Новини

Новини у світі інженерії та електротехніки

Газові суміші для механізованого зварювання вуглецевих сталей. 15.08.2016

При виконанні механізованого зварювання часто постає питання: як правильно вибрати захисний газ. На жаль, дати однозначну відповідь на це питання складно. У кожному конкретному випадку вибір захисного газу визначається типом матеріалу, його товщиною, видом зварювального процесу і вимогами до зварного з'єднання.

 

Правильний вибір типу захисного газу важливий з кількох причин. По-перше, він повинен захищати зварювальну ванну від проникнення компонентів атмосферного повітря, які призводять до утворення пористості, тріщин, азотуванню металу шва, що знижують міцність зварного з'єднання. По-друге, захисний газ в різній мірі впливає на іонізацію дугового проміжку, що, в кінцевому підсумку, визначає характер горіння дуги і стабільність процесу зварювання.


Найбільш часто в якості захисних газів при механізованому зварюванні вуглецевих сталей суцільним дротом застосовують діоксид вуглецю (С02) і аргон (Аг). Давайте розглянемо вплив на процес зварювання кожного газу окремо, а також їх спільна дія при використанні в со¬ставе газових сумішей :

С02 (вуглекислий газ, діоксид вуглецю)


Використання С02 в якості монокомпонентного захисного газу забезпечує отримання широкого валика наплавленого металу з досить глибоким проплавленням. Найчастіше його застосовують при зварюванні порошковим дротом. Використання С02 передбачає підвищене, порівняно з іншими газами, напруга дуги, що пов'язано з низькою купівельною спроможністю молекулярної структури газу до іонізації. При зварюванні сталей невеликої товщини підвищена напруга може створювати певні проблеми.


Основним корисним властивістю С02 є його здатність збільшувати глибину проплавлення, тому цей газ додають практично в усі зварювальні суміші газів.


Діоксид вуглецю - активний газ, який в дузі розпадається на кисень О2 і монооксид вуглецю СО. Тому при використанні СО2 збільшується насичення металу шва киснем і відбувається інтенсивне окислення легуючих компонентів в присадний матеріал. Використання зварювального дроту з підвищеним вмістом кремнію і марганцю дозволяє знизити вміст кисню в металі шва, однак, слід враховувати, що обидва елементи утворюють оксиди, які беруть участь у формуванні шлаку на поверхні шва. Поето¬му не варто забувати про необхідність ретельної зачистки шва після кожного проходу і зварного з'єднання в цілому перед фарбуванням або гальвані¬заціей металоконструкції.


Використання СО2 в якості захисного газу завжди характеризується високим розбризкуванням електродного металу, пов'язаним з необхідністю зварювання при підвищеній напрузі. З цих же причин при зварюванні в СО2 виділяється велика кількість зварювального аерозолю.


Аr (аргон)


Аргон - інертний газ з атомною масою 39,9, в звичайних умовах - безбарвний, без запаху і смаку, приблизно в 1,38 рази важчий за повітря. Аргон вважається найбільш доступним і порівняно дешевим серед інертних газів.Аргон займає третє місце за змістом в повітрі (після азоту і кисню), на нього припадають приблизно 1,3% маси і 0,9% обсягу атмосфери Землі.


У промисловості основний спосіб одержання аргону - метод низькотемпературної ректифікації повітря з отриманням кисню та азоту і супутним витяганням аргону. Також аргон отримують як побічний продукт при отриманні аміаку.
Газоподібний аргон зберігається і транспортується в сталевих балонах (по ГОСТ 949-73). Балон з чистим аргоном забарвлений в сірий колір, з написом «Аргон чистий» зеленого кольору.


Згідно ГОСТ 10157-79  газоподібний і рідкий аргон постачається двох видів: вищого сорту (з об'ємною часткою аргону не менше 99,993%, об'ємною часткою водяної пари не більше 0,0009%) і першого сорту (з об'ємною часткою аргону не менше 99,987%, об'ємної часткою водяної пари не більше 0,001%).


Аргон використовується в якості інертного захисного газу при аргонно-дуговому зварюванні, в тому числі в якості основи захисної газової суміші (з киснем, вуглекислим газом). Є основною захисним середовищем при зварюванні алюмінію, титану, рідкісних та активних металів.


Аргон також застосовується при плазмовому зварюванні в якості плазмотворного газу, при лазерному зварюванні в якості плазмоподавляючого і захисного газу.
Аргон в якості захисного газу дозволяє отримати дуже стислу, концентровану дугу, забезпечуючи вузьку і опуклу форму валика наплавленого металу з дуже глибоким проплавленням. При зварюванні аргоном профіль валика має вищу медіану і краще формування по краях, ніж при зварюванні в середовищі СО2.


Оскільки аргон - інертний газ, він практично повністю виключає насичення металу шва киснем і продуктами окислення. Тому при зварюванні в середовищі аргону можна використовувати суцільний дріт з мінімальним вмістом кремнію і марганцю, якщо забезпечення умов равноміцності зварного з'єднання не вимагає введення додаткових легуючих елементів в шов. Аргон не вимагає також високої енергії для іонізації, і при його використанні напруга може бути значно менше, ніж при використанні СО2. За рахунок легкої іонізації аргон забезпечує більш стабільне горіння дуги і легкий її підпал, невелике розбризкування електродного металу і малі виділення зварювального аерозолю
При механізованому зварюванні аргон застосовують як в чистому вигляді, в основному під час зварювання високо-легованих сталей і нікелевих сплавів, так і в складі газових сумішей.


Газові суміші Аr + СО2


Аргон і вуглекислий газ при використанні для зварювання в чистому вигляді мають ряд як позитивних, так і негативих івластивостей. У той же час, при змішуванні аргон і СО2  зменшують негативні впливи один одного і взаємно підсилюють корисні властивості. Так, наприклад, чистий аргон небажано використовувати при зварюванні вуглецевих і низьколегованих сталей, оскільки він сприяє формуванню шва з вузьким профілем і великою глибиною проплавлення. При цьому домогтися формування профілю шва, що забезпечує необхідну міцність з'єднання, досить складно. Велика глибина проплавлення також не завжди бажана, особливо при зварюванні тонкого металу. В суміші ж з вуглекислим газом аргон забезпечує хорошу якість і формування зварних швів.


Для зберігання і транспортування в балонах можна використовувати тільки газові суміші, що містять не більше 25% СО2. Вуглекислий газ закачується в балон в рідкому стані, а аргон - в газоподібному. За рахунок того, що вуглекислота, яка випаровуеться може витісняти аргон, при вмісті вуглекислого газу в суміші більше ніж 25%, її якість гарантувати неможливо. У зв'язку з цим найчастіше для зварювання використовують суміші, що містять від 75 до 95% аргону і від 5 до 25% вуглекислого газу.


Суміш 75% Аr + 25% СО2. Найбільш часто використовують зварювальну суміш в композиції 75% аргону і 25% вуглекислого газу. Ця суміш забезпечує крупнокапельне перенесення електродного металу, при цьому СО2 посилює проплавлючий  вплив аргону, формуючи при цьому пологий профіль шва. З іншого боку, аргон дозволяє стабілізувати горіння дуги, зменшити розбризкування і поліпшити формування шва. Однак, оскільки мова йде про крупнокрапельний режим переносу металу, невелике розбризкування буде присутнє в будь-якому випадку, навіть при оптимальних настройках параметрів зварювання.
Суміш 85% Аr + 15% С02. Якщо потрібно отримати високу швидкості зварювання і мінімальне розбризкування, то в якості захисного газу найкраще використовувати суміш, яка містить 85% аргону і 15% вуглекислого газу (деякі виробники газових сумішей пропонують її у варіанті 82% Аr і 18% СО2).
У поєднанні з більш високою напругою ця суміш забезпечує струменевий тип перенесення електродного металу. В цьому випадку перенесення металу відбувається у вигляді безперервного потоку дрібних крапель, що дає хороше формування шва при мінімальному розбризкуванні електродного металу.



У той же час, через високу швидкість перенесення металу в зварювальну ванну і велике тепловкладення цей режим рекомендують використовувати тільки для зварювання в нижньому, кутовому положенні зварювання. Для інших просторових положень зварювання, що вимагають великої продуктивності по наплавленному металу, рекомендують використовувати імпульсні режими зварювання, режими зварювання, що забезпечують зварювання короткими замиканнями або крупнокрапельний тип перенесення металу. Для отримання якісних з'єднань на імпульсних режимах зварювання або при крупнокрапельному перенесення металу рекомендують використовувати газові суміші, що містять 85% аргону і більше.
Суміш 90% Аr + 10% СО2. Це дуже поширена суміш, яка дає стабільний струменевий режим перенесення металу в широкому діапазоні напруг. Її часто використовують в робототехніці, оскільки суміш забезпечує найбільшу швидкість зварювання. Цю суміш успішно використовують також при зварюванні металлопорошкових дротом.

Все ще маєте запитання?

Залиште їх нам, заповнивши форму зворотнього зв'язку

Як до Вас звертатись?

Ваш номер телефону

Текст повідомлення

Зателефонуйте нам за одним із доступних номерів телефону:

Або завітайте до нашого офісу за адресою:

Реквізити банківського рахунку для розрахунку:

Приват Банк

ЄДРПОУ 40071810 МФО 325321, р/р 26000053703508

Контакти

Де нас знайти, куди телефонувати?