с помощью разнообразных электродов. Доступно соединение различных металлов, за исключением алюминия;
инверторы. Работают от источника в 220В, они способны преобразовывать переменный ток (на входе) в постоянный, для лучшего удержания дуги.

Подготовительные работы

Для того чтобы получить качественный шов, необходимо подготовить заготовки и настроить оборудование. Спаиваемые части следует предварительно очистить от ржавчины, окислений, лакокрасочных покрытий и т. д.

Настройка оборудования перед работой

Окислы и посторонние примеси могут привести к разбрызгиванию электрода и нарушению качества сварного шва. Для очистки используется наждачная бумага, абразивный камень или пескоструйная обработка. При сваривании тонких листов следует предварительно отбортовать кромки заготовок.

Помимо подготовки деталей перед началом сварки полуавтоматом в среде СО2, необходимо настроить оборудование. Все составляющие подключаются в строгом соответствии с определенной схемой. Для нормальной работы устройства нужно исключить утечку вещества из системы.

После включения полуавтомата в электрическую сеть осуществляется его настройка. В зависимости от толщины металла устанавливается сила тока. При выборе скорости подачи электрода нужно опираться на скорость горения сварочной дуги.

Перед началом работы нужно изучить правила техники безопасности во время выполнения сварочных работ полуавтоматическим сварочным аппаратом в среде углекислого газа. Во время работы используются специализированные средства индивидуальной защиты.

ВНИМАНИЕ: Пренебрежение правилами безопасности может привести к различного рода травмам, ожогам или поражению электричеством!

Технология и методы выполнения работ

После подготовки деталей и правильной настройки оборудования можно приступать к выполнению сварочных работ. При спаивании в среде углекислого газа начальный шов лучше осуществлять при небольшой силе тока. Таким образом удастся избежать деформации спаиваемых заготовок и вероятности возникновения трещин. Подача электрода, независимо от полярности, осуществляется двумя способами:

Углом вперед. С использованием такого метода глубина провара будет небольшой, а шов — широким;
Углом назад. Применяя такой метод, сварщику удается добиться большой глубины провара при малой ширине шва.

Как правильно варить полуавтоматом в углекислоте

По окончании работ сварочная ванна заполняется металлом из проволоки. После того как шов положен, подача проволоки прекращается. Электричество, подаваемое на электрод, следует отключить. Углекислоту, в отличие от напряжения, нужно подавать до полного затвердевания шва. Это дает возможность защитить металл, находящийся под воздействием высокой температуры, от негативного влияния воздушных масс.

После полного затвердевания шва металл кристаллизуется и происходит образование шлака. Для контроля над качеством спаивания необходимо удалить шлак. После остывания он становится хрупким и легко очищается.

Контроль качества спаивания металла

Расход газа при сварке полуавтоматом

Расход защитной среды зависит от следующего:

тип металла или сплава;
собственный диаметр присадочной проволоки;
номинальная величина сварочного тока.

Скорость подачи смеси регулируется при помощи редуктора. Приспособление устанавливают на баллоне с высоким давлением. Существует таблица, согласно, которой происходит настройка оборудования.

При выполнении сварочных работ мастер может снизить потери газовой смеси, для этого необходимо следующее:

производить соединение в закрытом цеху;
применять вентиляцию, предотвратить сквозняки;
привлечение мастеров с высокой квалификацией;
использование смеси защитных веществ.

При снижении количества газа может ухудшиться качество сварочного шва, защитной среды будет недостаточно для защиты от окисления.

Мастер варит полуавтоматом

Расход СО2

Расход газа при спаивании в среде газа СО2 прямо зависит от толщины металлических заготовок, диаметра проволоки и силы тока. На расход влияют и другие факторы. Если работы выполняются на открытом воздухе, то расход газа будет гораздо больше, чем при сваривании в закрытом помещении. Это связано с тем, что ветер сдувает часть газа, подаваемого в сварочную ванну.

P = Py * T;
Py — показатели удельного расхода газа, о которых заявил производитель;
T — количество основного времени, необходимое, чтобы сварить один проход.

Увеличение производительности при работе в среде СО2

Выполняя сварочные работы полуавтоматическим аппаратом в среде углекислого газа, можно повысить производительность несколькими способами:

Увеличить силу тока

При нижнем положении сварки можно увеличить сварочный ток, тем самым повысив КПД. При вертикальном или потолочном положении шва силу тока можно увеличивать только при ускоренной кристаллизации металла.

Увеличение вылета электрода

При применении тонкой проволоки можно повысить производительность, увеличив ее вылет. Такой метод дает возможность повысить скорость плавления электрода. Это увеличивает количество металла, попадающего в сварочную ванну за определенный промежуток времени.

При увеличенном вылете электрода может возникнуть самопроизвольная подача проволоки. Во избежание этого нужно использовать специализированные наконечники. Они изготавливаются из фарфора или керамики.

Режимы полуавтоматической сварки в среде защитных газов

На выбор режима напрямую влияет толщина свариваемого металла. Чем она больше, тем ниже получается скорость сварочного процесса, и тем больше нужна сила тока. Сварочная дуга должна быть как можно более короткой (от 1.5 до 4 мм), иначе она становится неустойчивой, повышается разбрызгивание металла, повышается вероятность насыщения азотом и окисления жидкой ванны.

Сварка в среде защитных газов

Что касается расстояния от мундштука горелки до металла, то оно равняется 7-15 мм при силе тока до 150А, а при значениях до 500А — 15-25 мм.

Преимущества и недостатки

Сварка в углекислом газе СО2 имеет ряд преимуществ. К ним относятся:

Возможность спаивать тонкие листы металла;
Хорошая дуга при выполнении работ. Это особенно удобно для начинающих сварщиков;
Возможна сварка деталей с различными характеристиками;
Металл, находящийся под действием высокой температуры, защищен от влияния воздуха. Это делает шов прочным и не допускает окислений;
Высокое качество места соединения заготовок;
Безопасность в использовании;
Доступность. Приобрести оборудование может любой желающий.

К недостаткам полуавтоматической сварки в среде углекислого газа можно отнести то, что применяемое оборудование более сложное, чем в случае с другими газами.

Из вышеперечисленного следует, что сварка в среде СО2 является доступным способом соединения металлических деталей. Такой способ спаивания отличается высоким качеством и простотой в применении.

Расход аргона при сварке

Среди всех сварочных газов аргон является одним из наиболее востребованных в современности сварочных расходных материалов. Он выполняет защитную функцию, охраняя ванну расплавленного металла от негативного воздействия атмосферы. Другие газы не обладают столь высокой надежностью. Благодаря этому, сварка аргоном применяется для самых сложных мест. Стоимость материала заметно выше, чем у других, так что для стандартных процедур используется редко. Расход аргона при сварке может оказаться слишком большим, что сделает себестоимость процесса весьма высокой. В то же время, для ответственных и сложных процедур он оказывается незаменимым. Чтобы сэкономить, для каждого типа процедур нужно соблюдать свои оптимальные режимы.

Аргон для сварки в баллонах

Область применения

Благодаря своим практичным качествам, аргон может применяться практически повсеместно. В частной сфере он встречается достаточно редко, так как зачастую его не выгодно содержать, не говоря уже о покупке соответствующего оборудования. В строительстве, где нужно создавать ответственные несущие металлоконструкции, газ является практически незаменимым. Здесь не так важна стоимость, как надежность и минимизация вероятности появления брака во время работы.

Также его часто можно встретить в ремонтных мастерских. С его помощью соединяют детали в автомобилях, изделия из сложно свариваемых металлов. Сварка нержавейки и алюминия зачастую происходит именно с помощью этого газа. Сварочные цеха на различных предприятиях также не обходятся без постов с применением аргона, где приходится работать с тонкими деталями. В коммунальной сфере им могут сваривать трубы.

Принцип расчета расхода аргона

Расход аргона при аргонодуговой сварке зависит от конкретного вида производства. Это может быть массовое, одиночное и серийное, а также от номенклатуры. При работе с конструкциями, в которых нужно наплавлять большое количество металла, расчеты производятся по такой формуле: N = Nп х Rг

Nп является количеством килограмм потраченной на изделие проволоки, а Rг – коэффициент затрат газа на 1 кг наплавочного материала. Это помогает универсально определить общие затраты даже при больших объемах работы и поэтому часто применяется на производстве.

Существует также принцип расчета, основанный на расходе в литрах на 1 метр сделанного шва. Этот способ лучше всего подходит для расчета в серийном производстве, когда делаются однотипные детали. Его используют также на малых производствах. Для этого используется такая формула: Нг = (Нуг х Т + Ндг)

Нг здесь выступает в роли значения расхода удельного газа по номиналам таблицы для конкретной температуры работы. Т – основное время сварочного процесса. Ндг – дополнительные расходы газа, которые потрачены на подготовку и последующие процедуры подогрева. Если используется во время сварки несколько проходов, то это также учитывается. Расчеты ведутся в литрах, а не в кубических метрах, как это принято в физике.

Стоит отметить, что расход аргона при сварки нержавейки и прочих цветных металлов будет отличаться от обыкновенных сталей. Зачастую здесь величина может вырастать в 1,5, а то и в 2 раза.

Таблица расхода аргона в зависимости от толщины металла

Как и любой другой защитный газ, аргон требует больших объемов, если нужно проваривать большую глубину изделия. В таблице приведены средние показатели параметров расхода, в зависимости от самых распространенных видов толщины заготовок.

Диаметр проволоки, ммВеличина тока, АНапряжение, ВСкорость подачи проволки, м/ч Показатели качества аргона

Аргон может обладать различным уровнем качества. Основным показателем является его чистота. Естественно, что полностью 100% вещества в баллоне не может быть и такое получается только в лабораторных условиях. Но чем меньше в нем примесей, тем лучше для свойств газа. Наличие примесей определяется по ГОСТам.

Аргон – для второго сорта газа минимально допустимое соотношение является 99,95%;
Кислород – данной примеси не должно быть более 0,0002%, иначе возникает вероятность появления пор;
Азот – содержание до 0,001%;
Водяные пары – до 0,0003%;
Углекислый газ – до 0,00002%;
Метан – до 0,0001%;
Водород – до 0,0002%.

Газ высшего качества должен обладать содержанием чистого вещества от 99,99%. Он может использоваться для самых сложных и ответственных работ, но при этом обладает и самой высокой стоимостью.

Техника безопасности при использовании

Расход аргона при сварке алюминия и других металлов является лишь финансовой составляющей, так что забывать о технике безопасности при этом не стоит. Баллон с аргоном должен стоять на расстоянии, как минимум, 10 метров от источника огня и легковоспламеняющихся предметов. Храниться газ должен в надежных емкостях, прошедших проверку по технике безопасности. Хранение должно осуществляться в хорошо проветриваемых помещениях, чтобы не было скопления газов, которые вызывают удушье.

Во время работы с аргоном нужно использовать средства индивидуальной защиты для дыхания. Этот газ обладает особой вредностью для организма человека.

«Важно!
Особое воздействие идет через органы дыхания, так что защитные повязки или специальные противогазы будут незаменимы.»

Заключение

Одна из главных особенностей использования аргона, с практической точки зрения, является его высокая стоимость. Именно по этой причине расчет расхода, определение количество затрат газа и других материалов, чтобы определить себестоимость сварочного процесса, является очень важным. Больше всего потребность возникает в производственных условиях и при больших объемах работ. При относительно небольших соединениях актуальность в расчете нескольких швов отпадает. Тем не менее, стоит знать, на какое количество наплавленного металла хватит газа находящегося в баллоне.

На сегодняшний день существует множество режимов и видов сварки. Для одних типов требуются переносные (инверторные) источники питания другие же могут использоваться только в условиях цеха под наблюдение нескольких специалистов.
Чтобы получился хороший, ровный и прочный шов, нужно соблюдать все правила, знать какие газы будут оптимальны для данного аппарата и каких правил нужно придерживаться при работе с металлами.

Особенности

Алгоритм сварки полуавтоматом — это своего рода модификация ручной электродуговой сварки. Чтобы в полной мере оценить преимущества недостатки, нужно рассмотреть как именно проводится полуавтоматическая сварка.

Перед тем как приступать к процессу сварки нужно усвоить несколько пунктов:

В плюсовую клемму нужно подключать горелку, а в минусовую — заготовку.
Для каждого типа металла используется специальная проволока.
Сила тока и скорость его подачи проволоки это прямо пропорциональное значение. Чем сильнее поступает ток, тем больше должна быть скорость подачи и наоборот.
Токосъемный наконечник это расходный материал который будет часто меняться. Его диаметр должен соответствовать диаметру самой проволоки.
В основном, от параметров работы механизма падающего проволоку зависит качество готового шва.
Чтобы подача проволоки была непрерывной, шланг который подаёт её, должен быть крайне жестким.
Если толщина металла который сваривают, менее 1 мм то лучше производить сварку точками, тогда заготовка не перегреется и не прогорит.
В том случае когда напряжение в сети 190 вольт а не 220, то есть меньше стандартного, лучше использовать проволоку маленького диаметра. К примеру вместо 0,8 взять 0,6, тогда аппарат намного легче справится с ней и шов качественный.
Если сварка полуавтоматическим устройством происходит без участия газа, то плюсовую клемму нужно подключать непосредственно к заготовке и применять для сварки специальную проволоку.

Сварочная смесь или углекислота – выбираем защитный газ для сварки

В качестве защитных газов наиболее распространенными являются углекислота или сварочные смеси, от выбора которых во многом зависит рабочий процесс. Также не стоит забывать, что сварочная смесь или углекислота могут применяться для различных типов сварки и, соответственно, в том или ином случае эффективность и качество работ будут разными.

Очень часто сварщики не уделяют должного внимания составу и качеству технического газа, напрасно преуменьшая его вклад в процесс сварки. Однако практика показывает, что газовый состав самым непосредственным образом влияет на глубину проплавления, пористость, надежность шва, выделение дыма и другие не менее важные параметры.

Для надежного шва используйте качественные составы сварочной смеси или углекислоты

Что можно варить?

Полуавтоматом можно варить металл любой толщины, тем не менее толстые изделия нужно разогревать докрасна паяльной лампой. Для этих целей отлично подходит инверторный источник питания.
Сварка в аргоне это совсем другое, ведь принцип работы полуавтомата заключается в том чтобы плавить стальную проволоку и заполнять ею швы. Чтобы не происходил процесс окисления, процедура проходит под действием углекислоты. Аргон применяется для защиты активных металлов от окисления.

Атмосфера из инертных газов не даст кислороду реагировать с поверхностью.

Основные виды защитных газовых сварочных смесей

— Аргон и углекислота

Такой состав наиболее эффективен во время сварки низкоуглеродистой стали. Добавление углекислоты позволяет проще осуществлять струйный перенос электрода, швы получаются более пластичными, а вероятность появления пор минимальна.

Аргон и углекислота

— Аргон и кислород Добавление в аргон незначительного (около 5%) количества кислорода дает возможность качественнее выполнять сварку легированной и низколегированной стали, благодаря меньшей пористости обрабатываемой поверхности.

Аргон и кислород

— Аргон и водород Используется для сварки никелевых сплавов и аутентичной нержавеющей стали способом ТИГ. Кроме того, может применяться в качестве формовочного газа.

Аргон и водород

— Аргон и гелий Такой состав позволяет осуществлять качественную сварку легких, медных и никелевых сплавов, хромоникелевой стали и алюминия методами МИГ и ТИГ.

— Аргон и активные газы Благодаря данному сочетанию достигается двукратная экономия. Применяется для ручной и автоматической МАГ сварки низколегированных, легированных и высоколегированных сталей.

Аргон и активные газы

— Универсальный защитный газ Это аргон высокой частоты, который имеет универсальное применение, но наиболее распространен при работе с алюминием и цветными металлами.

Разновидности

Рассмотрим виды газов, которые применяются при сварке полуавтоматом

Ацетилен это бесцветный газ, который легче воздуха. Он обладает особенным запахом. Один из широко распространенных газов, которые применяются в данной сфере, так как обладает самой высокой температурой горения и имеет повышенную полярность. Часто используется из-за высоких температурных показателей при резке металлических конструкций.

Водород — также бесцветный, не пахнущий газ, который относится к классу взрывоопасных веществ. При контакте с кислородом воздушная среда образует гремучую смесь. По технике безопасности водородные баллоны не должны находиться под давлением больше 15 мПА.

Коксовый газ не имеет цвета, но имеет специфический запах. Это отход, извлекаемый в процессе добычи кокса, который используется при сварке. Он выводится из каменного угля. Газ можно транспортировать при помощи трубопроводных магистралей.

Природные газы, такие как метан, бутан и пропан не имеют особых требований к хранению и транспортировке. Добыча газа чаще всего происходит прямо на месте зарождения.

Пиролизный газ добывается в процессе распада нефтепродуктов. Он способствует образованию коррозии горелки, из-за этого они быстро выходят из строя. Перед самим использованием пиролизный газ очищают. Использует такую субстанцию не только при сварке но и при резке металлов.

Непосредственно для сварки в стандартных условиях, то есть при подключении к сети 220 В, используется два вида газов — это Углерод и Аргон. Они оба подходят для сварки полуавтоматом. Иногда можно встретить комбинацию этих газов или особые газовые смеси которые отличаются по свойствам от их оригиналов.

Что лучше – углекислота или сварочная смесь?

Баллон с углекислотой для сварного аппарата

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

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

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

Расход в работе

Обычный 40-литровый баллон содержит в себе 24 кг углекислого газа. При испарении из него образуется 12000 дм. куб. Если учитывать данные, которые были выведены, можно узнать на сколько хватит баллона при непрерывном использовании.
Если при работе используется проволока, толщиной 1 мм и ток, напряжением в 100 А, то 40 литров газа хватит примерно на 24 часа. Из этого следует, что баллон, объемом 10 литров может обеспечить 6 часов беспрерывной работы. Если верить справочникам, на 1 кг расплавленного металла перепадает 1100 грамм углекислого газа и 1350 грамм сварочной проволоки. С помощью этих данных можно определить пропорцию соотношения углекислого газа и проволоки. На 1200 грамм проволоки расходуется примерно 1 кг углекислоты в жидком виде.

Итого, 24 кг углекислого газа хватит на 29 кг сваренного металла.

Исходя из статистики можно сказать, что в большинстве случаев эти данные соответствуют реальности.

Можно ли самостоятельно смешивать газы?

Технически это возможно, для этого необходимо установить расходомеры-ротаметры на баллонах и по ним отрегулировать редуктором для полуавтомата подачу каждого газа в соответствии с требуемой пропорцией. На каждый литр основного газа будет расходоваться пропорциональная доля дополнительного.

На практике состав получаемой смеси будет нестабильным ввиду недостаточной точности расходомеров и неравномерного снижения давления в разных баллонах по мере расходования газа. Кроме того, сварочный редуктор будет периодически влиять на состав смеси. Какой еще способ применяется?

Надежный метод получения защитного сварочного газа

При работе с ответственными соединениями лучше применять готовые сварочные смеси в баллонах. Они готовятся на заводе по производству промышленных газов в специальных смесителях и равномерно перемешиваются.

Заправка газовых баллонов для сварки на таких предприятиях проводится с точным контролем количества и состава смеси. В этом случае состав смеси точен по пропорциям и постоянен во времени, в отличие от метода смешивания газов на рабочем месте с помощью редуктора для сварочной смеси. Состав смесей нормируется соответствующим ГОСТ и стабилен от партии к партии.

Газовые смеси

Подробнее о смесях — у них есть определенный ряд преимуществ перед чистыми глазами а именно:

малое разбрызгивание металла;
хорошая глубина проплавки;
невысокая степень деформации;
уменьшенное потребление проволоки;
быстрая скорость сварки;
высокая эффективность с точки зрения КПД.

Какие бывают смеси?

Газовая смесь НП-1: состоит на 85% из гелия, на 13,5% из аргона, на 1,5% из двуокиси углерода. Обеспечивает ровный, гладкий шов, без оксидной плёнки. Хорошо взаимодействует с тонкими поверхностями, ведь не деформирует их.
Газовая смесь НП-2: состоит на 55% из гелия, на 43% из аргона, на 2% из двуокиси углерода. Обеспечивает низкий уровень шва и быструю скорость сварки. Варить можно материалы любой толщины в любом режиме (в том числе и в автоматическом).
Газовая смесь НП-3: состоит на 38% из гелия, на 60% из аргона, на 2% из двуокиси углерода. Обеспечивает стабильность дуге, низкую степень деформации и разбрызгивания металла. Подходит для сварки поверхностей, толще 9 мм.

В конечном итоге выбор смеси будет зависеть только от конкретного режим работы. Если сварка происходит в автоматических условиях, то лучше выбирать смесь НП-2 или чистый Аргон. Если сварка происходит вручную, то придется выбирать между НП-1 и НП-3. Далее всё зависит от толщины металла который будет свариваться.

Для промышленных предприятий и крупных партий сварок часто разрабатывается собственные смесь, которая удовлетворяет конкретно условиям изделия. Такие смеси на рынке чаще стоят намного дешевле обычных, но приобретать их можно только на свой страх и риск, потому что если она подошла для одной партии, она может не подойти для вашего изделия, а производителю нужно куда-то спихнуть остатки.

Читайте также: