сварка в среде инертных газов что это
Инертные и активные защитные газы, их смеси
Инертные
Не вступают в химическое взаимодействие с металлами и практически не растворяются в металлах
В газе высшего сорта содержится 99,993 % аргона, не более 0,006 % азота и не более 0,0007 % кислорода. Рекомендуется для сварки ответственных металлоконструкций из активных и редких металлов и сплавов, цветных металлов.
В газе первого сорта содержится 99,98 % аргона, до 0,01 % азота и не более 0,002 % кислорода. Рекомендуется для сварки стали и чистого алюминия.
Гелий применяют при сварке химически чистых и активных материалов, а также сплавов на основе алюминия и магния.
Активные
Защищают зону сварки от воздуха, но сами растворяются в жидком металле либо вступают с ним в химическое взаимодействие
В углекислом газе сваривают чугун, низко- и среднеуглеродистые, низколегированные конструкционные коррозионностойкие стали.
Газовые смеси
Служат для улучшения процесса сварки и качества сварного шва
Смесь аргона и гелия. Оптимальный состав: 50% + 50% или 40% аргона и 60% гелия. Пригоден для сварки алюминиевых и титановых сплавов.
Смесь аргона и кислорода при содержании кислорода 1-5% стабилизирует процесс сварки, увеличивает жидко текучесть сварочной ванны, перенос электродного металла становится мелкокапельным. Смесь рекомендуется для сварки углеродистых и нержавеющих сталей.
Смесь углекислого газа и кислорода. Оптимальный состав: 60-80% углекислого газа и 20-40% кислорода. Повышает окислительные свойства защитной среды и температуру жидкого металла. При этой смеси используют электродные проволоки с повышенным содержанием раскислителей, например Св-08Г2СЦ. Шов формируется несколько лучше, чем при сварке в чистом углекислом газе. Смесь применяют для сварки углеродистых, легированных и некоторых высоколегированных конструкционных сталей.
Аргон как защитный сварочный газ
Область применения
Свойства инертных газов делают их очень востребованными в сварочной сфере. Основными местами применения являются газовая и газово-дуговая сварка. Они выполняют роль защитной среды, которая отгораживает сварочную ванну с расплавленным металлом от негативного воздействия различных факторов, в том числе и воздушной среды. Как правило, они применяются вместе с техническим кислородом, так как он повышает температуру их горения. При использовании инертных газов швы получаются более надежными и качественными, так как снижается вероятность возникновения брака во время работы.
Вещества используются на строительных площадках при соединении металлоконструкций, в особенности, несущих частей. Ими удобнее работать с тонкими деталями, трубами и прочими объектами, которые сложно поддаются электрической сварке. В ремонтных мастерских по восстановлению автомобилей и прочей сложной техники именно сварка инертными газами является основным методом соединения деталей, так как она обладает деликатным отношением к материалу. В коммунальной сфере, где речь идет о ремонте труб и прочих вещей эти разновидности также используются. При производстве металлических изделий самого различного типа, особенно из цветных сложно свариваемых металлов, инертный газ благородный выступает основным сырьем для работы.
Газы, применяемые при электрической сварке плавлением
Для защиты дуги при электрической сварке плавлением применяют такие газы как аргон, гелий, углекислый газ, азот, водород, кислород и их смеси. Аргон и гелий являются одноатомными инертными газами. Они бесцветны, не имеют запаха. Аргон тяжелее воздуха, что обеспечивает хорошую защиту сварочной ванны. Аргон, предназначенный для сварки, регламентируется ГОСТ 10157-79 и поставляется двух сортов в зависимости от процентного содержания аргона и его назначения. Аргон высшего качества предназначен для сварки ответственных изделий из цветных металлов. Аргон первого сорта предназначен для сварки сталей. Смеси аргона с другими газами в определенных отношениях поставляют по особым ТУ (техническим условиям). Гелий значительно легче воздуха. ГОСТ 20461-75 предусматривает два сорта газообразного гелия: гелий высокой чистоты и гелий технический. Углекислый газ в нормальных условиях представляет собой бесцветный газ с едва ощутимым запахом. Углекислый газ, предназначенный для сварки, должен соответствовать ГОСТ 8050-85, в зависимости от содержания он выпускается трех марок: сварочный, пищевой и технический. Летом в стандартные баллоны емкостью 40 дм3 (литров) заливается 25 дм3 (литров) углекислоты, при испарении которой образуется 12600 дм3 газа. Зимой заливается 30 дм3 (литров) углекислоты, при испарении которой образуется 15120 дм3 газа. Сварочную углекислоту не разрешается заливать в баллоны из-под пищевой и технической углекислоты. Водород в чистом виде представляет собой газ в 14, 5 раза легче воздуха, не имеет запаха и цвета. ГОСТ 3022-80 предусматривает три марки технического водорода. Водород применяет только в смесях. Кислород применяется как добавка к аргону или углекислому газу. ГОСТ 5583-78 предусматривает три сорта кислорода 1, 2-й и 3-ий. В последние годы все большее применение находят смеси таких газов, как С02 (углекислый газ), Аг (аргон), 02 (кислород). При сварке в газовых смесях для точной дозировки газов применяют смесители. В настоящее время применяют смесители: УКП-1-71 для смеси (С02 + 02); АКУП-1 для смеси (Аг + С02 + 02); УКР-1-72 для смеси (С02 + 02). Перед смесителем устанавливают осушители для отделения паров или конденсата влаги. Контрольные вопросы. Какие газы применяют для защиты дуги в процессе сварки? Дайте краткую характеристику защитных газов: аргона, углекислого газа, кислорода. Какие смеси защитных газов применяют при сварочных работах?
Преимущества
Разобравшись, что значит инертный газ, стоит понять, почему именно он так популярен в данной области. Это обусловлено рядом преимуществ, которые основаны на его свойствах. Естественно, что у каждого из них могут быть свои особенности, но в целом можно выделить следующие положительные моменты:
Недостатки
Тем не менее, хоть для этой области газы и являются одним из наиболее качественных решений, их использование имеет определенные недостатки, среди которых основными являются следующие:
Виды инертных газов
Аргон – не ядовитый, не имеет запаха и цвета. Он тяжелее воздуха почти в 1,5 раза. Газ не растворяется в металлах, как в твердом, так и в жидком состоянии. Для промышленности выпускается в виде высшего и первого сорта. Высший сорт содержит 99,993% чистого вещества и применяется при сваривании ответственных соединений. Первый сорт содержит 99,98% чистого вещества. В качестве добавок имеется азот и кислород. Хорошо подходит для сварки алюминия.
Гелий – не ядовитый, не имеет запаха и цвета. Он легче воздуха. Вещество выпускают по ГОСТ 20461-75. Это может быть технический газ чистотой 99,8% и сорт высшей чистоты 99,985%. В сварке используется не так часто, как аргон, так как он более дорогой и дефицитный. Он почти в 2 раза эффективнее, так как дуга выделяет с ним больше энергии и обеспечивается лучшая защита и более глубокая проварка. Основной сферой использования является сварка активных и химически чистых материалов на основе магния и алюминия.
Азот – не ядовитый, не имеет запаха и цвета. Применяется для сварки меди и сплавов из этого металла. Выпускается по ГОСТ 9293-74 и согласно данному стандарту выделяют 4 основных сорта. В высшем содержится 99,9% чистого материала, в первом – 99,5%, во втором – 99%, и в третьем – 97%.
Инструкция по применению
При использовании инертных газов они в первую очередь пускаются в горелку, чтобы проверить ее работоспособность. Только после этого можно добавлять кислород. Пламя может использоваться для предварительного подогрева и постепенного остывания, а не только для сварки. При начале сваривания нужно выставить параметры соотношения газов и их подачу в нужный режим.
Перед началом работ всегда нужно проверять все шланги на целостность, чтобы газ не выходил из них.»
Меры безопасности
Хранение и транспортировка
Транспортировка должна проводиться на транспортном средстве с рессорами. Баллоны должны быть закреплены, чтобы исключить их удары друг о друга и падения. Хранение должно проводиться в проветриваемом помещении.
Назначения
Основная функция защитных газов при реализации сварочных работ — создание вокруг сварочной ванны надежного барьера от негативных атмосферных воздействий. В основном для этих целей используют активные или инертные газы. Также большое распространение получили их смеси. Преимуществом инертных газов является то, что они не вступают в химические реакции с металлами и не проникают в них.
Как правили, защитные газы включают в технологический процесс при сварке титана, алюминия и других активных металлов. Это позволяет на порядок повысить качество готовых швов, расширяет диапазон и количество рабочих режимов, увеличивает перечень соединяемых металлов.
Защитные газы
Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек — в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.
Сварочные экраны и защитные шторки — в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор. Доставка по всей России!
предназначены для защиты дуги и сварочной ванны от вредного воздействия окружающей среды и делятся на химически инертные и активные.
называют газы, которые химически не взаимодействуют с нагретым металлом и не растворяются в нем. При их использовании сварку можно выполнять как плавящимся, так и неплавящимся электродом.
К инертным газам относятся аргон (Аr), гелий (Не) и их смеси. Они служат для сварки алюминия, магния, титана и их сплавов, склонных при нагреве к энергичному взаимодействию с кислородом, азотом и водородом. Инертные газы обеспечивают защиту дуги и свариваемого металла, не оказывая на него металлургического воздействия.
называют газы, вступающие в химическое взаимодействие со свариваемым металлом и растворяющиеся в нем. По свойствам различают три группы активных газов: с восстановительными свойствами (водород, оксид углерода); с окислительными свойствами (углекислый газ, водяные пары); выборочной активности (азот активен к черным металлам, алюминию, но инертен к меди и медным сплавам). Основным активным защитным газом является углекислый газ.
Рекомендации по выбору защитных газов даны в табл. 4.19. Ниже указана стоимость 1 м3 защитных газов по отношению к азоту.
Азот ……………………1 Гелий ……………………..100 Аргон………………………28,6 Углекислый газ………………0,64 Водород…………………….2,6 Кислород……………………2,1
При расчете затрат следует иметь в виду, что гелий имеет более низкую плотность, в результате чего при сварке его расход выше по сравнению с аргоном.
4.19. Защитные газы, рекомендуемые для дуговой сварки различных металлов
Смеси газов в ряде случаев обладают лучшими технологическими свойствами, чем отдельные газы. Для уменьшения разбрызгивания металла и улучшения условий формирования шва при сварке применяют смесь, состоящую из 95…98 % СO2 и 5…2 % O2. Она способстувет мелкокапельному переносу металла и снижению потерь последнего на разбрызгивание на 30…40 %.
При сварке сталей по узкому зазору целесообразно применение особых смесей (75 % Аr + 25 % СO2). В результате использования смеси из 70 % Не и 30 % Аr увеличивается производительность сварки алюминия, улучшается формирование шва и обеспечивается возможность сваривать за один проход металл большей толщины.
Защитные газы хранят и транспортируют в баллонах вместимостью 40…50 л под давлением 150 атм, а жидкую углекислоту — под давлением до 60 атм. Для предохранения от коррозии и быстрого опознавания баллоны окрашивают в разные цвета и выполняют соответствующие надписи (табл. 4.20). В использованных баллонах необходимо оставлять сжатый газ под давлением не менее 0,2…0,3 МПа (2…3 атм).
4.20. Окраска и маркировка баллонов с газом
Что такое инертный газ и где его используют
Инертные газы являются своеобразной защитной оболочкой при сваривании. Во время сварочного процесса производится плавка металла. Если в этот момент вмешиваются другие газы, то сваривание уже не получится прочным и металл может стать слабее. Поэтому существуют газы, которыми можно ускорять сварочный процесс, например Гелий.
Гелий является инертным газом, не имеющим цвета, вкуса и запаха. Гелий намного легче воздуха. В Космосе Гелия предостаточно и он составляет около 20% космической массы. На Земле Гелия намного меньше. Он содержится в земной коре и образуется в результате распада радиоактивных элементов.
Гелий производят с помощью метода фракционной конденсации из природных газов, которые образуются при распаде пород, которые содержат в своем составе уран.
Гелия является газом, который не горит, не токсичен и не взрывоопасен. Однако если его концентрация превышена, вдыхая такой воздух, может возникнуть состояние недостатка кислорода, вследствие чего может возникнуть удушье. Жидкий Гелий является бесцветной низкокипящей жидкостью, которая способна вызвать обморожение или поразить слизистую оболочку глаз.
Помещения, в которых хранится Гелий, должна хорошо проветриваться, чтобы находящиеся в нем люди не могли получить от него вред. Баллоны с Гелием нельзя чрезмерно нагревать. Вентили самих баллонов нужно открывать постепенно. Как маркируются баллоны с гелием вы можете посмотреть из статьи «Что нужно чтобы варить аргоном»
Также при работе с этим газом нужно использовать защитные средства для всего тела, например перчатки, защитную обувь, очки для защиты глаз. Баллоны с Гелием должны соответствовать государственным стандартам и окрашены в коричневый цвет. На каждом из них должна иметься надпись белыми буквами «Гелий».
Гелий используется при сварке нержавеющих видов стали, а также цветных металлов и химически активных материалов. Он имеет способность обеспечивать повышенное проплавление, благодаря чему его используют для сваривания металла большой толщины. Также он применяется для получения специальной формы сварочного шва. Ввиду того что он имеет не совсем низкую цену и повышенный расход, некоторые сварщики предпочитают работать с аргоном.
Также гелий применяется при лазерной сварке. Он подается в смеси с другими газами, чтобы создавать рабочую среду в газовых лазерах. Смесь газов подается в зону лазерной сварки в качестве плазмоподавляющего газа. При плазменной сварке его обычно используют как добавку в плазмообразующий газ – аргон.
Из этой статьи можно увидеть, что использовать такой инертный газ как Гелий не очень выгодно, однако его все-таки используют многие сварщики для проведения сварочных работ нержавеющих сталей, цветных и других металлов, которые нуждаются в качественной проплавке и скреплению между собой.
Обучение аргонодуговой сварке Что можно варить электросваркой
Сварка в защитных газах
Из этого материала вы узнаете:
Сварка в защитных газах – одна из по-настоящему эффективных технологий обработки металлов. А все потому, что в ходе работы не поступает воздух к точке сваривания, который отрицательно сказывается на дальнейшей прочности заготовки. И это не все плюсы данного способа.
Ниже в статье вас ждет подробное описание самой процедуры, список применяемых защитных газов, практическое руководство по сварке своими руками, включая тонкости техники безопасности. С этой информацией вы станете более профессиональным и продуктивным специалистом.
Суть технологии сварки в защитных газах
Сварка в среде защитных газов (как автоматическая, так и полуавтоматическая) возникла относительно недавно, и в течение последних 25–30 лет происходило ее стремительное развитие. Многие ошибочно полагают, что этот метод используется только для сваривания тонколистовых конструкций из низкоуглеродистых сталей.
Но на практике посредством такой сварки соединяют и металлические изделия толщиной до 25–30 мм. И самое ценное то, что рабочий процесс можно выполнять в любом пространственном положении.
Дуговая сварка в защитном газе применяется для соединения сложных конструкций с высокими требованиями к выносливости и прочности: в промышленности, для соединения деталей автомобилей, всевозможных трубопроводов и т. д. Она используется для сварки цветных и черных металлов и сплавов на их основе. Наиболее часто применяется для сварки нержавеющей стали, титана, циркония, магния, алюминия и их сплавов. Для каждого металла и сплава используется определенная газовая смесь.
Преимущества и недостатки сварки в защитных газах
Благодаря широкому выбору используемых материалов такая технология стала очень востребована в разных сферах промышленности. Ее основными преимуществами являются:
К недостаткам метода можно отнести:
Виды защитных газов для сварки
Такая технология позволяет выполнять сварные швы как с помощью неплавящихся (чаще всего вольфрамовых), так и плавящихся электродов. При первом варианте сварной шов достигается в результате расплавления кромок детали и при подаче в зону дуги присадочной проволоки. Металл шва появляется в результате расплавления плавящегося электрода при сварке в защитных газах. Существуют три группы защитных газов:
Выбор необходимого типа защитного газа зависит от химического состава свариваемых металлов, технических требований к сварному соединению, необходимых экономических показателей процесса и других подобных факторов.
Необходимое оборудование для сварки в защитных газах
Что касается аппаратуры, то следует отметить, что для сварки в защитных газах в большинстве случаев используются сварочные полуавтоматы. В них скорость подачи присадочной проволоки и параметры дуги определяются благодаря автоматическим элементам. Исполнителю остается только следить за скоростью и передвижением сварочных головок (горелок).
Наиболее предпочтительными для сварки в защитных газах являются комплексы MIG/MAG.
Важную роль при использовании саморегулирующихся сварочных систем играют источники питания. Они должны обладать жесткой электрической характеристикой с пологим падением тока. Форма сварочной горелки может быть как прямой, так и изогнутой. В зависимости от метода можно применять водяное или воздушное охлаждение. Изогнутая форма сопла облегчит проведение сварочных работ в труднодоступных местах.
Режимы сварки в защитных газах
Для операций такого типа чаще всего пользуются полуавтоматическими инверторными агрегатами. Они позволяют выполнить настройку подаваемого напряжения и электричества. Помимо этого, такие агрегаты выполняют функцию базовых источников питания, а их опции и мощность регулировки могут варьироваться в зависимости от используемой модели. При стандартных видах работ (когда не нужно обрабатывать толстостенные сплавы) подойдет обычная аппаратура.
Основные отличия автоматизированной дуговой сварки в защитных газах преимущественно заключаются в следующих параметрах: толщина металла, диаметр проволоки, сила электрического тока, подаваемое напряжение, скорость подачи контакта и расход газа. Их можно отобразить следующим образом:
Такие параметры считаются стандартными и предназначаются для процессов с применением углекислоты.
Электроды для сварки в защитных газах
Сварка производится как неплавящимися, так и плавящимися электродами. Неплавящиеся электроды (графитовые, угольные или вольфрамовые) необходимы только для возбуждения и поддержания горения дуги. Чтобы заполнить разделку свариваемых кромок в зоне дуги, необходимо ввести присадочный металл в виде проволоки или прутков. При этом графитовые или угольные электроды используют чаще всего только при работе с легированными сталями, потому что они не смогут обеспечить устойчивое горение дуги, в результате чего сварной шов будет пористый и иметь темный налет.
В основе плавящегося электрода используется сварочная проволока из металла, который по химическому составу близок к свариваемому металлу.
При полуавтоматической сварке в защитных газах используют неплавящиеся электроды и специальные инверторные шланговые сварочные полуавтоматы. Суть выполнения таких работ заключается в передвижении сварочной головки вдоль линии сварного шва одновременно при опоре на присадочную проволоку, имеющую сечение 1-2 мм.
При автоматической сварке в защитных газах могут использоваться как плавящиеся, так и неплавящиеся электроды. Работы такого типа производятся на специальных автоматах с закрепленной головкой на вращающейся консоли. Тем самым появляется возможность одновременной обработки сразу на нескольких рабочих участках.
Руководство по сварке в защитных газах
Главным отличием от других методов сварки является то, что нахождение дуги происходит в струе защитного газа, вытесняющего окружающую среду. За счет этого исключается взаимодействие расплавленного металла с кислородом и азотом.
1. Подготовка и соединение кромок
Несмотря на ряд достоинств метода, перед началом сварки в среде защитных газов необходимо выполнить подготовку соединяемых деталей.
Во избежание брака, следует последовательно выполнить ряд таких действий:
Методы подготовки кромок под сварку (механические, газовые и т. д.) ничем не отличаются от других видов сварок. Конфигурация кромочных разделок и их геометрические параметры должны быть выполнены в соответствии с техническими требованиями изделия или по ГОСТ 14771-76.
При автоматической или полуавтоматической сварке в защитных газах плавящимся электродом при толщине металла не более 8 мм можно выполнить полностью проваренный шов, даже не используя разделку кромок и не делая зазор между ними. При разделке кромок и зазоре полный провар можно получить при толщине стенки металла до 11 мм. При автоматическом виде сварки производительность изготовления стыковых соединений можно значительно увеличить, используя разделку без скоса кромок.
Для сварки металлических заготовок толщиной до 40 мм необходимо оставить зазор в нижней части стыка между кромками до 10 мм. Чтобы удерживать постоянное значение зазора в зоне сварки, нарушаемое по причине поперечной усадки, в каждом проходе сварки необходимо применить шарнирное закрепление деталей с таким углом раскрытия кромок, который будет соответствовать толщине обрабатываемого металла.
При многослойном выполнении сварки сталей с применением углекислого газа перед выполнением каждого последующего слоя необходимо всю поверхность наложенного слоя тщательно зачистить от шлака и брызг. Чтобы свести к минимуму появление металлических брызг, на поверхность детали из углеродистой стали можно нанести слой с помощью специального аэрозольного препарата типа «Дуга».
Проводить сварку можно даже при непросохшем препарате. Сборка деталей осуществляется при помощи прихваток, скоб, клиньев или струбцин. При сварке в защитных газах делать прихватки лучше всего таким же методом, которым будет выполняться сварка. Перед сваркой прихватки следует осмотреть, а при сваривании переварить.
2. Подбор проволоки и техника ее подачи.
Наиболее значимой характеристикой, на которую следует обращать особое внимание, является прочность металла шва. Здесь подразумевается высококачественное выполнение спайки, отсутствие трещин и пор. Добиться этого можно при помощи добавления следующих химических добавок:
Все эти элементы останавливают соединение углерода и кислорода и препятствуют образованию СО (угарного газа). В итоге остается только шлак, который является абсолютно безвредным.
Добавление таких элементов, как Mn и Si, положительно скажется на форме шва и текучести ванны. Оставшиеся элементы увеличат ее вязкость. Такая проволока хорошо подойдет для сваривания труб.
В маркировку электрода включаются следующие параметры:
Способ подачи электрода будет зависеть от аппарата. При ручном методе сварки в среде защитных газов все операции осуществляются непосредственно специалистом.
При полуавтоматической сварке предполагается автоматическая подача проволоки.
3. Расчет расхода газа.
Посчитать расход газовой смеси за время сварки можно несколькими способами. Необходимо определить тип производства – единичное или массовое. При мелкосерийном изготовлении для определения затрат на газ деталей применяется следующая формула:
N = P × R, где P – расход проволоки в килограммах, а R – коэффициент затрат газа на 1 кг электродов. Значение последнего параметра рекомендуется выбирать из диапазона от 1,15 до 1,3.
Техника безопасности при сварке в защитных газах
Не забывайте, что защитные газы используются только для защиты металла от порчи, но не являются безопасными для самого сварщика. Существует ряд важных правил, которые следует выполнять при выполнении сварки в среде защитных газов:
Обобщенно можно сказать, что любые виды сварочных работ обладают повышенной степенью опасности, поэтому каждому работнику необходимо в первую очередь самому заботиться о защите органов дыхания, зрения и кожи. Даже непродолжительный процесс сварки в личном гараже нельзя производить без маски, термоустойчивых перчаток и респиратора. Только при наличии такой защиты будет уверенность, что выполнение качественной сварки не нанесет вреда вашему здоровью.
Почему следует обращаться именно к нам
Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.
Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:
При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.
Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.
Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.
Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.
Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.