Выбираем сварочный защитный газ

Газ активно используется при сварке. В одних случаях он выступает топливом, за счет которого происходит горение факела и расплавление металла. В других случаях он предотвращает взаимодействие уже расплавленного металла с внешней средой. Тогда его роль защитная. Какие бывают виды защитных газов и для сварки каких металлов они подходят, рассмотрим в этой статье.

В этой статье:

• Как действует защитный газ
• В каких видах сварки применяются защитные газы
• Отличия по свойствам защитного газа
• Какой конкретно газ выбирать для сварки и резки

Как действует защитный газ

Защитный газ при сварке изолирует расплавленный металл от взаимодействия с внешней средой. В результате:

сварочная ванна не бурлит, не кипит;

сварщик может хорошо контролировать процесс формирования шва;

соединение получается без пор, ровным, прочным.

Дополнительная роль защитного газа — охлаждение шва после сварки. Если прекратить подачу смеси сразу при затухании электрической дуги, не до конца застывший металл успеет вступить в реакцию с кислородом и появится кратер. Такая точка на замке кольцевого шва водопроводной трубы станет причиной протечки. Пост подача газа позволяет быстрее остудить стык, продолжая при этом его защиту, и скорее перейти сварщику на следующую задачу.

В каких видах сварки применяются защитные газы

Защитные газы применяются в двух видах сварки:

Полуавтоматическая (MIG/MAG). Выполняется при помощи полуавтомата. Здесь дуга горит между проволокой и изделием. Сварщик манипулирует горелкой. Проволока непрерывно подается с катушки, что позволяет прокладывать длинные швы. Напряжение передается на проволоку через токосъемный наконечник. Параллельно из сопла горелки подается газ, направленный на сварочную ванну. Метод отличается повышенной производительностью и удобством, поскольку вторая рука сварщика остается свободной, не нужно регулярно менять электроды.

Аргонодуговая (TIG). Задействован инверторный сварочный аппарат. Дуга горит между вольфрамовым электродом и изделием. Электрод не плавится, поэтому воздушный зазор легко поддерживать. Тонкие заготовки до 2.0 мм можно соединять за счет расплавленного металла кромок, если не нужна высокая прочность шва. В других случаях подается дополнительный присадочный металл свободной рукой сварщика. Сварщик манипулирует горелкой, из сопла которой выходит защитный газ. Аргонодуговая сварка медленнее, чем полуавтоматическая, зато позволяет сваривать очень тонкие металлы, выполнять аккуратные швы.

Отличия по свойствам защитного газа

Защитные газы при сварке бывают инертными и активными. Еще практикуется смешивание их между собой или соединение нескольких инертных газов. Возможны тройные объединения.

Инертные

Инертные — относятся к VIII группе периодической системы Д. Менделеева. Они нейтральны к большинству других химических веществ, поэтому при соприкосновении с расплавленным металлом проявляют пассивность. Газ никак не реагирует на водород, а значит сварочная ванна не бурлит. Это объясняется тем, что молекулы газа насыщены электронами, отталкивающими любые молекулы других веществ, не давая вступать в соединение.

Обозначаются инертные газы в названии сварки буквой «I», что означает Inert. Встречаются в аббревиатурах MIG (Metal Inert Gas) и TIG (Tungsten Inert Gas). Примеры инертных газов — аргон и гелий.

Активные

Активные — способны взаимодействовать с расплавленным металлом, изолируя его при этом от внешней среды. Могут растворяться в сварочной ванне. По свойствам активные газы подразделяются на окислительные (углекислый газ), восстановительные (водород) и газы с выборочной активностью. Последние вступают в реакцию только с определенными металлами, оставаясь к другим нейтральными. Например, азот активен только для алюминия и черных сталей.

Смешанные

Некоторые виды активных и пассивных газов смешиваются, что позволяет улучшать защиту сварочной ванны и облегчать наложение шва. Такие смеси обозначаются как MIX и содействуют:

снижению разбрызгивания металла;

успокоению сварочной ванны;

повышению стабильности горения дуги;

облегчению переноса капли;

меньшему воздействию на расплавленный металл (по сравнению с действием чисто активных газов).

Один из самых распространенных примеров смеси — 80% аргона и 20% углекислоты. Иногда бывает 75/25%. Его используют для полуавтоматической сварки черных металлов.

Другие миксы состоят только из инертных газов. Смешиванию подвергаются аргон и гелий (40/60% или 35/65%), благодаря чему сварочная ванна защищена еще лучше. Такой микс содействует выделению тепла в зоне сварки, повышая глубину провара.

Какой конкретно газ выбирать для сварки и резки

Рассмотрим распространенные сварочные защитные газы, их свойства и применение, что упростит выбор для конкретной задачи.

Аргон (Ar)

Углекислый газ (СО2)

Гелий (Не)

Азот

Кислород

Водород

Ответы на вопросы: о правильном выборе сварочного защитного газа

Чем лучше варить малоуглеродистую сталь миксом или углекислотой?

СкрытьПодробнее

При сварке чистой углекислотой дуга может немного гулять, повышается разбрызгивание металла. Аналогичный процесс в среде аргона и углекислоты проходит гораздо спокойнее, но стоит микс дороже. Для ответственных швов рекомендуем использовать защитный газ Ar+CO₂, а приварить пороги авто можно и дешевой углекислотой.

Какие бывают сварочные баллоны по объему?

СкрытьПодробнее

Баллоны с защитным газом бывают емкостью от 10 до 40 литров. Чем больше емкость, тем реже придется менять баллон при активной сварке. Но с увеличением вместимости, возрастает и вес. Например, баллон аргона 40 литров весит более 80 кг. Часто переставлять его неудобно, поэтому большие баллоны подходят только для стационарного рабочего места. Для выездной деятельности лучше купить баллон 10 л.

Где заправлять газовые баллоны?

СкрытьПодробнее

Заправить пустой баллон защитным газом для сварки можно в пункте заправки или непосредственно на предприятии, которое производит нужный газ (у них есть заправочные пункты на территории). Важно обращаться к сертифицированным компаниям, которые проводят вакуумизацию перед заправкой, удаляя воздух и другие газы из баллона, иначе новый газ может плохо повлиять на качество сварки.

На что смотреть при покупке/обмене газового баллона для сварки?

СкрытьПодробнее

Покупая сварочный баллон, проверьте дату следующего технического освидетельствования. Она не должна быть просрочена. При обмене пустого баллона на полный в специализированном пункте, смотрите тоже на дату ТО, но дополнительно оцените латунный вентиль. Он не должен быть погнут (иногда такое бывает от падения). Посмотрите на резьбу, куда будете прикручивать редуктор. Она не должна быть побита, иначе гайка не накрутится. Транспортировку баллона (пустого или полного) осуществляйте в защитном колпаке на вентиле.

Какое время пред и пост продувки выставлять при TIG сварке?

СкрытьПодробнее

Для каждого металла эти показатели разные. Для сварки черных или нержавеющих сталей настройте 0.5 с предпродувку и 5 с постродувку.

Как близко можно ставить баллоны с газом к месту сварки?

СкрытьПодробнее

Если речь идет о защитных газах при сварке, которые не горят (углекислота, аргон, микс, гелий), то обязательного расстояния, на которое должны быть удалены баллоны нет. Но падающие искры на редуктор, манометр, газовый шланг вряд ли пойдут на пользу оборудованию, поэтому располагайте баллон на дистанции 2-3 м. Это поможет не толкнуть его случайно при перемещении сварщика по рабочему месту.

Остались вопросы

Оставьте Ваши контактные данные и мы свяжемся с Вами в ближайшее время

Обратная связь

Вернуться к списку

Защитные газы | Сварка и сварщик

Защитные газы применяют при TIG сварке (сварка аргоном) и сварке полуавтоматом (MIG и MAG).

Основное назначение защитного газа для сварки – предотвращение прямого контакта окружающего воздуха с металлом сварочной ванны, вылетом проволоки и дугой. Защитный газ влияет на стабильность горения дуги, форму сварного шва, глубину проплавления и прочностные характеристики металла шва.

В качестве защитных газов используют инертные и активные газы, а также их смеси.

К инертным газам относятся аргон и гелий. Химически они не взаимодействуют с металлом и не растворяются в нем и обеспечивают защиту дуги и металла шва от воздуха, поэтому можно выполнять сварку плавящимся (MIG) и неплавящимся (TIG) электродом.

К активным защитным газам относятся углекислый газ, кислород, азот, водород и др. Активные газы защищают от воздействия воздуха, но сами химически взаимодействуют с жидким металлом или растворяются в нём. Ввиду того, что активные газы активно взаимодействуют т.е. окисляют вольфрам, их применяют исключительно при сварке плавящимся электродом (MAG).

В некоторых случаях преимущества и лучшие технологические свойства имеют сварочные смеси только инертных или инертных и активных газов.

Азот

химический элемент, атомный номер 7, атомная масса 14,0067. В воздухе свободный азот (в виде молекул N₂) составляет 78,09%. Немного легче воздуха, плотность 1,2506 кг/м³ при нулевой температуре и нормальном давлении. Температура кипения -195,8°C. Критическая температура -147°C и критическое давление 3,39 МПа. Бесцветный, без запаха и вкуса, нетоксичен, невоспламеняемый, невзрывоопасен и не поддерживающий горение газ в газообразном состоянии при обычной температуре обладает высокой инертностью. Химическая формула — N. В обычных условиях молекула азота двухатомная — N₂.

Аргон

химический элемент периодической системы Д. И. Менделеева, инертный газ, атомный номер 18, атомная масса 39,948. Объемная концентрация аргона в воздухе 0,9325% об. или 1,2862% вес. Аргон тяжелее воздуха, плотность 1,78 кг/м³ при нулевой температуре и нормальном давлении. Температура кипения -185,85°C. Обладает низким потенциалом ионизации 15,7 В. С большинством элементов аргон не образует химических соединений, кроме некоторых гидридов. В металлах аргон, как в жидком, так и в твердом состоянии нерастворим. При обычных условиях — бесцветный, негорючий, неядовитый газ, без запаха и вкуса. Химическая формула — Ar.

Гелий

химический элемент, атомный номер 2, атомная масса 4,0026, относится к инертным газам, без цвета и запаха. Объемное содержание гелия в воздухе 0,00052%. Гелий значительно легче воздуха, плотность 0,1785 кг/м³ при нулевой температуре и нормальном давлении. Температура кипения -268,9°С. Потенциал ионизации 25,4 В. Бесцветный, неядовитый, негорючий и невзрывоопасный газ, хорошо диффундирует через твердые тела. Химическая формула — He.

Углекислый газ

бесцветный газ с едва ощутимым запахом не ядовит, тяжелее воздуха. Углекислый газ широко распространен в природе. Растворяется в воде, образуя угольную кислоту Н₂CO₃, придает ей кислый вкус. В воздухе содержится около 0,03% углекислого газа. Плотность в 1,524 раза больше плотности воздуха и равна 0,001976 г/см³ (при нулевой температуре и давлении 101,3 кПа). Потенциал ионизации 14,3В. Химическая формула – CO₂.

Кислород

химический элемент, атомный номер 8, атомная масса 15,9994. Обычно концентрация кислорода (в виде молекул O₂) в атмосфере на уровне моря составляет по объему 21%. Кислород немного тяжелее воздуха, вес 1 м³ при 0° и 760 мм рт. ст. равен 1,43 кг. Плотность по отношению к воздуху 1,1. При температуре -182,97°C и давлении 760 мм рт. ст. кислород превращается в голубоватую легко подвижную жидкость, энергично испаряющуюся при нормальной температуре. При этом занимаемый газом объем уменьшается примерно в 850 раз. При нагревании жидкий кислород снова превращается в газ. Вес 1 л жидкого кислорода при температуре -183°C равен 1,14 кг. Жидкий кислород при атмосферном давлении затвердевает при температуре -218,4°C и образует кристаллы голубоватого цвета. Химическая формула – O. В обычных условиях молекула кислорода двухатомная — O₂.

Водород

химический элемент, первый по порядковому номеру в периодической системе Д. И. Менделеева. Атомная масса 1,00792. При обычных условиях водород — газ без цвета, запаха и вкуса, в 14,38 раза легче воздуха. Плотность 0,089870 г/л при нулевой температуре и нормальном давлении. Критическая температура -240°С. Химическая формула – H. В обычных условиях молекула водорода двухатомная — H₂.

Сварочные смеси применяются в сварочном производстве относительно недавно и связано это в первую очередь с высокой стоимостью отдельных компонентов: аргона и гелия. До середины 90-х годов повсеместно в странах СНГ для сварки полуавтоматом углеродистых сталей применяли углекислый газ, поскольку он тяжелее воздуха и хорошо обеспечивает защиту сварочной ванны, а для сварки алюминия и нержавеющих сталей — аргон, так как он, являясь инертным газом препятствует окислению и выгоранию легирующих элементов. Но по ряду отрицательных характеристик, однокомпонентные газы заменяются двух-, трех- и даже четырехкомпонентными сварочными смесями, чтобы полностью использовать все положительные качества каждого отдельно взятого газа.

Для хранения и транспортировки сжатых, сжиженных и растворенных газов, находящихся под давлением, применяют стальные баллоны. Баллоны имеют различную вместимость — от 0,4 до 55 дм³.

Газовый баллон — стальная емкость, предназначенная для хранения и транспортировки сжатых, сжиженных и растворенных газов под давлением.

Газовые баллоны изготовляют из бесшовных труб углеродистой и легированной стали. Для сжиженных газов допускается применение сварных корпусов при рабочем давлении менее 3 МПа.

Некоторые стандарты допускают изготовление корпуса из алюминия или композитных материалов, например ISO 11439. В качестве композитного материала применяют полимер, армированный углеродным волокном, который имеет очень высокие прочностные показатели. Газовые баллоны из композитных материалов сложнее в изготовлении, но у них есть главное преимущество — малый вес.

Подогреватель, расходомер и осушитель применяют при полуавтоматической сварке или как её еще называют MIG и MAG. Расходомер необходим для учета и установке оптимального расхода газа или сварочной смеси.

Поскольку углекислый газ в баллоне находится в жидком состоянии, при отборе из баллона происходит процесс испарения и превращение в газ, который уже поступает в сварочную горелку полуавтомата. В результате перехода из жидкого состояния в газообразное резко уменьшается температура газа и происходит процесс замерзания влаги в каналах редуктора и их заполнение льдом. Во избежание данного негативного эффекта применяют подогреватели газа, которые устанавливают между вентилем баллона и редуктором или расходомером. Но и этого иногда недостаточно так как из углекислоты необходимо удалить лишнюю влагу и для этого применяют осушители газа.

Страницы

• 1
• 2
• 3
• следующая ›
• последняя »

Защитный газ для сварки полуавтоматом: критерии и особенности выбора

В отличие от ручной дуговой сварки использование полуавтомата в большинстве случаев предполагает проведение работ непокрытым плавящимся электродом, что требует постоянной защиты сварочной ванны от пагубного воздействия атмосферного воздуха. Кроме того, некоторые металлы, склонные к быстрому поверхностному окислению, предъявляют особые требования к количеству и качеству внешней среды вокруг стыка свариваемых заготовок.

Содержание

• 1 Какие газы используются для сварки полуавтоматом
• 2 Аргон
• 3 Гелий
• 4 Углекислый газ
• 5 Пиролизный газ
• 6 Водород
• 7 Коксовый газ
• 8 Критерии и особенности выбора газа
• 9 Маркировка баллонов

Какие газы используются для сварки полуавтоматом

Надежную защиту сварочных ванн при полуавтоматической сварке обеспечивают активные газы (метод MAG) и инертные газы (метод MIG), а также их смеси. Они формируют среду, непроницаемую для атмосферного воздуха, и удерживают ее с момента начала плавления до кристаллизации ванны. Выбор конкретного защитного материала определяется составом и характеристиками заготовок, режимом сварки, требуемым качеством шва. Рассмотрим самые востребованные газы.

Аргон

Одноатомный инертный газ аргон (Ar) нашел широкое применение как в чистом виде, так и в составе газовых смесей. Он тяжелее воздуха, бесцветен, не пахнет и не ощущается в воздухе, но опасен в больших концентрациях. Чаще всего аргон используют для соединения заготовок из цветных металлов и их сплавов, в том числе хрупких и химически активных.

Среди достоинств газа:

• предотвращение всех посторонних химических реакций;
• глубокое проплавление при малой ширине шва;
• быстрый поджиг и стабильное горение дуги;
• относительно малый расход.

Главным недостатком аргона является его дороговизна. Кроме того, в некоторых случаях газ может способствовать повышенному разбрызгиванию металла из сварочной ванны, а также не всегда обеспечивает достаточную энергию дуги.

Так, соединение толстых заготовок из тугоплавких материалов чаще проводится не чистым аргоном, а аргоносодержащими смесями.

Гелий

«Главный инертный газ» гелий (He) намного легче воздуха, не имеет цвета и запаха. Чаще всего чистый гелий используют для ответственной сварки заготовок из алюминия и его сплавов. При работе с другими цветными металлами могут использоваться смеси Ar-He и Ar-He-CO₂ с различными пропорциями компонентов. Применение чистого гелия в MIG- и TIG-сварке дает такие преимущества:

• высокая теплопроводность и, как следствие, возможность наложения широких швов;
• высокая энергия дуги, незначительно изменяющаяся при изменении ее длины;
• надежная изоляция сварочной ванны от любого химического воздействия.

Однако важно помнить, что гелий дорого стоит и быстро расходуется. Ему свойственно усиливать разбрызгивание расплавленного материала, а с поджигом дуги в гелиевой среде у неопытного сварщика могут возникнуть большие сложности.

Углекислый газ

Углекислота относится к активным газам, она в 1,5 раза тяжелее воздуха, бесцветна и имеет едва различимый запах. Является единственным неинертным газом, который можно применять в чистом виде. Чаще всего углекислый газ используют для защиты сварочной ванны при работе порошковыми электродами и/или на короткой дуге. Это связано с такими его преимуществами:

• крайне высокая энергия дуги;
• быстрое и глубокое проплавление;
• очень низкая стоимость.

Углекислый газ не полностью исключает посторонние химические реакции, поэтому не рекомендуется к использованию в чистом виде с активными металлами.

Кроме того, он делает дугу нестабильной и провоцирует разбрызгивание расплавленного вещества, что затрудняет сварку.

Пиролизный газ

При нагревании древесных и некоторых других волокон до температуры не менее 450℃ выделяется несколько газов (водород, метан, этан, пропилен и т. п.), которые, смешиваясь, образуют пиролизный газ с температурой горения до 1100℃. По сравнению с другими средами пиролизная обладает такими преимуществами:

• простота синтеза;
• относительная дешевизна;
• щадящая проработка сварочной ванны без риска прожогов заготовок.

При этом материал не исключает вероятность возникновения окислительных реакций при работе с химически активными металлами. Его совместное использование с другими газами не рекомендуется, а вот обеднение путем удаления лишних фракций может улучшить качество пиролизного газа.

Водород

Одноатомный газ водород – самое распространенное и самое легкое вещество в мире. При его горении выделяется до 140 кДж тепла на каждый грамм, что в 2,5 раза превышает энергоотдачу природного газа и в 1,5-2 раза – инертных веществ. При использовании в качестве защитной сварочной среды водород гарантирует:

• равномерное проплавление ванны;
• формирование относительно узкого аккуратного шва;
• легкий поджиг и стабильное горение дуги;
• защиту от подавляющего большинства окислительных реакций.

Газ дешев и легко синтезируется в промышленных условиях. Использовать его рекомендуется для сваривания толстых заготовок, в том числе из тугоплавких металлов.

Главный риск здесь связан со взрывоопасностью сжатого водорода и водородно-кислородной смеси (т. н. гремучий газ). Поэтому к условиям заполнения, хранения и использования водородных баллонов предъявляются особые требования.

Коксовый газ

Материал выделяется при нагреве каменного угля до температуры 900-1100℃. Его основными компонентами являются водород, метан и оксиды карбона, кроме того, могут содержаться смолы, сероводород, аммиак. Наличие этих примесей делает коксовый газ непригодным для сварки большинства цветных металлов. При работе со стальными заготовками коксовая среда гарантирует:

• осторожную проработку стыка без перекала и прожига;
• стабильное горение дуги;
• низкое разбрызгивание.

Для улучшения свойств шва проводится физико-химическое очищение коксового газа, в процессе которого частично улавливаются и связываются механические примеси, удаляются нежелательные газовые фракции.

Критерии и особенности выбора газа

Выбор типа защитной среды для полуавтоматической сварки осуществляется на основе сведений о виде и марке металла заготовок, что, в свою очередь, указывает на их физико-химические особенности. В случае сваривания разнородных материалов основным считается менее стабильный и/или более тугоплавкий. Кроме того, должны учитываться:

1. Геометрические параметры заготовок и способ их подготовки под сварку.
2. Наличие и вид термообработки заготовок.
3. Технологические особенности сварочного процесса, требования к качеству шва.
4. Технические характеристики используемого оборудования и расходных материалов.
5. Внешние условия, в том числе: температура, влажность, наличие и сила ветра, удобство доступа к стыку.
6. Экономические показатели (стоимость и расчетный расход газа).

В таблице ниже приведены популярные виды металлов, а также газы и газовые смеси, рекомендуемые в качестве защитной среды для их сварки.

Материал	Сталь низкоуглеродистая	Сталь легированная, средне- или высокоуглеродистая	Алюминий и алюминийсодержащие сплавы
Ar	Да	Да	Да
He	Нет	Нет	Да
CO2	Да	Да, ограниченно	Нет
Ar+CO2	Да	Да	Нет
Ar+O2	Да	Да, ограниченно	Нет
Ar+He	Нет	Да	Да
Ar+CO2+O2	Да	Да, ограниченно	Нет
Ar+H2	Да, ограниченно	Да	Нет
Ar+He+CO2	Да	Да	Нет
He+Ar+CO2	Нет	Да	Нет

Для MIG- и MAG-сварки подходят все указанные газы, для метода TIG рекомендуются аргон или гелий в чистом виде, а также их смесь. Иногда при работе с плавящимся электродом используют смесь аргона с водородом. Важно учитывать, что от правильного выбора защитного газа зависят:

• качество и аккуратность шва;
• безопасность проведения работ;
• финансовые и трудовые затраты.

Не допускается смена защитной среды в процессе сварки, даже если она проходит послойно с полной кристаллизацией. Подача газа должна начинаться за 15-30 секунд до поджига дуги и завершаться после затвердевания ванны.

Маркировка баллонов

Баллоны для газов

№#

Название

Рейтинг

Цвет

Горючий

1

Пропан

Красный

Подробнее

2

Ацетилен

Белый

Подробнее

3

Кислород

Синий

Подробнее

4

Углекислота

Чёрный с белой маркировкой

Подробнее

5

Аргон (чистый)

Серый

Подробнее

6

Азот

Чёрный с жёлтой маркировкой

Подробнее

7

Гелий

Коричневый

Подробнее

Выбор сварочного защитного газа — Торговый Дом Центр Сварки

Защитный газ играет наиважнейшую роль в процессе создания качественного сварного соединения для следующих видов сварки:

• MIG — Metal Inert Gas. Метод дуговой сварки в защитной среде инертного газа с помощью плавящегося электрода в виде стальной или иной проволоки в зависимости от типа соединяемого металла.
  
• MAG — Metal Active Gas. Так же, метод полуавтоматической сварки, но уже в среде активного газа.
• TIG — Tungsten Inert Gas. Технология дуговой сварки в среде инертного газа неплавящимся электродом.

Зачем нужен защитный газ в сварке?

Сварочная ванна подвержена негативному влиянию кислорода из атмосферы, который может ослабить коррозионную стойкость шва, снизить его прочность и привести к образованию пор. Поток газа заключает сварочную ванну в защитную оболочку, предохраняя от вредного внешнего воздействия атмосферного воздуха, тем самым защищая затвердевающий расплавленный сварной шов от окисления, а также от содержащихся в воздухе примесей и влаги.

Виды защитных газов.

Инертные. Вид газов, которые химически не взаимодействуют с нагретым металлом и не растворяются в нем. Предназначены для сварки алюминия, магния, сварки титана и их сплавов, склонных при нагреве к энергичному взаимодействию с кислородом, азотом и водородом.

Пример: Аргон, Гелий, Азот (только при сварке меди и медных сплавов).

Активные. Вступают в химическое взаимодействие со свариваемым металлом и растворяются в нем.

Пример: Углекислый Газ, Водород, Кислород, Азот.

Основные сварочные газы:

• АРГОН
  

Бесцветный, неядовитый, взрывобезопасный газ без вкуса и запаха. Обычно используются для аргонодуговой TIG сварки для всех материалов и MIG сварки цветных металлов, например алюминий. Аргон химически инертен, что делает его пригодным для сварки химически активных и тугоплавких металлов. Этот газ имеет низкую теплопроводность и потенциал ионизации, что приводит к низкой передаче тепла на внешнюю область сварочной дуги. В результате формируется узкий столб дуги, который в свою очередь, создает традиционный для сварки в чистом аргоне профиль сварочного шва: глубокий и относительно узкий. Хранится и транспортируется в баллонах серого цвета с зеленой надписью.

• ГЕЛИЙ

Легче воздуха, без запаха, цвета, вкуса, не ядовит. Является одноатомным инертным газом. Чаще всего используется для аргонодуговой TIG сварки цветных металлов и для сварки в потолочном положении. Имеет высокую проводимость тепла и потенциал ионизации. При сварке гелием профиль сварочного шва получается широким, хорошо смочен по краю и с довольно высоким тепловложением. Благодаря этим особенностям его чаще всего используется в качестве добавок к аргону и применяется для сваривания химически чистых или активных металлов, алюминиевых или магниевых сплавов, для обеспечения большой глубины проплавления. Хранится и транспортируется в коричневых баллонах с белой надписью.

• УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ

Углекислый газ обеспечивает довольно глубокое проплавление, поэтому популярен при сварке толстого металла. К недостаткам сварки в среде углекислого газа относится менее стабильная сварочная дуга, приводящая к большому образованию брызг. Также его возможна работа только на короткой дуге. Обычно используется для полуавтоматической MAG сварки короткой дугой и MAG сварки порошковой проволокой. Хранится и транспортируется в баллонах черного цвета с желтой надписью.

Сварочные газы, используемые как компоненты сварочной смеси газов:

Смеси газов имеют более высокие технологические показатели, чем чистые газы. При применении их в сварочном процессе мы получаем: мелкокапельный перенос жидкого металла, формирование качественного шва, уменьшение потерь на разбрызгивание.

• КИСЛОРОД.

Кислород — двухатомный, активный защитный газ. Обычно используется для MIG MAG сварки как один из компонентов сварочной смеси, в концентрации менее 10%. Кислород обеспечивает очень широкий профиль сварочного шва с неглубоким проплавлением и высокое тепловложение на поверхности металла. Кислородо-аргонные смеси обладают характерным профилем проплавления сварочного шва в виде «шляпки гвоздя». Кислород также используется в тройных смесях с СО2 и аргоном, где он обеспечивает хорошую смачиваемость и преимущества струйного переноса. Хранится и транспортируется в баллонах голубого цвета с черной надписью.

• ВОДОРОД.

Водород — двухатомный, активный газ. Применяется при сварке аустенитной нержавеющей стали для удаления оксида и повышения тепловложения. В результате получается широкий сварочный шов с увеличенным проплавлением. Концентрация в сварочной смеси обычно не более 10%, а при плазменной резке нержавеющей стали от 30 до 40%. Хранится и транспортируется в баллонах зеленого цвета с красной надписью.

• АЗОТ.

Азот используется реже всего для защитных целей сварочной ванны. Он, в основном, используется для того, чтобы повысить коррозионную стойкость в дуплексных сталях. Хранится и транспортируется в баллонах черного цвета с желтой надписью.

Сварочные смеси газов:

Отличаются от химически чистых газов более высокими технологическими показателями. Позволяют получить мелкокапельный перенос жидкого металла, формируют более качественный шов и уменьшает потери на разбрызгивание. При помощи сочетания сварочных газов можно добиться увеличения производительности процесса сварки, увеличить глубину проплавления, стабилизировать электрическую дугу, повысить качество сварного соединения.

	Сварка TIG			Сварка MIG/MAG
Сварочный газ или смесь	сталь	нерж. сталь	алюминий	сталь	нерж. сталь	алюминий
Аргон (Ar)	+	+	+			+
Гелий (He)			+
Углекислый газ (СО2)				+
Смесь Ar/ СО2				+	+
Смесь Ar/ О2				+	+
Смесь Ar/ He		+	+		+	+
Смесь Ar/ СО2/ О2				+
Смесь Ar/ H2		+
Смесь He/ Ar/ СО2					+
Смесь Ar/ He/ СО2				+	+

Выбор защитного газа для сварки − все про сварочное оборудование и сварку

Влияние защитного газа на ход сварки

Нередко даже опытные сварщики забывают о том, что используемый защитный газ играет немаловажную роль в процессе сварки. Между тем защитные газы оказывают заметное влияние на характеристики и геометрию сварочного шва, режим переноса металла, задымленность и некоторые другие характеристики.
Разумный подбор защитного газа для выполнения сварки TIG аргонодуговой и MIG MAG полуавтоматической способен значительно повысить производительность, увеличить глубину проплавления и качество сварки.

Чистые газы, применяемые для сварки

Углекислый газ, аргон, и гелий могут использоваться для сварочных работ в чистом виде. Их воздействие на ход сварки и частоту появления дефектов может быть как положительным, так и отрицательным.
Углекислый газ
СО2 — это активный газ, который обычно применяют для MAG сварки с применением порошковой проволокой и полуавтоматической сварки короткой дугой MAG. Углекислота – один из наиболее активных газов, применяемых для сварки MAG. Это единственный используемый без добавления инертных газов вариант.
В силу своей распространенности это один из самых недорогих и доступных защитных газов. Если снижение финансовых затрат является для компании приоритетом, СО2 становится одним из наиболее привлекательных вариантов. Углекислый газ способен обеспечить глубокое проплавление. Это отличный вариант для работы с толстым металлом, но сварочная дуга в таком газе менее стабильна, результатом чего является большое количество брызг. Это делает невозможной выполнение сварки со струйным переносом.

Аргон

Как правило, чистый аргон используется исключительно для выполнения TIG сварки аргонодуговой всех материалов и MIG сварки только цветных металлов. Этот газ инертен, что делает его хорошим вариантом для сварки тугоплавких и активных металлов.
Газ аргон имеет невысокие потенциал ионизации и теплопроводность. Это ведет к низкой передаче на внешнюю область сварочной дуги тепла. Итогом становится формирование узкого столба дуги и образование специфического, характерного для сварки в 100% аргоне профиля шва – довольно узкого и глубокого.

Гелий

Одноатомный инертный газ гелий применяется чаще всего для аргонодуговой сварки TIG цветных металлов. Гелий отличается высокими потенциалам ионизации и проводимостью тепла. В результате эффект в ходе сварки достигается противоположный, если сравнивать с применением аргона. Для сварки с использованием гелия характерны более высокое тепловложение, неплохое смачивание по краю и формирование широкого профиля сварного шва.

Сварочные газы, являющиеся компонентами сварочных газовых смесей

Азот

Применяется чаще всего для увеличения коррозийной устойчивости в дуплексных сталях. Для защитных целей используется азот довольно редко.

Водород

Активный двухатомный компонент защитных газов. В смеси используется в концентрации не менее 10%. В большинстве случаев применяется при выполнении сварки нержавеющей аустенитной стали для увеличения тепловложения и удаления оксида. Результат, как и для всех газов с двухатомными молекулами в результате дает на поверхности широкий сварочный шов с увеличенным проплавлением.
Не подходит водород для мартенсистых и ферритных сталей по причине возникновения трещин. Он применяется в концентрациях от 30% до 40% для плазменной резки нержавеющей стали, что в результате приводит к сокращению количества шлака и увеличения мощности.

Кислород

Активный защитный газ, двухатомный, в большинстве случаев применяется для MIG MAG сварки в качестве одного из компонентов сварочной смеси. Концентрация газа не менее 10%. Кислород обеспечивает широкий профиль шва с неглубоким проплавлением. Тепловложение на поверхности металла высокое. Кислородно-аргоновые смеси дают характерный профиль проплавления сварочного шва, специфическую «шляпку гвоздя». Кислород применяется в тройных смесях с аргоном и углекислым газом. При этом он дает возможность обеспечить хорошую смачиваемость и некоторые преимущества струйного переноса.

Сварочные газовые смеси

В зависимости от используемых материалов и сварочного процесса, применяемых для сварки, могут использоваться разные сварочные смеси и газы. Затраты на приобретение сварочного газа составляют всего 2 – 5% от всех финансовых вложений в сварку. Но и недооценивать размеры этих затрат не стоит.
Правильный выбор газа или газовой смеси серьезно влияет на расход материалов, геометрию формируемого в результате сварки шва и общего хода работ. Влияет выбор газа и на производительность труда, время, затрачиваемое на устранение формируемых дефектов и обработку сварочных швов.

Поделитесь с друзьями:

Как выбрать сварочный газ — виды и требования к сварочным газовым смесям

Среди сварочных материалов особое место занимают газы. Именно от них зависит качество шва и производительность выполняемых работ. Многие металлы при нагревании начинают активно взаимодействовать с воздухом и влагой, содержащейся в нём. Это приводит к снижению прочности полученного соединения. На шве образуются поры и трещины, ухудшается коррозийная стойкость. 

Сварочные газы выполняют защитную функцию. Они обволакивают горячую рабочую область, вытесняя воздух, который содержит вредные примеси и частицы воды. Кроме этого, газовое облако помогает улучшить свойства электрической дуги и способствует более глубокому проплавлению металла. 

Виды сварочных газов

Один из частых вопросов на форумах, посвящённых сварке методами MIG/MAG и TIG звучит так: «Какой газ нужен для сварочного полуавтомата?». Здесь многое зависит от того, с каким металлом планируется работать. Но прежде чем ответить, подробно рассмотрим основные сварочные газы:

• аргон;
• гелий;
• азот;
• углекислый газ;
• водород;
• кислород.

По виду защитные газы для сварки делятся на инертные (гелий, аргон) и активные (кислород, водород, углекислый газ). Первые не вступают в реакцию с обрабатываемым материалом. Их используют для сварки металлов и сплавов, склонных при повышении температуры взаимодействовать с компонентами воздуха. К ним относятся титан, магний, алюминий и пр., а также их сплавы. Вторые же, напротив, взаимодействуют со свариваемым материалом и способны растворяться в нём.

Отдельно можно выделить азот. Его чаще относят к активным, но применяют и в качестве инертного для сварки меди и её сплавов.

Чистые (основные) сварочные газы

Сначала поговорим о газах, которые используются для сварки в чистом виде.

Аргон. Чаще им варят чёрные металлы, нержавеющую сталь (аргонодуговым методом TIG) и цветные металлы (методом MIG). Имеет инертные свойства, хорошо подходит для сваривания тугоплавких металлов. Низкая теплопроводность обеспечивает сосредоточение тепла на внутренней части дуги, улучшая формирование её столба. Шов получается узким и глубоким. Сварочный газ аргон взрывоопасен. Для хранения используют баллоны, окрашенные в серый цвет с зелёной маркировкой.
Гелий. Применяется для сварки химически чистых или активных цветных металлов, сплавов на основе алюминия и магния аргонодуговым методом TIG. Часто используется в качестве добавки к аргону. Позволяет получить широкий шов с хорошим показателем смачивания по краю и большой глубиной проплавления. Хорошо проводит тепло и имеет высокий ионизационный потенциал. Гелий легче воздуха, благодаря этому, его можно использовать для выполнения потолочных швов. Закачивается в коричневые баллоны, маркируется белым цветом.
Углекислый газ. Уникален тем, что его можно использовать в абсолютно чистом виде, без добавления иных инертных газов. Используется как для полуавтомата (MAG на короткой дуге), так и для ручной дуговой сварки порошковыми электродами. Углекислотой варят сталь. Причём за счёт возможности глубокого проплавления можно выполнять соединение толстостенных металлов. Ещё одно преимущество С0₂ заключается в его низкой стоимости. К недостаткам относят нестабильность дуги и сильное разбрызгивание. Для углекислого газа используют баллоны чёрного цвета с жёлтой маркировкой.

Дополнительные сварочные газы

Вспомогательные газы используют в качестве компонентов сварочных газовых смесей. К ним относятся:

1. Кислород. Смешивается с аргоном и углекислотой в концентрации до 10%. Добавление кислорода способствует стабилизации дуги, ускоренному окислению и повышению температуры горения. Шов получается неглубоким с широким профилем.
2. Водород. Добавляется в аргон (не более 10%). Улучшает теплопроводность, способствует удалению окисей. Незаменим при сварке высоколегированной (аустенитной) нержавейки. Образует широкий шов.
3. Азот. В качестве защитной среды применяется для сварки меди. Чаще используют в работе с двухфазными нержавеющими сталями для повышения стойкости шва к коррозии.

Сварочные газовые смеси позволяют получить дополнительные технологические преимущества. Их использование повышает стабильность дуги и улучшает характеристики шва. Вместе с тем усиливается защита сварочной ванны.

Расход сварочных газов

Точно рассчитать сколько понадобится газа при сварке того или иного изделия не получится. Это зависит от множества факторов. Существует несколько методов приблизительного подсчёта.
Чаще всего при работе полуавтоматом применяют такую формулу: N =  х  , где  – расход проволоки на изделие (кг), а  – коэффициент расхода газа на 1 кг проволоки. За  принимают значение от 1,15 до 1,3.
Ещё одна формула подсчёта приблизительного расхода сварочной смеси газов выглядит так:
Р =  х Т , где  – удельное значение расхода газовой смеси, а Т – время работы.
Удельный расход напрямую зависит от выбранной силы тока и диаметра присадочной проволоки. Для примера представим таблицу расхода сварочной смеси из аргона и углекислоты:

Диаметр Проволоки (мм)	Сила Тока (А)	Расход Смеси Ar+CO₂ (л/мин)
0. 8	60-120	8-9
1.0	60-160	8-9
1.2	100-250	9-12
1.4	120-320	12-15
1.6	240-260	14-15
1.6	260-380	15-18
2. 0	240-280	15-18
2.0	280-450	18-20

Применение

Теперь о том, какие газовые смеси подходят для сварки тех или иных металлов. Коротко это можно выразить списком:

• Ar – сталь, нержавейка, цветные металлы;
• He – алюминиевые и магниевые сплавы;
• CO₂ – сталь;
• Ar+CO₂ − сталь и нержавейка;
• Ar+O₂ − сталь и нержавейка;
• Ar+He – нержавеющая сталь и цветные металлы;
• Ar+O₂+CO₂ − сталь;
• Ar+H₂ − нержавеющая сталь;
• Ar+He+CO₂ − сталь и нержавейка.
• Газы могут иметь как положительное влияние на процесс сварки, так и отрицательное. Всё зависит от правильного применения и пропорций смеси.

Заправка сварочных газов

К выбору поставщика газов необходимо отнестись крайне ответственно. От этого зависит ваша безопасность и качество работы.

Каждый сварочный газ заправляется в баллоны определённого цвета с маркировкой. Перед тем как наполнить ёмкость, необходимо проинспектировать её состояние как изнутри, так и снаружи. После осмотра и проверки на герметичность проводится процесс вакуумирования и дегазации баллона, чтобы избавить его от накопившихся внутри посторонних веществ и конденсата.

Оборудование для газовой сварки

Работа с газом требует ответственного отношения к подбору сварочного оборудования. Здесь имеет значение каждая мелочь. В каталоге, представленном на сайте компании-производителя «КЕДР», вы найдёте всё необходимое для газовой сварки. Продукция сертифицирована и проходит многоэтапный контроль качества.

Как сварить тонкий металл

Организация сварочного поста

Термообработка сварных швов

Как сделать магнитный уголок для сварки своими руками

Что такое сварочные защитные газы и почему они важны?

Опубликовано 19 сентября 2019 г.

7 минут

• Операционное совершенство

Сварка вызывает в воображении определенное очарование высоких температур и раскаленных добела искр, смешанных с суровым очарованием. Это процесс, который требует очень искусного баланса силы и строгой точности. Еще до того, как сварщик зажжет свое пламя, правильная газовая смесь — это уже полдела.

ПОЧЕМУ ТАК ВАЖНА ПРАВИЛЬНАЯ ГАЗОВАЯ СМЕСЬ?

Экранирование защищает расплавленный металл от реакции с атмосферными газами, такими как кислород, двуокись углерода, азот и водяной пар. Плавный процесс сварки требует тщательного выбора газов с учетом их свойств. Неправильный выбор газа может привести к дефектам и неправильной сварке.

ЧТО ТАКОЕ ЗАЩИТНЫЕ ГАЗЫ?

Защитные газы — это инертные или полуинертные газы, защищающие сварной шов от повреждения в результате контакта с атмосферными газами. Они влияют на количество тепла, выделяемого дугой, и на внешний вид образующегося валика сварного шва.

ИНЕРТНЫЕ ГАЗЫ ПРИ СВАРКЕ

Инертные газы (также известные как благородные газы) бесцветны, не имеют запаха и химически неактивны.

АРГОН

Чистый аргон часто используется с алюминием и цветными металлами. Этот газ хорошо подходит для защиты плоских сварных швов и сварных швов с глубокими канавками.

Аргон подходит для более легкого пуска, применения с переменным током (AC) и для более длинных дуг при более низких напряжениях. Добавление гелия улучшает свойства теплопередачи аргона, а смесь аргона с углекислым газом или кислородом может помочь стабилизировать дугу.

ГЕЛИЙ

Чистый гелий идеально подходит для сварки магния, меди и алюминия. Однако это создает неравномерную дугу, которая может привести к разбрызгиванию при работе со сталью. Гелий эффективен при механизированной сварке, но допускает меньше ошибок при ручной сварке.

Для очистки катодов можно использовать гелий-аргоновую смесь.

ПОЛУИНЕРТНЫЕ ГАЗЫ ПРИ СВАРКЕ

Газы с низкой химической активностью относятся к полуинертным газам. Правильная смесь полуинертных газов в нужных количествах может улучшить качество сварного шва.

ВОДОРОД

Водород может обеспечить более чистые поверхности сварки и лучшие профили валиков для сортов нержавеющей стали, чувствительных к кислороду. Однако при неправильном использовании захваченный газ может вызвать пористость сварного шва и растрескивание под валиком в углеродистых и низколегированных сталях.

Добавление водорода в аргон углубляет провар и увеличивает скорость сварки.

АЗОТ

Азот увеличивает проплавление сварного шва и стабильность дуги. Смеси азота могут улучшить механические свойства сплавов, содержащих азот, и предотвратить точечную коррозию, а также потерю азота из металла.

КИСЛОРОД

Смеси кислорода также обычно используются для защиты сварных швов. Они стабилизируют дугу, минимизируют разбрызгивание и улучшают перенос металла.

Окислительные свойства кислорода делают его непригодным для работы с медью, алюминием и магнием. Газ следует использовать экономно, так как слишком много может привести к тому, что продукты станут хрупкими.

ДВУОКИСЬ УГЛЕРОДА

Углекислый газ улучшает скорость сварки, проплавление и механические свойства, что делает его наиболее подходящим для сварки стали в среде инертного газа (MIG).

Однако этот газ также вызывает более шаткую дугу, потери на разбрызгивание и большое количество дыма. Смешивание углекислого газа с аргоном сводит к минимуму разбрызгивание.

Углекислый газ нельзя использовать с тонкими металлами, такими как алюминий, который не выдерживает высоких температур.

ОСНОВНЫЕ ЗНАНИЯ О ГАЗАХ ПРИ СВАРКЕ

Понимание роли, которую эти газы играют при сварке, имеет решающее значение для сварщика, где каждая мельчайшая деталь влияет на общий процесс. Практика с правильными инструментами и под руководством инструктора — лучший способ определить лучшие газы и их применение в ваших сварочных проектах.

Глоссарий

Дуговая сварка — соединение двух или более металлических деталей в одну деталь с помощью электричества проплавление – расстояние плавления до основного металла, коррелирующее с прочностью
Пористость сварного шва – количество газа, захваченного внутри сварного шва, в результате чего образуются круглые отверстия
Скорость сварки – более низкая скорость сварки обеспечивает более глубокое проплавление сварного шва0098 Сварка металлов в среде инертного газа (MIG) – непрерывный сплошной проволочный электрод и защитный газ подаются через сварочную горелку в сварочную ванну, соединяя вместе два основных материала.
Потери азота – приводит к образованию более крупных зерен. или без железа
Точечная коррозия – трудно обнаруживаемые полости в материалах
Брызги – нежелательные капли расплавленного материала
Потеря разбрызгивания – материал теряется в виде брызг

Истории, которые могут быть вам интересны

• Не только данные в электронике

  Узнайте больше

• Повышение безопасности дорожного движения: интеграция технологий, передовых методов и надежной культуры

  Узнайте больше

• Цифровизация поставок: развертывание OBC для обеспечения надежности, эффективности и защиты окружающей среды

  Узнайте больше

Защитные газы, используемые при сварке — Baker’s Gas & Welding Supplies, Inc.

Делиться:

BakersGas

Инертные или полуинертные газы, используемые при дуговой сварке металлическим электродом в среде защитного газа и сварке вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GMAW/GTAW или MIG/TIG), защищают зону сварки от атмосферных газов. Газы в атмосфере включают кислород, азот, углекислый газ и водяной пар. Они могут ухудшить качество сварки. Неправильный выбор защитного газа может привести к пористому и слабому сварному шву, чрезмерному разбрызгиванию и снижению производительности.

При дуговой сварке металлическим электродом используется электрод, покрытый флюсом, который при нагревании выделяет углекислый газ. Этот полуинертный газ обеспечивает соответствующую защиту при сварке стали. При лазерной сварке защитный газ предотвращает образование плазменного облака над сварным швом.

Шесть благородных газов (без запаха, бесцветные, одноатомные, с низкой химической активностью): гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон. Из них только гелий и аргон являются достаточно экономичными для использования в сварке. Эти инертные газы используются в GTAW и GMAW для цветных материалов.

Полуинертные газы включают двуокись углерода, кислород, азот и водород. Эти полуинертные газы в контролируемых количествах могут улучшить сварные швы. Большинство из них при чрезмерном нанесении могут повредить сварной шов. Газы могут использоваться в чистом виде или в виде смеси двух или трех газов.

Свойства

Первыми важными свойствами являются теплопроводность и теплопередача . Относительная плотность и легкость ионизации также имеют решающее значение. Теплопередача необходима для нагрева сварного шва вокруг дуги. Способность к ионизации влияет на запуск дуги и требования к напряжению.

Гелий , газ легче воздуха, требует большей скорости потока. Более высокая скорость потока и его стоимость приводят к тому, что гелий теряет свое место в качестве первого выбора для сварки в больших объемах. Теплопроводность высокая. Гелий требует более высокого напряжения для запуска дуги, потому что его нелегко ионизировать. Идеально подходит для алюминия, магния и меди; гелий обеспечивает глубокий широкий шов. Смеси гелия могут использоваться для сварки нержавеющей стали или алюминия. Чистый гелий обеспечивает неустойчивую дугу и способствует разбрызгиванию при работе со сталью.

Аргон тяжелее воздуха, требуется меньший расход. Инертный газ не вступает в реакцию с расплавленными металлами, имеет низкую теплопроводность и легко ионизируется. Стабильная дуга с отличным путем тока и высокой плотностью тока обеспечивает очень узкий конус дуги и узкий профиль проплавления. Чистый аргон часто используется при сварке алюминия и цветных металлов. Чистый аргон не используется для сварки стали. Добавление гелия улучшит теплопередачу. Кислород или углекислый газ стабилизируют дугу.

Углекислый газ обладает хорошей теплопроводностью и обеспечивает очень глубокий шов, но дуга несколько нестабильна, а разбрызгивание увеличивается. Смеси аргона и двуокиси углерода распространены, поскольку аргон подавляет разбрызгивание. Углекислый газ дешев, но имеет большое количество дыма. Его можно использовать для углеродистой стали.

Кислород используется в качестве добавки. Добавление двух-пяти процентов к аргону повысит стабильность дуги, уменьшит поверхностное натяжение и увеличит смачивание твердого металла. Из-за окислительных свойств его нельзя использовать для сварки алюминия, магния или меди. Окисление электрода приводит к пористому отложению (без достаточного количества раскислителей). Слишком много кислорода может привести к ломкости.

Азот увеличивает проплавление сварного шва и повышает стабильность дуги. Он используется для некоторых нержавеющих сталей, но вызывает пористость углеродистых сталей. Можно использовать чистый азот, водород-азот или аргон-диоксид углерода-азот. При использовании сплава, содержащего азот, смеси газообразного азота улучшают механические свойства, противодействуют точечной коррозии и предотвращают потерю азота из металла. Его можно использовать в некоторых случаях лазерной сварки.

Водород улучшает текучесть металла, улучшает чистоту поверхности и может использоваться с никелем и некоторыми нержавеющими сталями. Многие сплавы и углеродистую сталь можно сделать более хрупкими. При добавлении к аргону и углекислому газу он противодействует окислению, сужает дугу, повышает температуру дуги и улучшает проплавление сварного шва. Можно использовать с медью.

Существует множество комбинаций и специальных газовых добавок. Оксид азота восстанавливает озон. Гексафторид серы защищает сварку алюминия. Для алюминиево-литиевых сплавов добавляют дихлордифторметан. Следите за будущим постом о распространенных газовых смесях и применениях.

Связанные продукты

Газовые цилиндры турботорх

SKU: Vic-Cylinder

Miller Argon/Helium Gas Mixer

SKU: MIL299-006-3C

SKU: MIL299-006-3C

SKU: MIL299-006-3C

: MIL299-006-3C

. 0002

HARRIS 355-2 Compact Sheilding Gas Kit

SKU: HAR4400235

Lincoln Power Mig 216 MIG Welder

SKU: LINK2816-2

 

The post Shielding Gases Used in Welding appeared first на Weld My World.

Поданный в: аргон, углекислый газ, Оборудование, гелий, водород, инертные газы, азот, благородные газы, кислород, полуинертные газы, защитные газы, Советы, сварочный газ, сварочные газы, Руководство по сварке для начинающих

Делиться: Предыдущая статья Прибыл Optrel e3000X PAPR с защитной маской Clearmaxx Face Shield

Какие защитные газы используются для сварки?

Защитные газы используются главным образом для защиты расплавленной сварочной ванны от загрязнения кислородом, азотом и другими загрязняющими веществами из атмосферы. Защитные газы также определяют перенос сварного шва, проникновение наплавленного валика, стабильность дуги, механические свойства и общее качество готового сварного шва. Чтобы понять роль газов, используемых для сварки, мы должны рассмотреть процессы и типы свариваемых металлов.

 

Процесс дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW) используется для сварки всех типов металлов, а в качестве защитного газа номер один используется аргон. Аргон — это инертный газ, который не вступает в реакцию ни с какими металлами, поэтому он не загрязняет неплавящийся вольфрамовый электрод, который используется при сварке GTAW для создания сварочной дуги. Следовательно, аргон можно использовать для защиты при сварке ферритных металлов, таких как сталь, и цветных металлов, таких как алюминий. При сварке более толстого алюминия добавление гелия, который также является инертным газом, к аргону может использоваться для создания смеси, которая будет генерировать больше тепла и проникновения. Аргоно-водородные смеси используются для сварки аустенитных нержавеющих сталей, а также никель-медных и сплавов на основе никеля.

 

Процесс дуговой сварки металлическим газом (GMAW) также используется для сварки всех типов металлов, как черных, так и цветных. Четыре наиболее распространенных газа, используемых при сварке GMAW, — это аргон, гелий, углекислый газ (CO2) и кислород (O2). И аргон, и гелий являются инертными газами и могут использоваться отдельно или в смеси друг с другом, однако аргон отдельно не рекомендуется для сварки стали и других черных металлов. Газ не обладает достаточной теплопроводностью для создания жидкой сварочной ванны, а внешние края дуги холодные. Это приводит к остроконечной форме валика сварного шва с подрезом и узкому проплавлению, что может быть неприемлемо для некоторых стандартов, см. рис. 1.9.0003

 

Рис. 1. Сварка GMAW со 100% аргоновой защитой стали

 

Двуокись углерода (CO2) является химически активным газом, и это единственный химически активный газ, который можно использовать в чистом виде для сварки черных металлов, таких как как сталь. Защитный газ CO2 обеспечивает более глубокое и широкое проплавление сварного шва, особенно на толстом листе. Однако дуга менее стабильна и разбрызгивается больше, чем при смешивании с инертным газом, таким как аргон. См. рис. 2.

 

Рис. 2. Сварка GMAW с использованием 100 % CO2

В настоящее время большинство защитных газов для сварки стали GMAW представляют собой смесь аргона и CO2. Для сварки тонкой стали толщиной от калибра до 3 мм обычно используется смесь 25% CO2 и 75% аргона, а тип переноса дуги известен как перенос короткого замыкания. Этот тип переноса можно использовать для сварки во всех положениях. Перенос короткого замыкания происходит в более низком диапазоне сварочных токов с электродами меньшего диаметра и дает небольшой, быстро замерзающий шов, подходящий для сварки тонкого материала, и позволяет контролировать дугу при сварке в нерабочем положении и перекрытии больших корневых отверстий.

 

Когда мы уменьшаем количество CO2 в диапазоне от 8% до 15% CO2 в аргоне, мы теперь можем увеличить силу тока и добиться струйного переноса, который используется для сварки более толстых материалов от 3 мм и выше. Перенос струи происходит в более высоких диапазонах тока и создает большую сварочную ванну, которая лучше всего подходит для плоской и горизонтальной сварки. Внедрение импульсного переноса GMAW, который переключает ток с высокого пикового тока на более низкий фоновый ток до сотен или даже тысяч раз в секунду, позволяет выполнять процесс сварки в переносе струйного типа и выполнять сварку во всех положениях.

 

Мы также можем использовать кислородно-аргоновые смеси для улучшения текучести металла сварного шва. Смеси, такие как 2% кислорода в аргоне, могут обеспечить перенос распылением и использоваться для сварки стали и нержавеющей стали. На рис. 3 показаны различные провары и профили сварного шва с использованием вышеупомянутых газовых смесей.

 

Рис. 3. Изображения формы наплавленного валика и проплавления с использованием различных газовых смесей

Для сварки GMAW цветных металлов, таких как алюминий, наиболее распространенными защитными газами являются 100% аргон или смесь аргона и гелия

 

В процессе дуговой сварки порошковой проволокой (FCAW) также используется 100% CO2 для сварки стали или аустенитных сплавов нержавеющей стали. Присадочная проволока FCAW разработана для использования 100 % CO2 и при правильном выборе расходных материалов может использоваться во всех положениях. Тип переноса дуги с использованием 100% CO2 — шаровидный, обеспечивающий глубокое проплавление валика сварного шва. Для получения более ровной и стабильной дуги рекомендуется использовать смеси защитного газа аргон-CO2. Наиболее распространена смесь 75% аргона и 25% СО2.

 

В процессе дуговой сварки металлическим сердечником (MCAW) также используются газовые смеси аргон-CO2 для защиты. Этот процесс рекомендуется использовать в режиме переноса распылением, поэтому для достижения переноса распылением используется смесь от 8% до 15% CO2 в аргоне. Используется для сварки в плоском и горизонтальном положениях.

 

Вышеуказанные процессы и газовые смеси наиболее часто используются в современном производстве. Есть и другие, которые могут быть адаптированы для конкретных применений и где вы можете обратиться за консультацией к специалисту по сварке.

Bill Eccles, CSA W178.2 Уровень 2, IWS

Отказ от ответственности
Предоставленная информация предназначена для общего интереса, для обучения и информирования наших аудиторов. CWB и те, кто дает ответы на вопросы, не несут никакой ответственности за какие-либо упущения или искажения, которые могут привести к неправильному применению или возможным решениям, с которыми может столкнуться отрасль.

Содержание «Как это работает» предоставляется отраслевыми экспертами в Ассоциацию CWB и не обязательно отражает точку зрения CWB Group. При тестировании на получение сертификата CWB или CWB Education обращайтесь к учебникам CWB Education или стандартам CSA в качестве официального источника информации.

Сварочные газы: различные типы и их применение

Если вы новичок в сварке, вам может быть интересно, для чего используются все различные сварочные газы.

Сварочные газы являются критически важными элементами для гладкого и стабильного сварного шва.

Мы используем их для защиты сварного шва от нежелательных химических реакций, а также для улучшения внешнего вида и прочности изделия.

В этой статье мы рассмотрим различные типы сварочного газа и их применение.

Инертные и химически активные газы при сварке. Объяснение

Прежде чем мы углубимся в типы сварочных газов и их использование, давайте совершим быстрый, но важный отход от инертных и реактивных газов.

Оба могут использоваться при сварке для получения одинаковых или очень разных эффектов.

Основное различие между инертными и химически активными газами заключается в названиях: 

• Инертные газы – это стабильные газы, химические реакции которых с окружающей средой очень низкие или нулевые. Они действуют строго как защитное средство и не влияют на полученный сварной шов. Гелий и аргон обычно используются в качестве инертных газов для сварки.
• Реактивные газы – хорошо реагируют. Реактивные газы химически соединяются с элементами в сварочной ванне и могут влиять на свойства металлов в сварном шве или изменять их. Вы можете использовать эти газы для изменения характера сварного шва. Активные газы включают азот, кислород, водород и углекислый газ.

Возможно, вы помните термин «благородные газы» из школьного курса химии. Эти шесть элементов в периодической таблице стабильны, с точным балансом электронов, которого хотят атомы. Эти элементы не пытаются соединиться с другими атомами, чтобы получить или потерять электроны, поэтому они, как правило, не реагируют с окружающей средой. Таким образом, инертные газы обычно инертны, хотя некоторые из них могут реагировать при определенных условиях.

Помимо благородных газов, некоторые другие соединения более чем одного элемента также могут стабилизироваться и становиться инертными.

При сварке мы часто комбинируем инертный газ с одним или двумя реактивными газами в очень низкой концентрации. Инертный газ обеспечивает контроль сварного шва и защищает ваши металлы от нежелательных химических процессов. Реактивные газы будут вносить небольшие изменения, например, добавлять больше тепла или изменять консистенцию наполняющих металлов.

В целом, хотя важно понимать разницу между инертными и реактивными газами, важно знать, когда и как их использовать.

Почему при сварке используется газ?

Мы используем газы при сварке по четырем основным причинам:

• Экранирование
• Очистка
• Одеяло
• Отопление

Конечно, при сварке образуются газы и дым, но мы говорим о газах, которые мы активно используем для воздействия на процесс сварки.

По сути, эти газы имеют решающее значение для обеспечения прочного и надежного сварного шва. Вы не можете просто расплавить два металла вместе и на этом закончить.

Чрезвычайно высокая температура, приложенная к сварному шву, вызывает всевозможные потенциальные химические реакции в сварочной ванне и с воздухом вокруг сварного шва.

Если вы не будете точно контролировать окружающую среду, вы можете получить плохой сварной шов или серьезную реакцию.

Давайте рассмотрим различные способы использования газа при сварке, зачем они нам нужны.

Защитный газ

Защитный газ на сегодняшний день является наиболее распространенным применением газов при сварке. Защитные газы делают именно то, на что они похожи — защищают сварной шов от нежелательных загрязнений.

Думайте об этом как о куполообразном газовом щите над сварочной ванной, где металлы сплавляются вместе. Хотя это не происходит физически, это полезная мысленная картина.

Можно подавать защитные газы от внешнего источника или сжигая электрод. Электроды в определенных сварочных процессах имеют покрытие, которое выделяет газ при нагревании. Электрод является проводником.

Зачем сварному шву нужна защита? Для защиты от загрязнений.

Под «загрязняющими веществами» мы подразумеваем свойства, которые будут взаимодействовать с химическими процессами или металлами в сварном шве. В зависимости от типа свариваемых металлов загрязняющие вещества могут включать кислород, азот, водяной пар или другие химические вещества и элементы в окружающей среде.

Каждый из них может ослабить или разрушить хороший сварной шов. Например, если вы свариваете сталь, любой избыток кислорода может образовать угарный газ, когда он смешивается с углеродом. Угарный газ будет создавать медленные пузыри в конечном сварном шве, что сделает его слабым и пористым. Кислород также может взаимодействовать с некоторыми металлами и вызывать окисление или оксиды в виде частиц или пленок, попавших в сварной шов.

Присутствие любых загрязняющих веществ может привести к ослаблению сварного шва, что приведет к опасным последствиям в дальнейшем.

Защитные газы вытесняют воздух вокруг сварного шва, успешно удерживая загрязняющие вещества. Кроме того, химически активные газы могут выполнять двойную функцию и влиять на окончательные свойства сварного шва.

Связанные материалы : Стоимость сварочных газов

Продувочный газ

Продувочный газ аналогичен защитному газу, но используется под сварным швом, а не над ним. Вместо защитного экрана продувочный газ отталкивает нежелательные загрязнения от сварного шва.

Продувочный газ в основном используется для нового сварного шва, когда вы впервые соединяете две отдельные детали. Как только вы получите стабильный первый сварной шов, вам, вероятно, больше не понадобится использовать продувочный газ под ним.

Продувка обычно применяется при сварке нержавеющей стали. Для этого вы герметизируете основание соединения, а затем буквально продуваете его продувочным газом, чтобы очистить область от загрязняющих элементов.

Продувочные газы могут быть такими же, как и защитные газы.

Защитный газ

Защитный газ защищает металлы после завершения сварки и во время ее остывания. Подумайте об этом — вы вложили всю эту работу в защиту сварного шва от загрязнений, но когда вы заканчиваете сварку, он все еще очень горячий и все еще подвержен нежелательным реакциям с окружающим воздухом.

Защитный газ может быть добавлен в резервуар или пространство, где ваш сварной шов охлаждается. Газ обеспечивает чистоту области вокруг сварного шва и препятствует возникновению нежелательных газов или реакций.

Нагревающий газ

Нагревающий газ предварительно нагревает металлы перед сваркой. Обычно это наблюдается при газовой сварке или пайке, например,

В зависимости от металла в процессе охлаждения могут образоваться трещины, если он охлаждается слишком быстро. Применение тепла перед сваркой обеспечивает более медленное охлаждение металла и сохранение его структуры.

Греющий газ чаще всего применяют при газовой сварке стали, наиболее подверженной образованию холодных трещин.

Связанные материалы: 

Различные типы сварочных газов

Итак, теперь, когда у нас есть представление об основных видах использования газа при сварке, пришло время узнать, какие именно существуют типы газа и как они используются.

Чистые газы

Типы сварочных газов можно разделить на две отдельные категории: чистые газы и смеси. Вы можете использовать чистые газы отдельно или в смесях.

Аргон (Ar)

Аргон является одним из шести благородных газов в периодической таблице элементов. Как обсуждалось ранее, аргон как благородный газ химически инертен, то есть не вступает в реакцию с окружающей средой. Эта стабильность делает аргон идеальным для сварки более активных металлов.

Еще одним преимуществом аргона является его низкая теплопроводность. Низкая теплопроводность означает, что он плохо пропускает тепло. При сварке с использованием аргона тепло концентрируется прямо в столбе дуги, где генерируется энергия, что обеспечивает узкое и глубокое проплавление сварного шва.

Аргон поддерживает аэрозольный перенос при использовании в качестве защитного газа. Перенос распылением — это когда проволока распыляет тонкий туман из крошечных капель поперек сварочной дуги. Распылительный перенос способствует глубокому и целенаправленному проникновению и не вызывает разбрызгивания. Легкая уборка!

Недостатком низкотемпературного нагрева является то, что сварной шов может привести к перекосу или подрезанию валика. Накатывание валика происходит, когда расплавленный металл остывает слишком быстро, не полностью сплавляясь с основным металлом. Подрезка почти противоположна – выемка у основания сварного шва, где металл остыл, прежде чем он смог полностью заполниться. .

Гелий (He)

Гелий — еще один благородный газ. Хотя он инертен, как аргон, он оказывает противоположное воздействие на сварной шов из-за его высоких свойств теплопроводности. По сути, гелий переносит тепло через гораздо большую площадь, чем аргон.

Благодаря более широкому тепловому профилю края валика остаются более влажными и легче сплавляются. Вместо аэрозольного переноса гелий способствует глобулярному переносу. Большие «капли» расплавленного электрода падают под действием силы тяжести в сварочную ванну.

Шаровидный перенос обеспечивает более высокую скорость наплавки, то есть количество фунтов присадочного металла, добавляемого к основному металлу в час. Чем выше скорость наплавки, тем эффективнее (и обычно дешевле) сварка. Однако вы можете использовать этот тип сварки только на плоском или горизонтальном основании, и вы также получите больше брызг.

При использовании гелия вам, скорее всего, потребуется более высокая скорость потока, потому что, как мы все знаем, гелий поднимается вверх. Вам нужно будет продолжать подавать больше газа с более высокой скоростью.

Двуокись углерода (CO2)

Как вы помните из уроков химии, двуокись углерода представляет собой молекулу, состоящую из одного атома углерода и двух атомов кислорода, связанных вместе. Хотя углекислый газ обычно инертен, он может стать очень реактивным при воздействии высокой температуры. При сварке можно использовать углекислый газ для создания различных взаимодействий.

Большинство реактивных газов работает в сочетании с инертным газом. Однако мы можем использовать углекислый газ в чистом виде для получения интересных эффектов. Газ производит очень глубокий сварной шов сравнимой ширины. Хотя он не обеспечивает такой точной сварки, как аргон, углекислый газ полезен для очень толстых материалов. Однако он также способствует шаровидному переносу и создает большое количество брызг.

Углекислый газ является самым дешевым из наиболее распространенных защитных газов. Три других наиболее распространенных – это аргон, гелий и кислород.

Газы, используемые в смесях

Некоторые газы необходимо смешивать с другими, прежде чем их можно будет использовать при сварке. Вот три газа, которые мы используем в смесях.

Кислород (O2)

Как обсуждалось ранее, слишком много кислорода в сварном шве может привести к окислению и ухудшению конечного результата. Однако вы можете использовать кислород в сочетании с другими газами в качестве активного защитного газа, если его концентрация не превышает 10%.

Кислород придает шву высокую энергию и тепло, но создает достаточно широкий, но не глубокий шов. Наибольшее тепло остается на поверхности.

Кислород помогает любому процессу горения, увеличивая температуру и скорость горения, поэтому он используется вместе с газами, описанными на этой странице, в отдельном баллоне.

Азот (N)

Сварщики редко используют азот в качестве защитного газа.

На самом деле, это часто один из газов, от которых мы защищаем сварной шов.

Однако в сочетании с аргоном азот может способствовать повышению коррозионной стойкости при сварке стали.

 

Водород (H)

Как и кислород, водород работает в защитных смесях при концентрации ниже 10%.

Кроме того, как и кислород, водород способствует образованию горячего и широкого валика, хотя он обеспечивает лучшее проникновение, чем кислород.

Водород обычно используется для сварки аустенитной нержавеющей стали.

Мы также можем использовать водород в более высоких концентрациях для плазменной резки.

Обычные газовые смеси

Различные газовые смеси по-разному влияют на сварной шов. В зависимости от материалов, которые вы используете, вам нужно будет правильно выбрать смесь.

Давайте рассмотрим наиболее распространенные газовые смеси при сварке, какие процессы использовать для каждого из них и на каком металле их использовать.

Аргон/CO2

Аргон и углекислый газ могут смешиваться в различных концентрациях, от 5 до 25% углекислого газа, для различных уровней контроля и воздействия на сварной шов. Мы используем эти смеси чаще всего для сварки низколегированных или углеродистых сталей, и это популярная газовая смесь для сварки MIG.

Комбинации аргона и CO2 помогают сбалансировать самые экстремальные эффекты каждого газа. Высокое содержание аргона помогает уменьшить разбрызгивание и дым, создаваемые CO2, в то время как высокое содержание CO2 способствует передаче при коротком замыкании и лучшему проникновению более тяжелых металлов. Более высокий уровень CO2 начнет увеличивать истощение сплава, и более 20% станут нестабильными.

Сварщики используют эти газовые смеси в:

• Дуговая сварка металлическим газом (GMAW) на углеродистой стали
• Дуговая сварка флюсовой проволокой (FCAW) углеродистой стали
• Дуговая сварка нержавеющей стали порошковой проволокой (FCAW)

Аргон/O2

Введение минимальной концентрации кислорода в аргон в защитном газе значительно улучшит недостатки чистого аргона. Способствуя передаче тепла, кислород увеличивает скорость образования капель и удерживает сварочную ванну в расплавленном состоянии в течение более длительного периода времени. Это дополнительное время позволяет металлу более равномерно течь и сплавляться по сварному шву и выравнивает валик.

Используйте смеси аргона/O2 для следующих процессов сварки и металлов:

• Дуговая сварка металлическим газом (GMAW) на нержавеющих сталях
• Дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW) на углеродистой стали

Аргон/CO2/O2

Эта тройная смесь невероятно универсальна и может успешно использоваться для обработки металлов различной толщины. CO2 увеличивает глубину проникновения, а кислород повышает эффективность, обеспечивая хороший перенос распыла при более низком напряжении.

Некоторые люди называют это «универсальной смесью», потому что вы можете использовать ее для распыления, короткого замыкания и шарикового переноса. Мы используем его в следующих процессах:

• Дуговая сварка металлическим газом (GMAW) на углеродистой стали
• Дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW) на нержавеющей стали в некоторых случаях

Аргон/гелий/CO2

Эта тройная смесь помогает увеличить теплопередачу по сравнению с чистым аргоном, что дает лучший результат сварки и плавления. Добавление гелия работает аналогично аргону и кислороду, но, поскольку гелий инертен, вы не рискуете окислением.

Смеси с большим содержанием гелия (до 90%) способствуют передаче короткого замыкания. Аргон и углекислый газ помогают стабилизировать дугу и увеличить проплавление.

Смеси с большим содержанием аргона (до 80%) способствуют переносу распыления, а гелий обеспечивает более гладкий профиль валика и смачивание.

Аргон/гелий/CO2 лучше всего подходит для следующих процессов:

• Дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW) на нержавеющей стали
• Дуговая сварка флюсовой проволокой (FCAW) углеродистой стали
• Дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW) нержавеющей стали

Аргон/гелий

Вы увидите смеси аргона/гелия, используемые для обработки химически активных металлов и цветных металлов, таких как медь, никелевые сплавы или алюминий. Обычно вы можете использовать чистый аргон, но более высокие концентрации гелия работают с более тяжелыми материалами, уменьшая проникновение.

Гелий увеличивает нагрев поверхности, делая сварочную ванну более жидкой. Текучесть позволяет пузырькам воздуха или примесям подниматься на поверхность и улетучиваться, уменьшая пористость конечного продукта.

Мы чаще всего используем эту смесь в:

• Дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW) на алюминии
• Дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW) нержавеющей стали или алюминия

Аргон/азот

Хотя смесь аргона и азота не является типичной, они работают вместе, если поддерживать очень низкую концентрацию азота. Добавленный азот помогает получить полностью аустенитный (низкокоррозионный, немагнитный) сварной шов из нержавеющей стали.

Более высокие уровни азота увеличивают дымообразование и пористость.

Смеси аргона и азота можно использовать с:

• Дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW) на нержавеющей стали 347

Аргон/гелий/O2

Смесь аргона, гелия и кислорода может увеличить энергию дуги и поверхностный нагрев при сварке черных металлов. Обычно для этой цели на цветных материалах используется только гелий и аргон.

Эта тройная смесь повышает текучесть сварочной ванны, обеспечивая равномерный профиль сварного шва и меньшую пористость.

• Дуговая сварка металлическим газом (GMAW) черных металлов

Аргон/водород

Аргон и водород — менее распространенная смесь, но ее можно использовать для сварки аустенитной стали с помощью дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW), также известной как метод TIG.

Водород добавляется в аргон для увеличения скорости и профиля валика окончательного сварного шва. Это помогает поддерживать узкую и точную дугу, увеличивая теплопередачу.

• Дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW) аустенитной стали

Аргон/CO2/водород

В аргон можно добавлять небольшое количество двуокиси углерода и водорода для поддержания стабильности дуги, минимизации нагара и увеличения смачивания при сварке нержавеющей стали. Вы не должны использовать эту смесь на низколегированных сталях, так как это вызовет серьезные проблемы с растрескиванием.

• Сварка нержавеющей стали в среде инертного газа (MIG)

Читайте также : Какого размера бывают баллоны со сварочным газом?

Газы при кислородно-топливной сварке

Газокислородная сварка сейчас не так популярна, как раньше, благодаря развитию и широкой доступности дуговой сварки. Этот тип сварки был изобретен в 1903 году и использует простую газовую горелку для сварки металлов.

Электроды для дуговой сварки были разработаны в 1920-х годах и обеспечили более точный и быстрый метод сварки, который также можно было использовать для сварки высокореактивных металлов.

Тем не менее, многие люди по-прежнему используют газокислородную сварку для создания произведений искусства или сварки в небольших или домашних мастерских. При кислородно-топливной сварке используется газ или горючая жидкость для подпитки горения.

Давайте рассмотрим основные виды топлива, используемые в этом типе сварки. Каждый из них в сочетании с кислородом создает пламя.

• Ацетилен – это основное топливо, используемое для кислородно-топливной сварки. Преимуществами являются высокая температура горения, что делает его идеальным для сварки высокопрочных сталей, и зона восстановления вокруг зоны сварки, которая помогает очистить металл.
• Пропан – Пропан имеет гораздо более низкую температуру пламени, чем ацетилен, и не имеет восстановительной зоны. Из-за этого пропан не идеален для сварки, но лучше ацетилена для резки, нагрева или гибки. Для достижения наилучших результатов следует использовать инжекторную горелку.
• Пропилен – Пропилен больше всего похож на пропан и лучше подходит для резки, чем для сварки. Использование пропилена для сварки обычно приводит к хрупкому сварному шву. Пропилен также лучше всего работает с инжекторной горелкой и поддерживает чистоту наконечника.

В целом, большинство сварщиков отказались от кислородно-топливной сварки, но полезно знать основы.

Бонус: Таблица выбора газа в формате PDF 

Если вам нужна удобная таблица выбора газа, вы можете скачать ее по ссылке ниже:

Таблица выбора газа – PDF

Подведение итогов

Как для профессионалов, так и для новичков знание всех типов сварочного газа имеет решающее значение для успешной сварки. Вы можете использовать различные смеси для достижения различных результатов и защиты ваших материалов от повреждений.

Используйте это руководство, чтобы следить за различными газами и смесями при следующей сварочной работе.

Ресурсы:

https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/inert-gases

https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/reactive-gas

https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/oxide-inclusion

Направляющая для защитного газа для GMAW

Выбор газа, наиболее подходящего для основного материала, режима переноса и параметров сварки, поможет вам получить максимальную отдачу от ваших инвестиций.

Использование неправильного защитного газа или расхода газа может значительно повлиять на качество сварки, затраты и производительность. Защитный газ защищает расплавленную сварочную ванну от внешнего загрязнения, поэтому очень важно выбрать правильный газ для работы.

Для достижения наилучших результатов важно знать, какие газы и газовые смеси лучше всего подходят для определенных материалов. Вы также должны знать несколько советов, которые помогут вам оптимизировать характеристики газа при сварочных работах, что сэкономит ваши деньги.

Несколько вариантов защитного газа для дуговой сварки металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW) могут решить эту задачу. Выбор газа, который лучше всего подходит для основного материала, режима переноса и параметров сварки, поможет вам получить максимальную отдачу от инвестиций.

Плохая производительность защитного газа

Надлежащая подача газа и покрытие важны с момента зажигания сварочной дуги. Как правило, проблемы с подачей газа заметны сразу. У вас могут возникнуть проблемы с созданием или поддержанием дуги или вам будет сложно выполнять качественные сварные швы.

Помимо проблем с качеством, плохие характеристики защитного газа также могут привести к увеличению эксплуатационных расходов. Например, слишком высокая скорость потока означает, что вы теряете газ и тратите больше денег на защитный газ, чем вам нужно.

Слишком высокая или слишком низкая скорость потока может вызвать пористость, что требует времени для устранения неполадок и доработки. Слишком низкая скорость потока может вызвать дефекты сварки, поскольку сварочная ванна не защищена должным образом.

Количество брызг, образующихся при сварке, также зависит от используемого защитного газа. Чем больше брызг, тем больше времени и денег тратится на послесварочную шлифовку.

Как выбрать защитный газ

Правильный выбор защитного газа для процесса GMAW определяется несколькими факторами, включая тип материала, присадочный металл и режим сварки.

Тип материала. Это может быть самым важным фактором для приложения. Например, углеродистая сталь и алюминий имеют очень разные характеристики, поэтому для достижения наилучших результатов требуются разные защитные газы. Вы также должны учитывать толщину материала при выборе защитного газа.

Тип присадочного металла. Присадочный металл соответствует основному материалу, поэтому понимание материала должно дать вам хорошее представление о наилучшем газе для присадочного металла. Многие спецификации процедур сварки содержат сведения о том, какие газовые смеси можно использовать с конкретными присадочными металлами.

Надлежащая подача и охват защитного газа важны с момента зажигания сварочной дуги. На этой диаграмме слева показан плавный поток, который будет охватывать сварочную ванну, и турбулентный поток справа.

Режим переноса сварки. Это может быть короткое замыкание, струйно-дуговой, импульсно-дуговой или шаровидный перенос. Каждый режим лучше сочетается с определенными защитными газами. Например, вы никогда не должны использовать 100-процентный аргон в режиме распыления. Вместо этого используйте смесь, такую ​​как 90 процентов аргона и 10 процентов углекислого газа. Уровень CO ₂ в газовой смеси никогда не должен превышать 25 процентов.

Дополнительные факторы, которые следует учитывать, включают скорость перемещения, тип проникновения, необходимый для соединения, и подгонку детали. Сварной шов не на месте? Если это так, это также повлияет на выбор защитного газа.

Варианты защитного газа для GMAW

Аргон, гелий, CO ₂ и кислород являются наиболее распространенными защитными газами, используемыми в GMAW. Каждый газ имеет свои преимущества и недостатки в любом конкретном применении. Некоторые газы лучше других подходят для наиболее часто используемых основных материалов, будь то алюминий, низкоуглеродистая сталь, углеродистая сталь, низколегированная сталь или нержавеющая сталь.

CO ₂ и кислород являются реактивными газами, то есть они влияют на то, что происходит в сварочной ванне. Электроны этих газов вступают в реакцию со сварочной ванной, придавая ей различные характеристики. Аргон и гелий являются инертными газами, поэтому они не вступают в реакцию с основным материалом или сварочной ванной.

Например, чистый CO ₂ обеспечивает очень глубокое проплавление, что полезно при сварке толстых материалов. Но в чистом виде он дает менее стабильную дугу и больше разбрызгивания по сравнению с другими газами. Если важны качество сварки и внешний вид, аргон/CO 9Смесь 0707 2 может обеспечить стабильность дуги, контроль сварочной ванны и уменьшение разбрызгивания.

Итак, какие газы лучше всего сочетаются с различными основными материалами?

А алюминий. Для алюминия следует использовать 100-процентный аргон. Смесь аргона и гелия хорошо работает, если вам требуется более глубокое проникновение или более высокая скорость перемещения. Воздержитесь от использования кислородного защитного газа с алюминием, потому что кислород имеет тенденцию нагреваться и добавляет слой окисления.

Мягкая сталь. Этот материал можно сочетать с различными вариантами защитного газа, включая 100-процентный CO 9.0707 2 или смесь CO ₂ /аргон. По мере того, как материал становится толще, добавление кислорода к газообразному аргону может помочь с проникновением.

Углеродистая сталь. Этот материал хорошо сочетается со 100-процентным CO ₂ или смесью CO ₂ /аргон.

Сталь низколегированная. Для этого материала хорошо подходит смесь 98-процентного аргона и 2-процентного кислорода.

Использование неправильного защитного газа или расхода газа может значительно повлиять на качество сварки, затраты и производительность в ваших приложениях GMAW.

Нержавеющая сталь. Аргон в смеси с 2-5% CO ₂ является нормой. Если вам требуется сверхнизкое содержание углерода в сварном шве, используйте аргон с содержанием кислорода от 1 до 2 процентов.

Практические советы Оптимизация характеристик защитного газа

Выбор правильного защитного газа — первый шаг к успеху. Оптимизация производительности — экономия времени и денег — требует от вас знания некоторых передовых методов, которые могут помочь сэкономить защитный газ и обеспечить надлежащее покрытие сварочной ванны.

Расход. Надлежащая скорость потока зависит от многих факторов, включая скорость перемещения и количество прокатной окалины на основном материале. Турбулентный поток газа во время сварки обычно означает, что скорость потока, измеряемая в кубических футах в час (CFH), слишком высока, что может вызвать такие проблемы, как пористость. Изменение каких-либо параметров сварки может повлиять на расход газа.

Например, увеличение скорости подачи проволоки также увеличивает либо размер профиля сварки, либо скорость перемещения, что означает, что вам может потребоваться более высокая скорость подачи газа для обеспечения надлежащего покрытия.

Расходные материалы. Расходные детали горелки GMAW, состоящие из диффузора, контактного наконечника и сопла, играют решающую роль в обеспечении надлежащей защиты сварочной ванны от атмосферы. Если сопло слишком узкое для данного применения или если диффузор забивается брызгами, возможно, в сварочную ванну поступает слишком мало защитного газа. Выбирайте расходные материалы, которые препятствуют накоплению брызг и имеют достаточно широкое отверстие сопла для обеспечения надлежащего охвата газа. Также убедитесь, что углубление контактного наконечника правильное.

Предварительная подача газа. Подача защитного газа на несколько секунд перед зажиганием дуги может помочь обеспечить адекватное покрытие. Использование предварительной подачи газа может быть особенно полезно при сварке глубоких канавок или фасок, требующих более длительного вылета проволоки. Предварительный поток, который заполняет соединение газом перед запуском, может позволить вам снизить скорость потока газа, тем самым сберегая газ и снижая затраты.

Техническое обслуживание системы. При использовании газовой системы необходимо проводить надлежащее техническое обслуживание, чтобы оптимизировать производительность. Каждая точка подключения в системе является возможным источником утечки газа, поэтому следите за герметичностью всех соединений. В противном случае вы можете потерять часть защитного газа, который, по вашему мнению, попадает в сварной шов.

Газовый регулятор. Обязательно используйте правильный регулятор в зависимости от используемой газовой смеси. Точное смешивание важно для защиты сварного шва. Использование неподходящего регулятора газовой смеси или использование неподходящего типа соединителей также может привести к проблемам с безопасностью. Часто проверяйте регуляторы, чтобы убедиться, что они работают правильно.

Обновление оружия. Если вы используете устаревший пистолет, обратите внимание на обновленные модели, предлагающие такие преимущества, как меньший внутренний диаметр и изолированный газовый шланг, что позволяет использовать меньший расход газа. Это помогает предотвратить турбулентность в сварочной ванне, а также экономит газ.

Джером Паркер — менеджер по продукции, а Сет Перрин — специалист по выездной технической поддержке в Bernard, 449 W. Corning Road, Beecher, IL 60401, 708-946-2281, www.bernardwelds.com.

Упрощение выбора защитного газа

Вы когда-нибудь задавали себе один из следующих вопросов:

1. Почему на сварку влияют защитные газы?
2. Почему для углеродистой стали доступно так много смесей?
3. Почему для одних материалов можно использовать одни газы, а для других нет?

Ответы на эти вопросы помогут вам избавиться от тайн при выборе газа и сделать выбор, отвечающий потребностям вашей работы.
Вы можете выбрать из множества газовых смесей для дуговой сварки металлическим электродом (GMAW), дуговой сварки вольфрамовым электродом (GTAW) или дуговой сварки с флюсовой проволокой (FCAW). Для каждого из этих процессов защитный газ выполняет несколько задач. Он не только защищает расплавленную сварочную ванну от воздействия атмосферы, но также может способствовать стабильной дуге, определять тип полученного переноса металла, влиять на сварку. скорость перемещения и влияет на качество готового наплавленного металла. Правильный выбор защитного газа имеет решающее значение для окончательного успеха операции соединения.

Вы можете выбрать газ несколькими способами, но чтобы сделать лучший выбор, вы должны знать, каковы ваши требования к готовому сварному шву.

Спросите себя:

1. Какой материал необходимо соединить?
2. Насколько важен внешний вид сварного шва?
3. Опасны ли брызги?
4. Является ли повышение производительности основным интересом?
5. Требуется ли глубокое проникновение или его следует свести к минимуму, чтобы уменьшить прожоги в соединении?
6. Важно ли уменьшить количество сварочного дыма?

Помните об этих вопросах, когда будете решать, как выбрать лучший защитный газ для вашего применения.

Какой процесс лучше всего подходит для этого приложения?

При принятии решения о том, какой процесс сварки лучше всего подходит для вашего применения, учитывайте тип основного материала, толщину основного материала и положение сварки.

Как правило, для наиболее стабильных результатов соединения материалов толщиной менее 0,040 дюйма используйте метод GTAW. Для более толстых материалов метод GMAW обычно является более экономичным процессом. В некоторых случаях следует рассмотреть возможность использования FCAW для повышения производительности, особенно при сварке окалины или ржавого материала или при сварке в неустановленном положении.

Дополнительные факторы включают проникновение в шов, положение сварки и качество сварки. Сварка в плоском, горизонтальном или слегка наклонном положении более экономична, так как достигается более высокая скорость наплавки. С FCAW или импульсным и обычным распылением GMAW производительность может увеличиться. Оптимальное качество сварки может быть достигнуто с помощью GTAW, но это требует больших навыков сварщика и наплавки. меньше металла сварного шва при более низких скоростях, чем GMAW или FCAW.

Примечание. Рекомендации по использованию нескольких газов для одного и того же процесса, типа и толщины материала указывают на то, что выбор будет основываться на конкретных потребностях рассматриваемого применения.

Один газ, два газа или три газа?

Три чистых газа составляют основу процессов дуговой сварки в защитной среде: аргон (Ar), гелий (He) и двуокись углерода (CO ₂ ). Во многих случаях другие газы, такие как кислород (O ₂ ), азот (N ₂ ) и водород (H ₂ ) могут быть добавлены для изменения характеристик дуги, расплавленной сварочной ванны или сварного шва. Они также могут повлиять на перенос металла и общую производительность. полученные в GMAW и FCAW. Адаптация состава смеси помогает соответствовать требованиям работы.

Следующий вопрос, который необходимо задать, — какие газы и что делают с GMAW, GTAW и FCAW.

Аргон . Аргон тяжелее воздуха, имеет низкую теплопроводность и легко ионизируется в сварочной дуге. Это означает, что аргон покрывает зону сварки (поэтому требуются более низкие скорости потока), обеспечивая относительно узкую характеристику дуги с хорошей электропроводностью (что означает легкое зажигание дуги). Его можно использовать отдельно для GTAW и для GMAW алюминия и других цветных металлов. материалы. Аргон является основным компонентом защитного газа, когда требуется струйная высокопроизводительная сварка в GMAW или FCAW для соединения стали и нержавеющей стали.

Гелий. Гелий значительно легче воздуха, поэтому требуется более высокая скорость потока, чем для аргона или углекислого газа. Он обеспечивает хорошую теплопроводность, но более низкую электропроводность по сравнению с аргоном (для зажигания дуги требуется более высокое напряжение). Гелий обычно комбинируют с другими газами для оптимизации рабочих характеристик. Смеси, обогащенные гелием, могут присоединиться все типы материалов с использованием GMAW, GTAW или FCAW.

Двуокись углерода. Углекислый газ диссоциирует при температурах дуги и рекомбинирует при контакте с более холодным основным материалом, передавая энергию дуги сварочной ванне. Добавление двуокиси углерода обеспечивает более широкое и глубокое проникновение шариков. Окислительная атмосфера, образующаяся в зоне дуги, приводит к образованию большего количества шлака на поверхности затвердевшего валика GMAW. Углекислый газ можно использовать отдельно или в качестве основного компонента (обычно от 5 до 25 процентов) в смеси с аргоном для GMAW и FCAW.

Кислород . Кислород может улучшить характеристики дуги в GMAW за счет повышения стабильности дуги и снижения поверхностного натяжения сварочной ванны. Это приводит к тому, что лужа становится более жидкой и имеет лучшие характеристики смачивания. Поскольку кислород вступает в реакцию с компонентами сварочной проволоки или электрода, он способствует образованию шлаковых отложений на поверхности сварного шва. Обычно используется как 2 до 5 процентов добавки к смеси на основе аргона.

Азот и водород. Азот и водород обычно используются только для сварки 300-й серии (аустенитных) или дуплексных нержавеющих сталей. Азот может увеличить проплавление сварного шва и стабильность дуги. Водород может улучшить текучесть сварочной ванны и чистоту поверхности. Их использование обычно ограничивается применением нержавеющей стали, потому что азот может вызвать пористость в углеродистой стали, в то время как водород может увеличить потенциал растрескивания в некоторых из тех же материалов.

Как смешиваются газы для удовлетворения потребностей применения?

Чтобы понять, как различные газовые смеси работают в различных областях, сначала важно понять разницу между двухкомпонентными и трехкомпонентными смесями.

Двухкомпонентные смеси. Традиционные двухкомпонентные смеси для GMAW из углеродистой стали представляют собой смеси аргона с контролируемым количеством кислорода или двуокиси углерода. Смеси аргона/кислорода были стандартным выбором для обычного или импульсного распыления, но во многих случаях они были заменены смесями аргона/диоксида углерода.

При использовании смесей аргона/двуокиси углерода вместо смесей аргона/кислорода внешний вид валиков улучшается за счет меньшего количества поверхностного оксида, лучшей формы валиков и контроля смачивания. В то же время он может обеспечить более легко контролируемый, более широкий профиль проникновения, менее похожий на палец. По мере увеличения уровня углекислого газа проникновение углубляется, что может привести к прожогу тонких материалов. Брызги и дым уровни увеличиваются по мере увеличения содержания углекислого газа в смеси. Переход от смесей с повышенным содержанием кислорода к смесям аргона/двуокиси углерода обычно дает более стабильные и качественные результаты. Увеличение скорости движения на 15-20 процентов может быть достигнуто за счет выбора аргона с содержанием углекислого газа от 5 до 15 процентов в тех случаях, когда используется аргон с содержанием кислорода от 1 до 5 процентов. ранее.

Для FCAW из углеродистой или нержавеющей стали можно использовать аргон с 25-процентным содержанием двуокиси углерода для улучшения характеристик сварки вне рабочего положения и уменьшения разбрызгивания при сварке. В особых случаях с порошковой проволокой специального состава можно использовать меньшее количество двуокиси углерода для снижения сварочного дыма. Во избежание проблем с качеством сварки порошковую проволоку следует использовать с защитным газом, указанным производителем. рекомендация.

Аргон с содержанием гелия от 25 до 50 процентов может использоваться для защиты как GMAW, так и GTAW алюминия и некоторых других цветных материалов. Гелий увеличивает подвод тепла к основному материалу, улучшая проплавление и улучшая текучесть сварочной ванны. Водород (менее 10 процентов) также может быть добавлен к аргону для GTAW сварки аустенитной нержавеющей стали, чтобы увеличить текучесть сварочной ванны и улучшить скорость перемещения на от 10 до 25 процентов, обеспечивая при этом хороший внешний вид сварного шва.

Трехкомпонентные смеси. Для дальнейшего улучшения внешнего вида валика, облегчения работы при наличии некоторого загрязнения основного материала, а также для повышения гибкости и общей производительности сварки хорошим выбором могут быть трехкомпонентные смеси защитных газов.

Трехкомпонентные смеси хорошо работают при коротком замыкании, переносе распылением и переносе импульсным распылением. Преимущества включают улучшенную стабильность дуги для уменьшения разбрызгивания и улучшенные характеристики смачивания сварного шва.

Аргон с двуокисью углерода и кислородом обеспечивает универсальность соединения углеродистой стали различных типов и толщины.
Смеси аргона, гелия и углекислого газа (от 25 до 35 процентов гелия, от 1 до 10 процентов углекислого газа) могут увеличить скорость движения. Смеси аргона и гелия с контролируемым содержанием углекислого газа (от 1 до 2 процентов) подходят для соединения нержавеющих сталей, когда важен контроль содержания углерода в металле сварного шва. Для достижения наилучших результатов с GMAW часто рекомендуется перенос импульсным распылением.

FCAW также подходит для соединения нержавеющих сталей, особенно при сварке в неустановленном положении. Использование порошковой проволоки обычно приводит к снижению затрат за счет более высокой скорости наплавки металла сварного шва. Они подходят для соединения материалов толщиной более 14 дюймов или когда импульсный перенос невозможен.

При сварке сплавов серии 300 оптимальный цвет и форма валика могут быть получены при использовании смесей аргона, двуокиси углерода и водорода из-за восстановительной атмосферы, создаваемой присутствием водорода. Эта смесь сводит к минимуму образование оксидов на поверхности валика и повышает текучесть сварочной ванны. Смеси, обогащенные водородом, не рекомендуются для соединения простой углеродистой стали.

Промышленным стандартом для короткого замыкания GMAW нержавеющей стали был основанный на гелии (от 85 до 90 процентов) смешивают с небольшими добавками аргона (от 5 до 10 процентов) и двуокиси углерода (от 2 до 5 процентов). Эта смесь обеспечивает хорошую форму шариков и цветовое соответствие, но она не так универсальна, как некоторые другие смеси. Вместо него можно использовать смесь аргона, двуокиси углерода и азота, а также разрешить использование в высокопроизводительное распыление и перенос импульсного распыления. В сочетании с присадочными металлами с высоким содержанием кремния текучесть сварочной ванны и смачивающее действие могут улучшиться. Смеси, содержащие азот, не рекомендуются при соединении нержавеющей стали с углеродистой.

Какой оптимальный расход газа?

Расход защитного газа определяется процессом, положением сварки и рабочими параметрами. При GTAW скорость потока обычно составляет от 10 до 20 кубических футов в час (CFH). При GTAW использование горелки с газовой линзой поможет обеспечить ламинарный поток, что способствует не только лучшему качеству сварки, но и снижению расхода газа на 10 и менее процентов.

Для GMAW и FCAW рекомендуемые скорости потока сильно различаются — от 30 до 45 кубических футов в час — в зависимости от положения сварки, рабочего тока и состава защитного газа. Для сварки в плоском положении смеси с гелием потребуют немного более высоких скоростей потока, чем смеси на основе аргона. Скорость потока газа может быть снижена, если расстояние между соплом и рабочим местом будет как можно меньше. Во многих случаях производственная площадка Исследования показывают, что расход защитного газа обычно превышает 50 кубических футов в час. Это может способствовать ухудшению качества сварки, поскольку атмосферные газы втягиваются в зону дуги из-за чрезмерной турбулентности газа. Оптимизированный поток повышает качество и снижает расход защитного газа.

Защитный газ и экономичное соединение

Выбор защитного газа имеет решающее значение для достижения рентабельного соединения углеродистой стали, нержавеющей стали и алюминия. Вы можете выбрать один газ, например аргон для сварки алюминия, чтобы обеспечить подходящую стабильность дуги, минимальное разбрызгивание и хорошую форму валика.