Материалы, применяемые при газовой сварке

Газы для сварки

Кислород при атмосферном давлении и обычной температуре газ без цвета и запаха, несколько тяжелее воздуха. При атмосферном давлении и температуре 20 гр. масса 1 м3 кислород равен 1.33 кг. Сгорание горючих газов и паров горючих жидкостей в чистом виде кислороде происходит очень энергично с большой скоростью, а возникновение в зоне горения возникает высокая температура.

Для получения сварочного пламени с высокой температурой, необходимо для быстрого расплавления металла в месте сварки, горючий газ или пары горючей жидкости сжигают в смеси с чистым кислородом.

При возникновении сжатого газообразного кислорода с маслом или жирами последние могут самовоспламеняться, что может быть причиной пожара. Поэтому при обращении с кислородными баллонами и аппаратурой необходима тщательно следить за тем,чтобы на них не падали даже незначительные следы масла и жиров. Смесь кислорода с горючих жидкостей при определенных соотношениях кислорода и горючего вещества взрывается.

Технический кислород добывают из атмосферного воздуха который подвергают обработке в воздух разделительных установках, где он очищается от углекислоты и осушается от влаги.

Жидкий кислород хранят и перевозят в специальных сосудах с хорошей теплоизоляцией. Для сварки выпускают технический кислород трех сортов:

высшего, чистотой не ниже 99.5%

1-ого сорта чистотой 99.2%

2-ого сорта чистотой 98.5% по объему.

Остаток 0.5-0.1% составляет азот и аргон

Ацетилен

В качестве горючего газа для газовой сварки получил распространение ацетилен соединение кислорода с водородом. При нормальной температуре и давлением ацетилен находится в газообразном состоянии.

Ацетилен бесцветный газ. В нем присутствуют примеси сероводорода и аммиак.

Ацетилен есть взрывоопасный газ. Чистый ацетилен способен взрываться при избыточном давлении свыше 1.5 кгс/см2, при быстром нагревании до 450-500 С. Смесь ацетилена с воздухом взрываться при атмосферном давлении, если в смеси содержится от 2.2до 93% ацетилена по объему. Ацетилен для промышленных целей получают разложением жидких горючих действием электродугового разряда, а так же разложением карбида кальция водой.

Газы заменители ацетилена

При сварке металлов можно применять другие газы и пары жидкостей. Для эффективного нагрева и расплавления металла при сварке необходимо чтобы to пламени была примерно в два раза превышала to плавления свариваемого металла.

Для сгорания горючих различных газов требуется различное кол-во кислорода подаваемого в горелку.

Газы заменители ацетилена применяют во многих отраслях промышленности. Поэтому их производство и добыча в больших масштабах и они являются очень дешевыми, в этом их основное преимущество перед ацетиленом.

Вследствие более низкой to пламени этих газов применение их ограничено некоторыми процессами нагрева и плавления металлов.

При сварке же стали с пропаном или метаном приходится применять сварочную проволоку содержащею повышенное количество кремния и марганца, используемых в качестве раскислителей, а при сварке чугуна и цветных металлов использовать флюсы.

Газы– заменители с низкой теплопроводной способностью не экономично транспортировать в баллонах. Это ограничивает их применение для газопламенной обработки.

Горючие газы для сварки и резки

Горючие газы	Температура пламени при сгорании в кислороде, 0С	Коэффициент замены ацетилена
Ацетилен	3150	1,05
Водород	2400-2600	5,2
Метан	2400-2500	1,6
Пропан	2700-2800	0,6
Пары керосина	2400-2450	1-1,3

Сварочные проволоки и флюсы

В большинстве случаев при газовой сварке применяют присадочную проволоку близкую по своему хим. составу к свариваемому металлу.

Нельзя применят для сварки случайную проволоку неизвестной марки.

Поверхность проволоки должна быть гладкой и чистой без следов окалины, ржавчины, масла,краски и прочих загрязнений. Температура плавления проволоки должна быть равна или несколько ниже температуры плавления металла.

Проволока должна плавится спокойно и равномерно, без сильного разбрызгивания и вскипания,образуя при застывании плотный однородный металл без посторонних включений и прочих дефектов.

Для газовой сварки цветных металлов (меди, латуни, свинца), а так же нержавеющей стали в тех случаях, когда нет подходящей проволоки, применяют в виде исключения полоски нарезанный из листов той же марки, что и сваривает металл.

Флюсы

Медь, алюминий, магний и их сплавы при нагревании в процессе сварки энергично вступают в реакцию с кислородом воздуха или сварочного пламени (при сварке окислительным пламенем), образуя окислы, которые имеют более высокую toплавления, чем металл. Окислы покрывают капли расплавленного металла тонкой пленкой и этим сильно затрудняют плавление частиц металла при сварке.

Для защиты расплавленного металла от окисления и удаления образующихся окислов применяют сварочные порошки или пасты, называемые флюсами. Флюсы, предварительно нанесенные на присадочную проволоку или пруток и кромки свариваемого металла, при нагревании расплавляются и образуют легкоплавкие шлаки, всплывающие на поверхность жидкого металла. Пленка шлаков покрывает поверхность расплавленного металла, защищая его от окисления.

Состав флюсов выбирают в зависимости от вида и свойств свариваемого металла.

В качестве флюсов применяют прокаленную буру, борную кислоту. Применение флюсов необходимо при сварке чугуна и некоторых специальных легированных сталей, меди ее сплавов. При сварке углеродистых сталей не применяют.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Какие газы используются при газовой сварке

Газовая сварка: какие газы используются

Газовая сварка — плавление кромок соединяемых деталей в высокотемпературном пламени горелки с формированием шва. Выбор газа для сварки зависит от множества факторов:

• соединяемого металла;
• желаемой формы шва;
• типа газового оборудования;
• условий работы;
• свойств химического состава;
• необходимой температуры плавления.

Давайте перечислим, какие газы используются в газовой сварке: это может быть ацетилен, МАФ, пропан, бутан, бензол, керосин, кислород, коксовый и углекислый газы и другие. Наиболее активно используется ацетилен, который при наличии кислорода дает температуру в 3 тысячи градусов.

Ацетилен

Чистый ацетилен (С2Н2) — бесцветный, с резким запахом чеснока, оставляющий сладковатый привкус во рту при вдыхании. Он легкий (легче воздуха) и достаточно вредный для человека. Ацетилен можно получать либо на месте (соединять карбид кальция с водой), либо везти его готовый в газовых баллонах. Карбид кальция — это твердое кристаллическое вещество, образуется путем плавления извести и кокса при температуре 19002300С. При больших объемах работ выгодно, когда используются ацетиленовые генераторы, в остальных же случаях удобно забирать ацетилен из баллонов. К преимуществам этого газа можно отнести высокую температуру горения, простоту получения, удобство регулирования. К недостаткам относят его взрывоопасность и немалую стоимость.

Заменители ацетилена

К газам-заменителям С2Н2 относятся пропан и пропан-бутановая смесь, водород, коксовый газ, бензин, керосин. Они обладают достаточно высокими теплотворными способностями. Однако для качественной работы требуется больше кислорода, а t пламени при этом все равно ниже, чем у ацетилена. Поэтому пропан, бутан и другие варианты используются чаще при изготовлении металлоконструкций из цветных, легкоплавких металлов. Сталь соединить ими трудно.

Кислород

Это катализатор горения, который должен использоваться при газовой сварке независимо от выбранного газа. Подаваемый в горелку кислород в идеале должен быть абсолютно чистым. От этого зависит максимальная температура, которая образуется во время работы, что влияет на качество швов. Технический кислород имеет 3 сорта чистоты: от 99,7% до 99,2%. Чем он качественнее, тем выше скорость газовой сварки и меньше расход.

Газообразный кислород бесцветный и прозрачный, без запаха и вкуса, тяжелее воздуха. Его получают при помощи глубокого охлаждения из воздуха, либо методом электролиза из воды. Он может храниться и использоваться в газообразном состоянии в баллонах или в танках, в жидком виде. При избытке О2 шов металла окисляется, что снижает прочность изделия. Поэтому важно контролировать процентное соотношение газообразных веществ.

Углекислый газ

Углекислый газ (СО2) имеет сильный запах и ярко выраженные окислительные свойства. Хорошо растворяется в воде и весит в полтора раза больше воздуха. Различают 3 сорта вещества, которые используются при соединении чугунных, углеродистых металлов и сплавов, коррозийных сталей и низколегированных конструкций.

Защитные элементы

При газовой сварке используются также инертные газы, которые служат защитой сварочной ванны от воздуха. Они не взаимодействуют с металлом и не растворяются в нем, у них нет цвета и запаха.

• Аргон. Негорючий, тяжелее воздуха в 1,5 раза. Высший сорт используется для аргонодуговой сварки активных, редких металлов и сплавов. Первый подходит для алюминиевых и стальных изделий.
• Гелий. Легче воздуха. Рекомендуется для газовой сварки чистых и активных металлов, а также алюминия и стали.
• Азот. Применяется для меди и сплавов из нее. Различают 4 сорта азота с разной долей содержания вещества.

Улучшают процесс и качество шва при изготовлении металлоконструкций сварочные смеси: гелий с аргоном, аргон с кислородом или/и углекислым газом-помощником и другие.

Горючие газы и их свойства

Горючие газы в смеси с кислородом предназначены для газопламенной обработки металлов. Наиболее часто для газовой сварки применяют ацетилен. Для газовой резки сталей, когда температура подогревающего пламени не оказывает решающего влияния на протекание процесса, а лишь увеличивает продолжительность начального подогрева металла перед резкой, рекомендуется использовать газы-заменители ацетилена, у которых температура пламени не менее 1800-2000°C.

В качестве газов-заменителей ацетилена используют:

• природный газ
• коксовый газ
• пропан
• бутан
• пропан-бутановую смесь
• пары бензина
• пары керосина
• городской газ
• МАФ

Ацетилен

Ниже будут рассмотрены кратные сведения об ацетилене, а статьи с подробной информацией можно найти, перейдя по ссылкам:

Ацетилен С₂Н₂ является основным горючим газом для газовой сварки и резки металлов, температура его плавления при сгорании в смеси с технически чистым кислородом достигает 3150°С.

Ацетилен является химическим соединением углерода и водорода. Технический ацетилен при нормальных давлении и температуре представляет собой бесцветный газ с резким специфическим чесночным запахом, обусловленным содержащимися в нем примесями сероводорода, аммиака, фосфористого водорода и др. Длительное вдыхание его вызывает тошноту, головокружение и даже отравление.

Ацетилен легче воздуха, 1 м³ при нормальном атмосферном давлении и температуре 20°С имеет массу 1,09 кг. При нормальном давлении и температуре от -82,4°С (190,6 К) до -84,0°С (189 К) он переходит в жидкое состояние, а при температуре -85°С (188 К) затвердевает.

Ацетилен — самое распространенное горючее, используемое в процессах газопламенной обработки. При его использовании необходимо учитывать его взрывоопасные свойства. Ацетилен — высокое эндотермическое соединение, при разложении 1 кг С

2Н₂ выделяется 8373,6 кДж. Температура самовоспламенения колеблется в пределах 240-630°С и зависит от давления и присутствия в нем различных веществ.

Повышение давления существенно снижает температуру самовоспламенения. Присутствие в ацетилене других веществ увеличивает поверхность контакта и тем понижает температуру самовоспламенения.

Зависимость температуры воспламенения ацетилена от давления приведена ниже:

Температура, °С	630	530	475	350
Абсолютное давление, МПа	0,2	0,3	0,4	2,2

При взрыве ацетилена происходит резкое повышение давления и температуры, что может вызвать большие разрушения и тяжелые несчастные случаи. Ацетилен с воздухом образует взрывоопасные смеси в пределах от 2,2 до 81% С

2Н₂ по объему при нормальном атмосферном давлении, а с технически чистым кислородом — в пределах от 2,3 до 93%. Наиболее взрывоопасны смеси с содержанием 7-13% С₂Н₂. Взрыв ацетиленокислородной и ацетиленовоздушной смеси, в указанных пределах может произойти от сильного нагрева и искры.

Присутствие окиси меди снижает температуру самовоспламенения ацетилена до 240°С. При определенных условиях ацетилен реагирует с медью, образуя взрывоопасные соединения, вот почему категорически запрещается при изготовлении ацетиленового оборудования применение сплавов, содержащих более 70% меди.

Взрываемость ацетилена понижается при растворении его в жидкостях. Особенно хорошо он растворяется в ацетоне. В одном объеме технического ацетона при 20°С и нормальном атмосферном давлении можно растворить до 20 объемов ацетилена. Растворимость в ацетоне увеличивается с увеличением давления и понижением температуры.

Технический ацетилен получают двумя способами:

• из карбида кальция
• из природного газа, нефти и угля

Ацетилен, полученный из природного газа, называется пиролизным. Получение его из природного газа на 30-40% дешевле, чем из карбида кальция.

К месту сварки ацетилен доставляется в специальных стальных баллонах, заполненных пористой пропитанной ацетоном массой, под давлением 1,9 МПа.

Кроме ацетилена при сварке и резке металлов применяют и другие более дешевые и менее дефицитные горючие газы и пары горючих жидкостей. Основная область применения газов-заменителей — кислородная резка, однако в последние годы они находят широкое применение и при других видах газопламенной обработки металлов — пайке, наплавке, газопламенной закалке, металлизации, газопрессовой сварке, сварке цветных металлов и сплавов. Правильное использование газов-заменителей не ухудшает качество сварки и резки металлов, применение их дает более высокую чистоту реза при резке металлов малых толщин.

При сварке температура пламени должна примерно в два раза превышать температуру плавления металлов, поэтому газы-заменители, температура пламени которых ниже, чем у ацетилена, необходимо использовать при сварке металлов с более низкой температурой плавления, чем у сталей. При кислородной резке используются горючие газы, которые при сгорании в смеси с кислородом дают пламя с температурой не ниже 2000°С. Выбор горючего газа зависит от его теплотворной способности.

Теплотворная способность

количество теплоты в килоджоулях, получаемое при полном сгорании 1 м³ газа

Чем выше теплотворная способность газа, тем меньше его расход при сварке и резке металлов. Для полного сгорания одинакового объема различных горючих газов требуется различное количество кислорода, от этого зависит эффективная мощность пламени.

Эффективной мощностью пламени

называется количество тепла, вводимое в нагреваемый металл в единицу времени

Для расчетов замены ацетилена другим газом-заменителем пользуются коэффициентом замены ацетилена.

Коэффициент замены ацетилена

отношение расхода газа-заменителя V₃ к расходу ацетилена Va при одинаковой эффективной тепловой мощности: φ=V₃/Va

Водород

Ниже представлена лишь справочная информация о водороде, для более подробной информации читайте статью плотность, формула, масса, получение и другие характеристики водорода

Водород H₂ в нормальных условиях представляет собой горючий газ без цвета и запаха. Это один из самых легких газов, он в 14,5 раза легче воздуха. Водород способен образовывать в определенных пропорциях взрывоопасные смеси с воздухом и кислородом. Поэтому при сварочных работах необходимо строго соблюдать правила безопасности труда. Получают водород разложением воды электрическим током. К месту сварки водород доставляют в стальных баллонах в газообразном состоянии под давлением 15 МПа. Баллоны для водорода окрашивают в зеленый цвет. Водород, применяемый для сварочных работ, должен удовлетворять требованиям ГОСТ 3022-80. Водородно-кислородное пламя имеет синюю окраску и не имеет четких очертаний зон пламени, что затрудняет, его регулировку.

Коксовый газ

Коксовый газ — бесцветный горючий газ с запахом сероводорода. Коксовый газ получают при выработке кокса из каменного угля, состоит он из смеси газообразных горючих продуктов водорода, метана и других непредельных углеводородов. Применяют в основном для резки сталей, сварки и пайки легкоплавких цветных металлов. Для сварки и резки применяют коксовый газ, очищенный от сернистых соединений и смолистых веществ. Для полного сгорания 1 м³ необходимо 0,9 м³ кислорода. К месту сварки и резки коксовый газ подают по трубопроводам под давлением 1,3-1,5 кПа.

Городской газ

Городской газ является составным горючим газом. Обычно основным компонентом городского газа является природный газ, к нему добавляют коксовый и генераторный газы. Состав городского газа непостоянен, газ типа московского имеет следующий состав: метан (70-95%), водород (до 25%), тяжелые углеводороды (до 1%), азот (до 3%), оксид углерода (до 3%), двуокись углерода (до 1%), кислород (до 0,5%). К месту сварки городской газ доставляют по трубопроводам. Как заменитель ацетилена он используется для резки сталей, сварки и пайки легкоплавких цветных металлов.

Пропан

Пропан технический — бесцветный горючий газ с резким запахом, состоящий из пропана С₃Н₈ или из пропана и пропилена С₃Н₈, суммарное содержание которых должно быть не менее 93%. Получают пропан при переработке нефтепродуктов. При нормальных условиях пропан находится в газообразном состоянии, а при понижении температуры или повышении давления переходит в жидкое состояние. Так, при температуре 293 К пропан переходит в жидкое состояние при давлении 0,85 МПа. Испарение 1 кг жидкого пропана дает 0,53 м³ паров.

Пропан-бутановая смесь — бесцветный горючий газ с резким запахом, является побочным продуктом при переработке нефти.

Смесь легко превращается в жидкое состояние, например при температуре 233 К пропан-бутановая смесь сжижается при атмосферном давлении. Сжиженные газы хранят только в закрытых емкостях, так как испарение жидкости происходит даже при 273 К.

Плотность пропан-бутана больше плотности воздуха, поэтому необходимо тщательно следить за герметичностью аппаратуры и коммуникаций во избежание образования взрывоопасной смеси газа с воздухом внизу помещения. Заполнение емкостей пропаном и пропан-бутановой смесью, транспортирование их, а также слив газа должны выполняться в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», утвержденными Госгортехнадзором.

Пропан-бутановые смеси широко применяются при резке сталей, сварке и пайке легкоплавких цветных металлов, закалке, газовой сварке пластмасс. К месту сварки смесь поставляют в стальных баллонах под давлением 1,6 МПа или по газопроводам через перепускную рампу. При испарении 1 кг пропана образуется 500 дм³ газа.

Бензин

Бензин является продуктом переработки нефти. Он представляет собой легко испаряющуюся прозрачную жидкость с резким характерным запахом. Пары бензина при сгорании в кислороде дают температуру пламени 2400-2500°С. Для очистки бензина его фильтруют через войлок. Бензин используется для кислородной резки, а также для сварки и пайки легкоплавких металлов.

Керосин

Керосин также является продуктом переработки нефти и представляет собой бесцветную желтоватую легко испаряющуюся жидкость. Керосин, применяемый для сварки и резки металлов, должен удовлетворять требованиям ТУ 38.71-58-10-90. Керосин применяют также для сварки и пайки легкоплавких цветных металлов.

Итак, мы узнали, что ацетилен является основным горючим газом для газовой сварки, но для газовой резки применяют другие, менее дорогие газы, которые позволяют осуществлять процесс резки без существенной потери производительности и качества.

Газы для проведения сварки и резки металлов. Сварка

Газы для проведения сварки и резки металлов

Кислород при газовой сварке способствует интенсивному горению горючих газов и получению высокотемпературного пламени. При горении газов в воздухе температура пламени значительно ниже, чем при горении в кислороде. При газовой сварке применяют газообразный технический кислород трех сортов.

Первый сорт характеризуется чистотой не ниже 99,7 % по объёму, второй сорт – не ниже 99,5 %, а третий сорт – не ниже 99,2 %. Технический кислород содержит примеси, состоящие из азота и аргона. Следует учесть важное значение чистоты кислорода при сварке и резке металла. Снижение чистоты кислорода на 1 % не только ухудшает качество сварного шва, но и требует увеличения расхода кислорода на 1,5 %.

Кислород при атмосферном давлении и нормальной температуре представляет собой газ без цвета и запаха с плотностью 1,43 кг/м³. Его получают из воздуха методом низкотемпературной ректификации, основанным на разности температур кипения основных составляющих воздуха – азота (–195,8 °C) и кислорода (–182,9 °C). Воздух переводят в жидкое состояние и затем постепенным повышением температуры испаряют азот (78 %). Оставшийся кислород (21 %) очищают многократным процессом ректификации.

Ацетилен в газосварочном производстве получил наибольшее распространение благодаря важным для сварки качествам – высокой температуре пламени, большой теплоте сгорания. Он представляет собой химическое соединение углерода с водородом (С₂Н₂). Это бесцветный газ с характерным запахом, обусловленным наличием примесей – сероводорода, фтористого водорода и др. Ацетилен взрывоопасен при следующих условиях: нагревании до 480–500 °C, давлении 0,14–0,6 МПа, наличии 2,3–80,7 % ацетилена в смеси с воздухом, наличии 2,8–93 % ацетилена в смеси с кислородом.

Ацетилен получают при взаимодействии карбида кальция с водой по реакции:

СаС₂ + 3Н₂О = С₂Н₂ + Ca(OH)₂.

карбид кальция получают путем сплавления в электропечах кокса и обожженной извести:

СаО + 3С = СаС₂ + СО.

Карбид кальция очень активно вступает в реакцию с водой, реагируя даже с парами воды, насыщающими воздух. Поэтому его хранят и транспортируют в герметически закрытых стальных барабанах, содержащих 50–130 кг карбида. Из 1 кг карбида кальция в зависимости от сорта и грануляции получают 235–280 л ацетилена. Следует иметь в виду, что мелкий и пылеобразный карбид кальция применять запрещается – он взрывоопасен. Для взаимодействия 1 кг карбида кальция теоретически необходимо 0,56 л воды, практически берут 7–20 л воды для обеспечения охлаждения ацетилена и безопасной работы генератора.

Водород – газ без цвета и запаха. В смеси с кислородом или воздухом он образует взрывчатую смесь (гремучий газ), поэтому требует строгого соблюдения правил техники безопасности.

Водород хранится и транспортируется в стальных баллонах при максимальном давлении 15 МПа. Получают его электролизом воды или в специальных водородных генераторах путем воздействия серной кислотой на железную стружку или цинк.

Пиролизный газ – смесь газообразных продуктов термического разложения нефти, нефтепродуктов или мазута. Содержит вредные сернистые соединения, вызывающие коррозию мундштуков горелок и резаков, поэтому требует тщательной очистки.

Нефтяной газ – смесь горючих газов, являющихся побочным продуктом нефтеперерабатывающих заводов. Его применяют для сварки, резки и пайки сталей толщиной до 3 мм и сварки цветных металлов.

Природный газ получают из газовых месторождений. Он состоит в основном из метана (93–99 %).

Пропанабутановую смесь получают при добыче и переработке естественных нефтяных газов и нефти. Хранят и транспортируют в сжиженном состоянии в баллонах вместимостью 40 и 55 л под давлением 1,6–1,7 МПа. Жидкой смесью заполняют только половину баллона, так как при нагреве значительное повышение давления может привести к взрыву.

Бензин и керосин используют при газопламенной обработке в виде паров. Для этой цели горелки и резаки имеют специальные испарители, которые нагреваются от вспомогательного пламени или электрическим током.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Читать книгу целиком

Поделитесь на страничке

Выбор защитного газа для сварки – что нужно знать?

Выбор защитного газа для сварки – что нужно знать?

Многие не понимают, насколько защитный газ значим для сварки. Стоит знать, что получить качественный шов без защитного газа — нереально. Ведь именно от него зависит задымлённость, геометрия сварочного шва и некоторые иные его характеристики.

Если защитный газ выбрать правильно, то это может сказаться на качестве, а также, глубине и скорости проплавления.

Чистые газы, применяемые для сварки

Среди чистых газов можно выделить углекислый газ, гелий, а также аргон. Во время выполнения сварки данные газы могут оказывать не только положительное, а и отрицательное воздействие.

Для аргонодуговой TIG сварки различных материалов и MIG сварки цветных металлов, в большинстве случаев применяется 100% аргон. Аргон обладает низкой теплопроводностью, а также потенциалом ионизации. Вследствие чего образуется низкая теплопередача на сварочную дугу с внешней стороны. Таким образом, формируется тонкий столб дуги.

При аргонодуговой TIG сварке цветных металлов используется одноатомный инертный газ — гелий. У него высокий потенциал ионизации и передача тепла, чем он и отличается от аргона. В итоге эффект в процессе сварки получается противоположный. Благодаря гелию формируется широкий сварочный шов и заметное смачивание по краю.

Для MAG сварки порошковой проволокой и MAG сварки короткой дугой используется преимущественно углекислый газ. Его допускается применять в чистом виде. Многим он подходит по цене, ведь углекислый газ имеет невысокую стоимость. Он подходит для сварки толстых металлов. Однако минус в том, что в результате образуются заметные брызги. Не допускается использование CO₂ для сварки со струйным переносом.

Сварочные газы, выступающие в роли компонентов сварочной смеси газов

10% кислород в большинстве случаев применяется в процессе MIG-MAG сварки в качестве компонента сварочной смеси. За счет кислорода образуется широкий сварочный шов, обладающий не очень глубоким проплавлением и высокой проводимостью тепла на металле. Если использовать кислородно-аргоновые смеси, можно получить характерный профиль сварочного шва, в виде «шляпки гвоздя». Допускается использовать кислород вместе с аргоном и углекислым газом. Плюсы использования данной смеси в хорошей смачиваемости шва и возможности струйного переноса.

Водород добавляется в сварочную смесь в концентрации меньше 10%. Он применяется во время сварки аустенитной нержавеющей стали. Таким образом, увеличивается передача тепла и ликвидируется оксид. При использовании водорода формируется широкий сварочный шов на металле. Нельзя применять водород для сварки мартенситных и ферритных сталей, так как на них могут появиться трещины.

Что касается азота, то он редко используется для защиты. Зачастую он лишь увеличивает стойкость к ржавлению дуплексных сталей. От того, насколько правильно будет подобран газ для сварки, во многом зависит качество и геометрия сварочного шва.

Поделиться в соцсетях

какая сварочная смесь используется для полуавтоматической сварки? Каким газом лучше варить металл? Состав и расход

Для работы полуавтоматического сварочного оборудования используют различные газы. Виды, необходимые для работы, обладают определенными характеристиками, которые нужно обязательно учитывать перед использованием.

Особенности

Газ активно используется для полуавтоматической сварки для различных рабочих целей. Опытные специалисты, которые на протяжении многих лет работают с данным расходным материалом, отмечают следующие особенности сварки в сфере использования защитного газа.

Температура

В процессе сварки металлическая поверхность нагревается и после остывает. Это занимает длительный временной промежуток. В некоторых случаях работки может регулировать температурный режим, устанавливая необходимые параметры, например, при соединении несколько видом металла (сталь, медь и другие варианты). Делается это при помощи угла наклона дуги.

Рабочие параметры

Следующая особенность – возможность установить индивидуальные рабочие параметры. Благодаря этой функции можно настроить оборудование под конкретную ситуацию.

Чтобы получить надежное и прочное соединение, необходимо уметь правильно установить данные параметры.

Это такие характеристики, как скорость подачи газа, его расход, мощность, вариант используемой проволоки.

Выбор расходного сырья

Специалисты уверяют, что выполнять работу по сварке можно двумя способами. В одном случае необходимо сделать выбор в пользу углекислоты без каких-либо добавок. Также можно использовать различные примеси. Часто используют составы, разработанные на базе аргона.

Рабочий процесс

Данный вид расходника применяют для определенного характера работы. Этот материал используют для стационарной сварки в условиях закрытых помещений (мастерских). В некоторых случаях можно использовать баллоны под открытым небом, однако, такой вариант имеет множество неудобств.

Заметка: газ для полуавтомата используется в основном опытными работниками, которые имеют опыт обращения с такими расходными материалами.

Если знания в этой области отсутствуют, необходимо обязательно ознакомиться с особенностями газа каждого вида.

Обзор видов

В работе используются различные сварочные смеси. Чтобы точно определить, какой именно углекислый газ необходимо использовать для сварочного аппарата, необходимо знать его состав и свойства. Заправляют баллоны расходным сырьем, которое можно поделить на следующие категории.

1. Активные газы.
2. Инертные.
3. Смеси.

Ацетилен

Вначале рассмотрим соединение, которое получилось самое широкое распространение среди всех. Главная особенность его заключается в весе, который легче воздуха. Газ не имеет цвета, но обладает резким запахом. Чаще всего ацетилен используют для резки различных металлов из-за высокой температуры горения.

При использовании этого газа в производственных масштабах, рабочие используют специальные генераторы. В емкостях содержится карбид калия, который взаимодействует с водой. Газ такого типа необходимо правильно хранить. Необходимо учитывать, что карбид углерода имеет свойства впитывать влагу из атмосферы, это создает определенные неудобства.

Водород

Следующий вид газа известен многим. Он обрел активное применение при работе с изделиями из алюминия. Также его часто используют для плазменной резки нержавеющей стали. Этот вид газа абсолютно бесцветен и не имеет запаха, поэтому при работе с ним нужно быть максимально осторожным. Это взрывоопасное вещество, которое образует гремучую смесь при соединении с водой или воздухом.

Получают водород при помощи синтеза воды. Молекулы жидкости разделяют на кислород и водород. Для этого процесса используют особые генераторы.

Водород строго запрещено хранить в баллонах под давлением, если его показатель превышает 15 МПа. Такое правило установлено нормативно-правовым актом техники безопасности.

Коксовый

Эта разновидность получила свое название за счет того, что газ представляет собой побочный продукт, получаемый в коксохимической сфере. Несложно догадаться, что он получается при изготовлении кокса. Основными характеристиками этого состава является резкий запах и полное отсутствие цвета.

Специалисты не предъявляют особых требований к хранению баллонов с таким расходным сырьем, при этом данный вид также считается взрывоопасным. При перевозке баллонов пользуются трубопроводными магистралями. Этот вид не используется так активно, как его собратья. Основная сфера использования – промышленность.

Природный

Это органический вид газа, который получается путем смешивания таких составляющих: бутан, метан и пропан. Природный газ полностью соответствует всем параметрам сварочных газовых смесей. Газ получил широкое применение за счет уникальных качеств и доступной стоимости.

Баллоны с таким газом разрешается хранить под открытым небом. Отсутствие строгих требований также сыграло важную роль в распространении газа. Создать данный вид путем синтеза нельзя. Добыча в природных месторождениях – единственный способ получить сырье.

Пиролизный

Данный вид имеет особые преимущества, которые выделяет его от остальных вариантов. Пиролизный газ не нужно генерировать. Этот вид получается в процессе распада нефтепродуктов.

Перед тем как использовать газ для сварки, его нужно тщательно очистить от лишних химических примесей.

Если этого не сделать, горелка может покрыться ржавчиной. Расходный материал активно используется при резке металлических конструкций, но также для сварочных работ различного вида.

Выбор

Для сварки различных металлоконструкций применяется множество видов газа. Не существует точного вопроса на ответ, каким газом лучше варить. Все зависит от характера работы, используемого оборудования и прочих параметров. Работником, которые не имеют большого опыта обращения с полуавтоматическими сварочными аппаратами, сложно выбрать подходящий баллон и его содержимое. При выборе опытные мастера советуют обращать особое внимание на следующие два показателя.

1. Количество тепла, выделяемое во время горения расходного материала.
2. Максимальный температурный показатель.

На просторах всемирной сети можно найти множество таблиц, в которых сравнивают сварочные газы. Данная информация находится в открытом доступе. Предлагаем вашему вниманию одну из таких таблиц.

Также обратите внимание на эту сравнительную характеристику.

Заметка: Если вы закупаете газ в крупном объеме или собираетесь долго хранить расходный материал, опытные специалисты рекомендуют выбрать готовые смеси.

Самостоятельно выполнять процедуру синтеза газа опасно. Для этого нужно специальное оборудование, инструменты и умения.

Также при выборе газообразного расходного материала необходимо обязательно учитывать тип рабочей поверхности. К примеру, для работы с медными деталями необходимо использовать чистый азот. Этот газ подойдет идеально за счет особых свойств.

Советы по использованию

Независимо от того, какой газ вы выбрали для работы, необходимо обязательно соблюдать правила техники безопасности. Первым делом нужно обязательно защитить органы зрения и лицо. Для этого используются специальные маски и очки. Они изготовлены из износостойких материалов, которые не боятся высоких температур, ударов и прочих механических повреждений. Также не забывайте о рабочей одежде, основной задачей которой является защита туловища.

Внимательно проверьте рабочее оборудование на исправность и наличие дефектов. Использование поврежденного инструмента чревато последствиями. Также нужно проверить баллоны с газом, они должны быть герметичными. Помните, что некоторые виды расходного материала взрывоопасны, некоторые виды представляют опасность даже при смешивании с воздухом. Если вы обнаружили повреждение, необходимо безопасным способом опустошить баллон.

При выборе газа для сварочного аппарата учитывайте его расход. Узнать необходимую информацию можно в специальных таблицах. Храните баллоны в безопасном месте.

Лучше всего подойдет стандартное складское помещение закрытого типа. Между баллонами нужно оставить минимальное расстояние в один метр. Запрещается устанавливать рядом с баллонами отопительные или нагревательные приборы. Также следите, чтобы на них не попадали прямые солнечные лучи, во избежание нагрева.

Наглядно демонстрируем вам одну из таких таблиц.

Также необходимая информация может быть оформлена в таком виде.

Какой газ используется для сварки полуавтоматом смотрите далее.

Газовое оборудование | Сварка и сварщик

Баллоны и их окраска

Служат для хранения и транспортировки газа. Окраска баллонов и надписи на них соответствуют тому газу, для которого они предназначены

Регулятор (редуктор)

Предназначен для понижения давления газа, поступающего из баллона,и автоматического поддержания постоянным рабочего расхода (давления).

Присоединяется к вентилю баллона с помощью накидной гайки.

Давление газа и его расход регулируют вращением маховичка. Отбор газа осуществляется через ниппель, к которому присоединен шланг.

Регулятор расхода углекислого газа У-30П-2 комплектуется электроподогревателем, который установлен на хвостовике корпуса (напряжение питания 36 В, потребляемая мощность 200 Вт)

Технические характеристики

Показатели	У-10-2	Марка
		У-30П-2			АР 10-2	АР-40-2	АР 150-2	А-30-2	А-90-2	Г-70-2
Редуцируемый газ	Углекислый газ				Аргон			Азот		Гелий
Давление газа на входе, МПа наибольшее	10				20	20	20	20	20	20
наименьшее при наибольшем расходе	0,8				1,5	0,8	1,5	2,5	0,8	1,5
Наибольшая пропускная способность при наибольшем рабочем давлении (красная шкала), м3/ч	1,8				0,6	2,4	9,0	1,8	5,4	4,2
Пропускная способность (черная шкала), м3/ч	0,3 — 0,72				0,03 — 0,15	0,30 — 0,84	0,6 — 2,4	0,03 — 0,24	0,9 — 2,22	0,3 — 1,2
Габаритные размеры, мм	190 х 165 х 160			190 х 260 х 160	190x165x160
Масса, кг	1,68			2,5	1,8

Подогреватель

Используется только при сварке в углекислом газе. Испарение жидкого СО₂, при большом его расходе приводит к резкому понижению температуры. Влага, содержащаяся в газе, замерзает в редукторе.

Для безопасности подогреватель питается постоянным (20 В) или переменным (36 В) током.

1 — Корпус; 2 — Кожух; 3 — Змеевик; 4 — Теплоизоляция; 5 — Нагревательный элемент; 6 — Накидная гайка.

Осушитель

Осушитель поглощает влагу из углекислого газа. Выпускается двух модификаций: высокого и низкого давления. Осушитель высокого давления устанавливают перед регулятором (редуктором), а низкого — после него. Влагопоглощающим веществом служит силикагель или алюмогликоль. Путем прокаливания при 250-300°С эти вещества поддаются восстановлению.

1 — Втулка; 2 — Накидная гайка; 3 — Пружина; 4 — Сетка; 5 — Фильтр; 6 — Осушающий материал; 7 — Сетчатая шайба; 8 — Корпус; 9 — Штуцер.

Ротаметр

Служит для определения расхода газа. Необходим в случае использования газовых редукторов, не имеющих встроенного расходомера

Технические характеристики

Марка	Пределы измерения, л/мин
	по аргону	по гелию	по углекислому газу
РС-ЗА	0,1 — 1	0,35 — 2,8	0,08 — 0,8
РС-3	2,8 — 14,2	7 — 44,5	1,62 — 16,2
РС-5	8,9 — 56,6	20 — 140	8,12 — 53,6

Рукава (шланги)

Гибкие трубопроводы из вулканизированной резины, армированные льняной тканью. С их помощью газовое оборудование объединяется в общую систему

Технические характеристики резиновых рукавов

Диаметр, мм		Масса, кг/м
внутренний	наружный
6,3	13,0	0,14
8,0	16,0	0,19
9,0	18,0	0,24
10,0	19,0	0,26
12,0	22,5	0,36
12,5	23,0	0,37
16,0	26,0	0,43

Смеситель газов

Предназначен для приготовления газовой смеси определенного состава (двух- или трехкомпонентной)

Технические характеристики

Марка	Состав смеси, % от объема	Габариты, мм	Масса, кг
УКП-1-71	Углекислый газ 70 Кислород 30	165 х 84 х 160	1,65
УГС-1	Аргон 75 Углекислый газ 25	150 х 100 х 145	1,5
УГС-1 (многопостовой)	Аргон 70 Углекислый газ 25 Кислород 5	940 х 370 х 400	36

Варианты компоновки механизма подачи и ручной горелки

1 — основной механизм подачи проволоки толкающего типа с обычной горелкой;

2 — основной механизм подачи проволоки толкающего типа приближен к месту сварки;

3 — основной и промежуточный механизмы подачи проволоки толкающего типа;

4 — основной механизм подачи проволоки толкающего типа и горелка с встроенным механизмом системы «ПУШ-ПУЛ»

5 — горелка с встроенным механизмом подачи проволоки и кассетой

Общие защитные газы для дуговой сварки

Я учусь в сельском хозяйстве и в следующем году впервые буду преподавать секцию по дуговой сварке. При дуговой сварке используются различные защитные газы, и меня всегда смущало, когда использовать какой газ для какого применения. Пожалуйста, дайте несколько рекомендаций по этой теме.

Разнообразие защитных газов, используемых при дуговой сварке, может сбивать с толку. Однако использование внешнего защитного газа является необходимым компонентом для некоторых процессов, так как он необходим для окружения и защиты дуги и расплавленного металла сварного шва от загрязнения атмосферой.Защитный газ также может повысить плавность дуги и повысить привлекательность для оператора. Но они также усложняют сварочное оборудование за счет добавления газового баллона или подачи большого объема газа и необходимого газового аппарата (например, регулятора / расходомера (или расходомера) и газового шланга). Не говоря уже о сложности смены типа защитного газа, когда вам нужно сваривать материал другого типа и / или другой процесс дуговой сварки. В некоторых случаях для одного и того же процесса и материала могут использоваться разные защитные газы, каждый из которых имеет свои преимущества.

В некоторых процессах дуговой сварки не используется внешний защитный газ, а вместо этого предусмотрена собственная система защиты за счет шлакового покрытия сварного шва и газов, образующихся в результате химических реакций в дуге. К ним относятся процесс дуговой сварки защищенного металла (SMAW), процесс самозащитной дуговой сварки порошковой проволокой (FCAW-S) и процесс дуговой сварки под флюсом (SAW). Основные процессы дуговой сварки, для которых требуется внешний защитный газ, — это процесс газовой дуговой сварки вольфрамовым электродом (GTAW) (также известный как TIG), процесс газовой дуговой сварки (GMAW) (также известный как MIG), процесс дуговой сварки металлическим сердечником (GMAW-C). (также известный как металлический сердечник) и процесс дуговой сварки в среде защитного газа и порошковой проволоки (FCAW-G) (также известный как порошковая сварка в газе).Разнообразие защитных газов, используемых в этих процессах, велико, особенно с бинарными смесями и тройными (трехкомпонентными) смесями, а также с процентным содержанием каждого типа газа в смеси. Кроме того, газы могут различаться в зависимости от региона мира, в котором вы выполняете сварку. Поэтому, чтобы упростить эту статью, в ней будут обсуждаться только наиболее распространенные защитные газы, используемые на рынке сварки США.

Наиболее распространенными защитными газами, используемыми для этих основных процессов дуговой сварки, являются аргон (Ar), гелий (He), диоксид углерода (CO2) и кислород (O2).В то время как Ar, He и CO2 могут использоваться сами по себе (т.е. 100%) для определенных применений, в других случаях четыре газа смешиваются вместе в различных комбинациях для образования смесей защитных газов. Эти смеси выражаются в процентах (например, 75% Ar / 25% CO2 или 75% Ar / 25CO2). Иногда они даже выражаются сокращенно, например «75/25». Однако здесь делается предположение, что известно, к каким двум газам относятся проценты (и они не всегда одинаковы, как, например, в случае с 75/25 для углеродистой стали и 75/25 для никелевых сплавов. ).

Каждый из этих газов имеет разные свойства, влияющие на их реакцию на нагрев сварочной дуги. К ним относятся их реакционная способность, потенциал ионизации и теплопроводность. Реакционная способность влияет на то, можно ли использовать определенный газ или газовую смесь с определенными материалами. Эти свойства также влияют на рабочие характеристики различных защитных газов, а также влияют на форму валика и профили проникновения. Подробное обсуждение каждого из этих свойств, а также свойств каждого защитного газа и газовой смеси выходит за рамки данной статьи.Тем не менее, подробную информацию о защитных газах можно найти в «Руководстве по сварке GMAW» Lincoln Electric (буклет C4.200) на страницах 12-15 . Его можно бесплатно получить: Загрузить Руководство по сварке GMAW

В таблице 1 приведены общие защитные газы, используемые для этих основных процессов дуговой сварки, по типам основного материала. В случае MIG и процессов с металлическим сердечником он также определяет защитные газы в зависимости от того, какой режим переноса металла используется.В сносках указаны распространенные альтернативные газы. Эта таблица не является исчерпывающим списком защитных газов, используемых для дуговой сварки. Другие газы (например, водород) и многие другие газовые смеси с различным процентным содержанием и комбинацией газов также используются в сварочной промышленности. Таблица 1 просто предназначена для краткого обзора наиболее распространенных газов, используемых для основных типов основных материалов на рынке сварки США.

.

Основные сведения о сварке защитным газом MIG

Сварка

MIG (GMAW) с использованием защитного газа и сплошного проволочного электрода обеспечивает чистый шов без шлака без необходимости постоянно останавливать сварку для замены электрода, как при сварке штангой. Повышенная производительность и меньшая очистка — это лишь два преимущества этого процесса.

Защитный газ может играть важную роль в улучшении или ухудшении характеристик сварки.

Однако для достижения этих результатов в вашем конкретном приложении это помогает понять роль защитного газа, различные доступные защитные газы и их уникальные свойства.

Основная цель защитного газа — предотвратить воздействие на расплавленную сварочную ванну кислорода, азота и водорода, содержащихся в воздушной атмосфере. Реакция этих элементов на сварочную ванну может создать множество проблем, включая пористость (отверстия в сварном шве) и чрезмерное разбрызгивание.

Различные защитные газы также играют важную роль в определении профиля проплавления сварного шва, стабильности дуги, механических свойств готового сварного шва, используемого вами процесса переноса и т. Д.

Выбор расходных деталей горелки для сварки MIG, которые обеспечивают стабильную и плавную подачу защитного газа, также важен для выполнения успешных сварочных швов MIG.

Выбор подходящего газа
Во многих случаях сварки MIG можно использовать различные варианты защитного газа, и вам необходимо оценить свои сварочные цели, чтобы выбрать подходящий для вашего конкретного применения.При выборе защитного газа необходимо учитывать стоимость газа, свойства готового сварного шва, подготовку и очистку после сварки, основной материал, процесс переноса сварного шва и ваши производственные цели.

Аргон, гелий, углекислый газ и кислород — четыре наиболее распространенных защитных газа / смеси, используемых при сварке MIG, каждый из которых обеспечивает уникальные преимущества и недостатки в любом конкретном случае.

Пористость, видимая на лицевой и внутренней поверхности сварного шва, может быть вызвана недостаточным количеством защитного газа и может значительно ослабить сварной шов .

Двуокись углерода (CO2) является наиболее распространенным из реактивных газов, используемых при сварке MIG, и единственным, который можно использовать в чистом виде без добавления инертного газа. CO2 также является наименее дорогим из обычных защитных газов, что делает его привлекательным выбором, когда материальные затраты являются основным приоритетом. Чистый CO2 обеспечивает очень глубокое проплавление шва, что полезно для сварки толстых материалов; однако он также дает менее стабильную дугу и большее количество брызг, чем при смешивании с другими газами.Он также ограничивается только процессом короткого замыкания.

Для многих компаний, в том числе тех, которые уделяют особое внимание качеству сварного шва, внешнему виду и сокращению очистки шва после сварки, смесь 75-95 процентов аргона и 5-25 процентов СО2 обеспечит более желательное сочетание стабильности дуги. контроль и меньшее разбрызгивание, чем чистый CO2. Эта смесь также позволяет использовать процесс переноса распылением, который может обеспечить более высокую производительность и более привлекательные сварные швы.Аргон также обеспечивает более узкий профиль проплавления, что полезно для угловых и стыковых швов. Если вы свариваете цветной металл — алюминий, магний или титан — вам потребуется 100-процентный аргон.

Кислород, также являющийся реактивным газом, может улучшить текучесть сварочной ванны, проплавление и стабильность дуги при работе с низкоуглеродистой, низколегированной и нержавеющей сталью. Однако он вызывает окисление металла шва, поэтому его не рекомендуется использовать с алюминием, магнием, медью или другими экзотическими металлами. Согласно AWS A5.32 Сварочные материалы — Газы и газовые смеси для сварки плавлением и родственных процессов, в нем говорится, что «кислород никогда не используется в качестве основного компонента защитного газа, но используется в качестве второстепенного компонента. A5.32 также утверждает, что« кислородные смеси обычно являются в количестве от 1 до 8 процентов ». Смеси, состоящие из 98 процентов аргона / 2 процентов кислорода и 92 процентов аргона / 8 процентов кислорода, являются обычными газовыми смесями.

Гелий, как и чистый аргон, обычно используется с цветными металлами, но также с нержавеющими сталями.Поскольку он обеспечивает широкий и глубокий профиль проникновения, гелий хорошо работает с толстыми материалами и обычно используется в соотношении от 25 до 75 процентов гелия к 75-25 процентам аргона. Регулировка этих соотношений изменит глубину проникновения, профиль валика и скорость движения. Гелий создает более «горячую» дугу, что позволяет увеличить скорость движения и повысить производительность. Однако он более дорогой и требует более высокой скорости потока, чем аргон, поэтому вам нужно будет рассчитать значение увеличения производительности по сравнению с увеличением стоимости газа.В случае нержавеющих сталей гелий обычно используется в трехкомпонентной смеси аргона и CO2.

На этом графике показано различие, которое расходные детали могут составлять в покрытии защитным газом. Фотография слева показывает хорошее покрытие, а покрытие на фотографии справа позволяет воздушной среде загрязнять защитный газ.

Подача газа в сварочную ванну
Однако все ваши усилия по выбору подходящего защитного газа будут потрачены впустую, если ваше оборудование не подает газ на сварной шов.Расходные детали горелки MIG, состоящие из диффузора, контактного наконечника и сопла, играют решающую роль в обеспечении надлежащей защиты сварочной ванны от воздушной атмосферы.

Если вы выберете слишком узкое сопло для данной области применения, или если диффузор забивается, например, брызгами, в сварочную ванну может попасть слишком мало защитного газа. Аналогичным образом, плохо спроектированный диффузор может не направлять защитный газ должным образом, что приведет к турбулентному несбалансированному потоку газа.Оба сценария могут допускать попадание воздуха в защитный газ и привести к чрезмерному разбрызгиванию, пористости и загрязнению сварных швов.

На этом разрезе показана система расходных материалов, в которой контактный наконечник установлен в диффузоре и удерживается на месте защитой от брызг внутри сопла.

При выборе расходных материалов для пистолета MIG выбирайте те, которые устойчивы к разбрызгиванию и обеспечивают достаточно широкое отверстие сопла для обеспечения достаточного покрытия защитным газом.Некоторые компании предлагают форсунки со встроенной защитой от брызг, которая также добавляет вторую фазу диффузии защитного газа, что приводит к еще более плавному и стабильному потоку защитного газа.

Выбор подходящего защитного газа для вашей конкретной области применения потребует тщательного анализа типа выполняемой вами сварки, а также ваших производственных приоритетов. Использование приведенных выше рекомендаций должно стать хорошим началом процесса обучения, но обязательно проконсультируйтесь с вашим местным дистрибьютором сварочных материалов, прежде чем принимать окончательное решение.

Вернуться к началу

Статьи по теме

Узнайте, где купить

.