Новости

Новости в мире инженерии и электротехники

Газовые смеси для механизированной сварки углеродистых сталей 15.08.2016

При выполнении механизированной сварки часто возникает вопрос: как правильно выбрать защитный газ. К сожалению, дать однозначный ответ на этот вопрос сложно. В каждом конкретном случае выбор защитного газа определяется типом материала, его толщиной, видом сварочного процесса и требованиями к сварного соединения.

 

Правильный выбор типа защитного газа важен по нескольким причинам. Во-первых, он должен защищать сварочную ванну от проникновения компонентов атмосферного воздуха, которые приводят к образованию пористости, трещин, азотированию металла шва, снижают прочность сварного соединения. Во-вторых, защитный газ в разной степени влияет на ионизацию дугового промежутка, что, в конечном итоге, определяет характер горения дуги и стабильность процесса сварки.


Наиболее часто в качестве защитных газов при механизированной сварке углеродистых сталей сплошной проволокой применяют диоксид углерода (С02) и аргон (Аг). Давайте рассмотрим влияние на процесс сварки каждого газа в отдельности, а также их совместное действие при использовании в составе газовых смесей:

С02 (углекислый газ, диоксид углерода)


Использование С02 в качестве монокомпонентного защитного газа обеспечивает получение широкого валика наплавленного металла с достаточно глубоким проплавлением. Чаще всего его применяют при сварке порошковой проволокой. Использование С02 предусматривает повышенное по сравнению с другими газами, напряжение дуги, что связано с низкой покупательной способностью молекулярной структуры газа в ионизации. При сварке сталей небольшой толщины повышенное напряжение может создавать определенные проблемы.


Основным полезным свойством С02 является его способность увеличивать глубину проплавления, поэтому этот газ добавляют практически во все сварочные смеси газов.


Диоксид углерода - активный газ, который в дуге распадается на кислород О2 и монооксид углерода СО. Поэтому при использовании СО2 увеличивается насыщение металла шва кислородом и происходит интенсивное окисление легирующих компонентов в присадочный материал. Использование сварочной проволоки с повышенным содержанием кремния и марганца позволяет снизить содержание кислорода в металле шва, однако, следует учитывать, что оба элемента образуют оксиды, которые участвуют в формировании шлака на поверхности шва. Поето¬му не стоит забывать о необходимости тщательной зачистки шва после каждого прохода и сварного соединения в целом перед покраской или гальванизацией металлоконструкции.


Использование СО2 в качестве защитного газа всегда характеризуется высоким разбрызгиванием электродного металла, связанным с необходимостью сварки при повышенном напряжении. По этим же причинам при сварке в СО2 выделяется большое количество сварочного аэрозоля.


Аr (аргон)


Аргон - инертный газ с атомной массой 39,9, в обычных условиях - бесцветный, без запаха и вкуса, примерно в 1,38 раза тяжелее воздуха. Аргон считается наиболее доступным и сравнительно дешевым среди инертных газив.Аргон занимает третье место по содержанию в воздухе (после азота и кислорода), на него приходится примерно 1,3% массы и 0,9% объема атмосферы Земли.


В промышленности основной способ получения аргона - метод низкотемпературной ректификации воздуха с получением кислорода и азота и сопутствующим извлечением аргона. Также аргон получают как побочный продукт при получении аммиака.
Газообразный аргон хранится и транспортируется в стальных баллонах (по ГОСТ 949-73). Баллон с чистым аргоном окрашен в серый цвет, с надписью «Аргон чистый» зеленого цвета.


Согласно ГОСТ 10157-79 газообразный и жидкий аргон поставляется двух видов: высшего сорта (с объемной долей аргона не менее 99,993%, объемной долей водяных паров не более 0,0009%) и первого сорта (с объемной долей аргона не менее 99,987%, объемной долей водяных паров не более 0,001%).


Аргон используется в качестве инертного защитного газа при аргонно-дуговой сварке, в том числе в качестве основы защитной газовой смеси (с кислородом, углекислым газом). Есть основной защитным средой при сварке алюминия, титана, редких и активных металлов.


Аргон также применяется при плазменной сварке в качестве плазмотворного газа, при лазерном сварке в качестве плазмоподавляючого и защитного газа.
аргон в качестве защитного газа позволяет получить очень краткую, концентрированную дугу, обеспечивая узкую и выпуклую форму валика наплавленного металла с очень глубоким проплавлением . При сварке аргоном профиль валика имеет высшее медиану и лучше формирования по краям, чем при сварке в среде СО2.


Поскольку аргон - инертный газ, он практически полностью исключает проникновение металла шва кислородом и продуктами окисления. Поэтому при сварке в среде аргона можно использовать сплошной провод с минимальным содержанием кремния и марганца, если обеспечение условий равномицности сварного соединения не требует введения дополнительных легирующих элементов в шов. Аргон не требует также высокой энергии для ионизации, и при его использовании напряжение может быть значительно меньше, чем при использовании СО2. За счет легкой ионизации аргон обеспечивает более стабильное горение дуги и легкий ее поджог, небольшой разбрызгивания электродного металла и малые выделения сварочного аэрозоля
При механизированной сварке аргон применяют как в чистом виде, в основном при сварке высоко-легированных сталей и никелевых сплавов , так и в составе смесей.


Газовые смеси Аr + СО2


Аргон и углекислый газ при использовании для сварки в чистом виде имеют ряд как положительных, так и негатив свойств. В то же время, при смешивании аргон и СО2 уменьшают негативные воздействия друг друга и взаимно усиливают полезные свойства. Так, например, чистый аргон нежелательно использовать при сварке углеродистых и низколегированных сталей, так как он способствует формированию шва с узким профилем и большой глубиной проплавления. При этом добиться формирования профиля шва, обеспечивает необходимую прочность соединения, достаточно сложно. Большая глубина проплавления также не всегда желательна, особенно при сварке тонкого металла. В смеси же с углекислым газом аргон обеспечивает хорошее качество и формирование сварных швов.


Для хранения и транспортировки в баллонах можно использовать только газовые смеси, содержащие не более 25% СО2. Углекислый газ закачивается в баллон в жидком состоянии, а аргон - в газообразном. За счет того, что углекислота, которая испаряется может вытеснять аргон, при содержании углекислого газа в смеси более 25%, ее качество гарантировать невозможно. В связи с этим чаще всего для сварки используют смеси, содержащие от 75 до 95% аргона и от 5 до 25% углекислого газа.


Смесь 75% Аr + 25% СО2. Наиболее часто используют сварочную смесь в композиции 75% аргона и 25% углекислого газа. Эта смесь обеспечивает крупнокапельне переноса электродного металла, при этом СО2 усиливает проплавлючий влияние аргона, формируя при этом пологий профиль шва. С другой стороны, аргон позволяет стабилизировать горение дуги, уменьшить разбрызгивание и улучшить формирование шва. Однако, поскольку речь идет о крупнокапельное режим переноса металла, небольшой разбрызгивания будет присутствовать в любом случае, даже при оптимальных настройках параметров сварки.
Смесь 85% Аr + 15% С02. Если нужно получить высокую скорость сварки и минимальное разбрызгивание, то в качестве защитного газа лучше использовать смесь, содержащую 85% аргона и 15% углекислого газа (некоторые производители смесей предлагают ее в варианте 82% Аr и 18% СО2).
В сочетании с более высоким напряжением эта смесь обеспечивает струйный тип переноса электродного металла. В этом случае перенос металла происходит в виде непрерывного потока мелких капель, дает хорошее формирование шва при минимальном разбрызгивании электродного металла.



В то же время, из-за высокой скорости переноса металла в сварочную ванну и большое тепловложения этот режим рекомендуют использовать только для сварки в нижнем, угловом положении сварки. Для других пространственных положений сварки, требующих большой производительности по наплавке металлов, рекомендуют использовать импульсные режимы сварки, режимы сварки, обеспечивающие сварки короткими замыканиями или крупнокапельное тип переноса металла. Для получения качественных соединений на импульсных режимах сварки или при крупнокапельное переноса металла рекомендуют использовать газовые смеси, содержащие 85% аргона и больше.
Смесь 90% Аr + 10% СО2. Это очень распространенная смесь, которая дает стабильный струйный режим переноса металла в широком диапазоне напряжений. Ее часто используют в робототехнике, поскольку смесь обеспечивает наибольшую скорость сварки. Эту смесь успешно используют также при сварке металлопорошковых проволокой.

Все еще есть вопросы?

Отправьте их нам, заполнив форму обратной связи

Как к Вам обращаться?

Ваш номер телефона

Текст сообщения

Позвоните нам по указанным номерам телефонов:

Или посетите наш офис по адресу:

Реквизиты банковского счета для расчета:

Приват Банк

ЕГРПОУ 40071810 МФО 325321 p/p 26000053703508

Контакты

Где нас найти, куда звонить?