Сварочная смесь или углекислота – выбираем защитный газ для сварки

Эффективность высокотемпературной обработки металлов повышают сварочные смеси защитных газов, используемых для создания защитного облака над расплавленным металлом. Специальные газосмеси использовать при сварке гораздо выгоднее, чем чистые газы. Разработано несколько стандартизированных составов, применяемых для углеродистых, низко- и высоколегированных сталей и цветных металлов.

Экспериментально доказано, что смеси повышают качество расплава, снижают количество металлических брызг, увеличивают производительность работы сварщика. Сварочные швы становятся пластичными, заметно стабилизируется горение дуги. Влияние вредных факторов снижается за счет уменьшения задымленности, улучшаются условия труда.

Свойства и назначение

Сварочная смесь, создающая защитное облако над ванной расплава способна оказывать на процесс сварки как положительное, так и отрицательное воздействие. Инертные газы ведут себя по-разному:

• Аргон за счет ионизации воздуха поддерживает дугу и обеспечивает качественный перенос металла. При работе с толстостенными заготовками, прокатом из металлов, имеющих высокую теплопроводность, аргон, характеризующийся слабой отдачей энергии, малоэффективен.
• Гелий с этой точки зрения предпочтительнее, но меньше влияет на стабильность горения дуги и не улучшает перенос металла присадки на поверхность заготовок.
• Углекислый газ обеспечивает хорошую защиту за счет высокой плотности, снижает разбрызгивание жидкого металла.

Каждый отдельный газ обладает уникальными свойствами, в смеси они нивелируют отрицательное воздействие отдельных компонентов, усиливают положительное влияние. Составы подбирались методом проб и ошибок с целью повышения качества швов и скорости сварки.

В смеси защитные газы намного эффективнее защищают ванну расплава, снижают вероятность образования дефектов.

Углекислота

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

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

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

Смеси газов

Для сварки используют 4 газообразных бесцветных вещества, вытесняющие из рабочей зоны:

• водород, способствующий охрупчиванию металлов;
• азот, образующий твердые шлаковые соединения;
• кислород, активно окисляющий металлы.

Вытеснение газовоздушных компонентов происходит за счет высокой плотности защитных газов, они формируют малоподвижное облако. У всех сварочных смесей газов удельный вес больше, чем у воздуха. Концентрация компонентов подбиралась экспериментальным путем, учитывалось влияние газов на режим сварки. Смеси на основе аргона значительно расширяют возможности сварки, повышают эффективность работы сварщиков. Минимизируют риски образования дефектов в сварочных швах.

Аргон и углекислый газ

Для сваривания цветных металлов, профиля и проката из высоколегированных сталей используется сварочная смесь аргона и углекислоты. Аргон снижает активность углекислоты, а CO2 увеличивает теплопередачу аргона. Сварка углеродистых и низколегированных сталей в защитном облаке Ar+CO2 намного эффективнее, чем в каждом отдельном газе. При концентрации углекислоты в пределах 20% толстостенные металлические конструкции провариваются даже при сильной загрязненности поверхности.

Аргон и кислород

Состав применяют для сваривания низколегированных и легированных никелем сталей. При небольшой концентрации кислорода удается избежать пористости швов, аргон препятствует образованию окислов. Комбинация Ar+O2 применяется с различными видами сварочной проволоки, расширяет возможности сварочного процесса за счет повышения энергии дуги, стабильного горения. Металл быстрее проваривается. Формируются ровные шовные валики при равномерном прогреве присадочного прутка. Прочность соединения увеличивается за счет расширения диффузионного слоя.

Аргон и гелий

Инертные газы сочетают в разных пропорциях. Самые распространенные составы 7:3 и 1:1. Композиция Ar+He используется при работе с различными металлами:

• чугуном различной плотности;
• с низколегированными и легированными сталями с высоким содержанием никеля и хрома;
• цветными сплавами на основе меди, алюминия;
• тугоплавкими заготовками.

Основные отличия

Основные отличия углекислоты и сварочных смесей заключаются в следующем:

1. углекислота может использоваться только для сварки определенных видов металлов – углеродистых и низколегированных, сварочные смеси же имеют более широкую область применения – с их помощью можно сваривать детали из цветных металлов и различных сплавов;
2. углекислый газ однороден, а сварочные смеси состоят из разных газов, которые нужно смешивать с помощью специального оборудования в строго установленных пропорциях;
3. производительность сварки в среде сварочных смесей почти вдвое выше, чем производительность сварки в среде углекислого газа.

Что лучше: сварочная смесь или углекислота?

Чем лучше варить, специалисты решают самостоятельно, учитывая прочность соединений, затраты на расходные материалы. Для изоляции расплава, образуемого в процессе сварки, можно использовать инертные газы аргон и гелий, углекислоту или сварочную смесь. С введением инертных газов, которые не взаимодействуют с расплавом, в активные, снижается способность углерода растворяться в жидком металле. СО2 – активный газ, при использовании в чистом виде он насыщает стали и цветные металлы.

Преимущества применения газосмеси:

• облегчается струйный перенос электродной наплавки;
• швы получаются более пластичные;
• снижается риск образования пористости;
• ускоряется процесс расплавления металла;
• увеличивается прочность соединений;
• меньше дымление, выделяемые вещества удерживаются в зоне расплава;
• при неравномерной подаче присадочной проволоки сохраняется ритмичность работы;
• из-за минимизации разбрызгивания снижается расход электродов и проволоки.

Достоинства сварки в атмосфере углекислого газа:

• низкая стоимость;
• возможность варить в любом пространственном положении;
• хорошая проварка стыков.

Производительность сварочных работ при использовании специальных смесей, защищающих ванну расплава от окисления, повышается на 50%, при этом потребление электроэнергии не увеличивается.

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.

Ацетилен

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

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

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.

Полезная статья – 9 основных видов сварочных аппаратов применяемых повсеместно

Пиролизный

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.

Подбор сварочной смеси для полуавтомата

Присадочная проволока выпускается без защитного покрытия, в полуавтоматах предусмотрена подача защитных газов. Их смешивают с расчетом, чтобы создавалась нужная температура горения, при которой металлические заготовки и проволока не слишком быстро расплавлялись. При рациональном подборе газосмеси для полуавтоматической сварки упрощается процесс формирования швов.

Таблица выбора газосмеси для различных сплавов:

При использовании вольфрамового электрода и проволочной присадки применяют составы из двух инертных газов:

• НН-1 (полное название Helishield-Н3), в этой смеси концентрация гелия в пределах 30%, аргона не более 70%. газосмесь обеспечивает более эффективный нагрев, увеличивается скорость плавления металла, формируется ровная поверхность шва.
• НН-2 (международная маркировка Helishield-H5) – это в равных пропорциях смешанные два инертных газа: аргон и гелий. Универсальная смесь применяется для соединения черных и цветных заготовок практически любой толщины.

Компонентный и количественный состав оказывает влияние практически на все параметры и режим сварки металлов.

Чем похожи материалы

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

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

Применение смесей

Бескислородные смеси выбирают при скоростной проходке и сварке цветных металлов. Они дают великолепные чистые швы с гладким профилем, окисление поверхности незначительное, обеспечивают низкий уровень армирования и обеспечивает высокую скорость проходки. Придают стабильность электрической дуге при соединении материалов толще 9 мм, снижают вероятность появления дефектов шва.

При подаче газовой смеси полуавтоматом снижается скорость подачи проволоки, быстрее нагревается горелка. Приходится корректировать режим работы, подбирать массивные головки. Для качественной работы со смесями необходимы профессиональные навыки.

При выборе готовых сварочных газовых смесей с кислородом учитывают особенности составов. К-2 считается идеальным для черных и низколегированных сталей. Другие разрабатывались для металла различной толщины, глубокого провара и сварки тонкостенного листа, профиля без деформации. Кислородосодержащие составы применяются для коротких и длинных швов, реставрационной наплавки изношенных деталей. Могут использоваться повсеместно: для роботов-автоматов, ручной, полуавтоматической сварки во всех пространственных положениях. Выбирают специальные составы для профилированного проката из сортовых сталей, для наплавки.

Для работы со сварочными смесями нужны профессиональные навыки

При ручной сварке важно соблюдать расстояние от заготовок до сопла. Необходимо постоянно поддерживать расстояние в пределах 15–20 мм от стыка, чтобы не допустить непроваров. Горелка размещается под прямым углом. Следует учитывать, что кислородные смеси увеличивают текучесть расплавленного металла, при работе в потолочном и вертикальном положении возможны проблемы.

Что такое TIG-сварка

Это сварочные работы неплавящимся электродом в облаке газа. Для создания зоны общего или местного нагрева используется графитовый или вольфрамовый электрод. Температура плавления стержней значительно выше, нежели обрабатываемого материала. Защиту от кислорода воздуха обеспечивают инертные или активные газы.

Преимущества

Распространению способа способствовал ряд неоспоримых возможностей:

• соединение между собой разнородных металлов;
• надежная защита сварной ванны от внешней среды;
• стабильность показателей электродуги;
• высокое качество шва;
• возможность надежно сваривать лист металла толщиной до 0,8 мм (автомобильный);
• снижение местного нагрева и разрушения кристаллической решетки соединяемого металла.

Самостоятельное смешивание газов

Теоретически смесь можно приготовить непосредственно на рабочем месте, на сварочных участках предусмотрены специальные посты с установкой ротаметров – аппаратов, контролирующих расход компонентов за единицу времени из каждого баллона. По показателям ротаметров с помощью редукторов регулируют состав газовой смеси, подаваемой к рабочим местам сварщиков.

При работе с несколькими баллонами одновременно состав сварочной смеси не будет идеальным. Делая газосмеси самостоятельно невозможно добиться точного процентного содержания компонентов до десятых. Обязательно увеличится расход газов и, соответственно, присадки.

Защитный сварочный газ – оптимальная смесь, используемая при термической обработке металлов. Готовые составы заказывают у специализированных поставщиков или непосредственно на заводах-изготовителях.

Таблица достоинств и недостатков

Наименование

Достоинства

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

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

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

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

+ стабильность процесса даже при неравномерной подаче присадочной проволоки.

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

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

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

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

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

+ низкая стоимость способа сварки и самой углекислоты;

+ безопасность в работе;

+ возможность сварки металлов с разными характеристиками;

+ несложность и доступность оборудования для сварки;

+ высокое качество получаемых швов;

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

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

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

Смысл замены аргона на газовую смесь ?

• Авторизуйтесь для ответа в теме

#1 Сергей new

Я начинающий сварщик — пенсионер, поэтому заранее извиняюсь, может мой вопрос и глуп.

В чём заключается смысл замены аргона на газовую смесь ? Только в удешевлении ? Или влияет на качество сварки?

У нас в городе 40 литровый баллон заправляют аргоном за 800 рублей, а смесью 82% аргона и 18% углекислоты за 750 рублей. 50 рублей погоды не делают в бытовых целях, поэтому наверное есть смысл варить в чистом аргоне. Я прав?

• Наверх
• Вставить ник

#2 Симфер

• Участник
• Cообщений: 762
• Город: Симферополь

смысл замены аргона на газовую смесь

• Наверх
• Вставить ник

#3 supoplex

а я чего, я ничего, просто мимо проходил.

• Город: Пярну, Эстония.

Симфер, С чистым аргоном на П/А алюмишку варят. А нержавейку уже не варят.

Сергей new, Может быть вы имели ввиду замену углекислого газа на выше указанную смесь?

• Наверх
• Вставить ник

#4 Сергей new

Симфер, С чистым аргоном на П/А алюмишку варят. А нержавейку уже не варят.

Сергей new, Может быть вы имели ввиду замену углекислого газа на выше указанную смесь?

Мне пока бы сделать выбор, какой газ приобрести, чтобы в конечном итоге научиться варить свою машину. Я так понимаю: простая сталь(пусть и американский форд) может вариться и в углекислоте, но хотелось бы научиться сразу (пусть за пару месяцев или полгода) качественной сварке,, и в смеси газов и в аргоне. Смысл моего вопроса состоит именно в том, что разница в цене аргона и смеси незначительная, так стоит ли экономить эти 50 рублей? Будет ли лучше качество сварки в аргоне по сравнению со сваркой в смеси газов? Ну а углекислоту я в принципе не рассматриваю.

• Наверх
• Вставить ник