ИнтергазПроизводство и продажа технических газов. Сварочные смеси из аргона и углекислого газа
Сварка в смеси аргона с углекислым газом
На производстве применяют смеси аргона, содержащие 20—25% СО2 или 50% СОг, а также смесь аргона с 20% СОг и 5% 02 [52, 71, 85]. При содержании в смеси до 15% С02 могут быть получены те же процессы, что и в чистом аргоне. С увеличением содержания углекислого газа повышается напряжение
| Процесс сварки | Материал электрода | Сила сварочного тока (А) при диаметре электрода, мм | ||
| 0.8 | 1.0 | 1.2 | ||
| Кр. | Нержавеющая сталь Х18Н9Т | 50—140 | 60—170 | 75—180 |
| Св-08Г2С | 60 г-145 | 70—175 | 90—190 | |
| Струйный | Нержавеющая сталь Х18Н9Т | 145—190 | 170—240 | 180-300 |
| Св-08Г2С | 145—260 | 175—320 | 190-320 | |
| ИДС | Нержавеющая сталь Х18Н9Т | 40—150 | 50-175 | 60—200 |
| Св-08Г2С | 45—160 | 60—200 | 75-210 |
| Диапазоны сварочных токов при сварке в смеси Ar-f5% °2 (полярность обратная) |
| Процесс сварки |
| Материал электрода |
| Сила сварочного тока (А) при диаметре электрода, мм |
дуги и уменьшается ее длина. При содержании в смеси более 25% С02 процессы сварки становятся близкими к процессам сварки в чистом углекислом газе. Однако только при содержании около 50% С02 форма провара становится похожей на форму провара в чистом углекислом газе. Сварка в смеси аргона с 20—25% С02 или с 20% С02 и 5% 02 обеспечивает лучшее формирование шва и меньшее разбрызгивание, чем сварка в углекислом газе, а по сравнению со сваркой в аргоне получается лучше форма провара и меньшее излучение дуги; кроме того в широком диапазоне силы тока можно получить процесс с частыми короткими замыканиями (табл. 32).
| Таблица 32 Диапазоны сварочных токов основных процессов сварки в смеси Ar — f (20—25) % С02 (полярность обратная, проволока Св-08ГС и Св-08Г2С)
|
Импульсно-дуговой процесс с частыми короткими замыканиями наблюдается только при сварке тонкими проволоками на низких напряжениях. Характер процесса и основные закономерности близки к процессу в чистом углекислом газе. Однако формирование шва лучше, а разбрызгивание меньше. Процесс протекает стабильно во всех пространственных положениях. При сварке на повышенных напряжениях, а также при использовании проволоки диаметром более 1,6 мм процесс протекает с крупнокапельным переносом. Характеристики этого процесса также во многом подобны характеристикам сварки в углекислом газе, однако размер капель несколько меньше, а частота их перехода больше. Формирование шва также несколько лучше. Рациональные области применения основных видов процессов сварки в активных газах сведены в табл. 33.
hssco.ru
Газовые сварочные смеси СО2+Ar
Газовые сварочные смеси СО2+Ar
Сварка в защитных газах – один из современных, ведущих технологических процессов соединения различных металлов.
Сварка в среде защитных газов (газовых смесей) сегодня применяется практически для всех металлов, включая различного сорта легированных сталей, углеродистую сталь, алюминий, медь, нержавейку и титан. Именно эти газы при соединении в определенных пропорциях обеспечивают то, что так необходимо для идеальной работы: экономику процесса сварки, оптимальную скорость и высокое качество выполнения сварочных работ. Электрогазосварочные работы в чисто газовой среде во многих развитых странах давно остались в прошлом. Им на смену пришли многокомпонентные газовые смеси улучшенного состава. Для полноценной защиты дуги применяются смеси, основанные на аргоне, гелии и других технических газах. Опыт по использованию газовых смесей показал: газовые смеси по своими показателям повышают финальное качество соединения по аналогии с чистыми газами. Широко применяемый в сварочном производстве способ защиты сварочной ванны с помощью однокомпонентных газов (двуокись углерода или аргон) со временем стал не удовлетворять требованиям качества и производительности. Помимо этого, использование газовых смесей автоматически снижает себестоимость готовой продукции и капитала затраты на работы. Дальнейшим этапом повышения эффективности сварки при изготовлении сварных металлоконструкций стало применение многокомпонентных газовых смесей на основе аргона.
Сварка с использованием защитной сварочной смеси в баллонах широко используется в строительстве и машиностроении. Ее применяют как для мелких бытовых изделий, так и для крупнейших металлоконструкций. Для полноценной защиты дуги применяются смеси, основанные на аргоне, гелии и других технических газах. Опыт по использованию газовых смесей показал: газовые смеси по своим показателям повышают финальное качество соединения по аналогии с чистыми газами. Помимо этого, использование ГС автоматически снижает себестоимость готовой продукции и капиталозатраты на работы. Для проведения большинства электросварочных работ на сегодняшний день требуется применение сварочной смеси, цена которой лишь немного превышает традиционную среду защитных газов. Наилучшей считается сварочная смесь в баллонах, на основе аргона. Такая сварочная смесь в баллонах состоит на 82% из аргона и на 18% из углекислого газа. Использование сварочных смесей на основе аргона вместо традиционной углекислоты, позволит существенно повысить качество сварки без модернизации оборудования и изменения технологий.
Изменяя состав газовой смеси, можно в определенных пределах изменять свойства металла шва и сварного соединения в целом. Преимущества процесса сварки в газовых смесях на основе аргона проявляется в том, что возможен струйный и управляемый процесс переноса электродного металла. Эти изменения сварочной дуги – эффективный способ управления ее технологическими характеристиками: производительностью, величиной потерь электродного металла на разбрызгивание, формой и механическими свойствами металла шва, а также величиной проплавления основного металла.
Преимущества сварочных смесей перед традиционной защитной средой двуокиси углерода или чистого аргона очевидны:
- увеличение количества наплавленного металла за единицу времени; производительность сварки по сравнению с традиционной (в защитной среде CO2) увеличивается в полтора-два раза;
- увеличение глубины провара шва, его плотности, что в конечном итоге увеличивает прочность свариваемых конструкций;
- снижение потерь электродного металла на разбрызгивание на 70-80%. Потери электродного металла, достигающие при сварке в СО2 100...140 кг на тонну наплавленного металла, могут быть снижены до 20...30 кг при сварке в смеси Аг+СО2. При этом достигается существенная дополнительная экономия труда и времени на очистку деталей сварочного оборудования, шва и зоны, прилегающей к нему от брызг электродного металла. ;
- снижение количества прилипания брызг (набрызгивания) в районе сварного шва и, следовательно, уменьшение трудоëмкости их удаления;
- повышение стабильности процесса сварки;
- улучшение качества сварного шва: снижение пористости и неметаллических включений;
- уменьшение зоны термического влияния, вследствие этого - уменьшение коробления конструкции;
- сокращение потребления электроэнергии и материалов на 10-15%;
- лучшие условия труда (значительно меньшее количество дыма, сварных аэрозолей сохраняют здоровье сварщика и позволяют ему длительное время работать с большим вниманием).
- экономия средств (стоимость газа составляет лишь небольшую часть общего объëма затрат на сварку).
- количество прилипания брызг в районе сварного шва снижается, вследствие чего уменьшается трудоемкость их удаления;
- повышается стабильность процесса сварки;
- качество сварного шва приводит к снижению пористости металла и уменьшению неметаллических включений;
- сохраняется здоровье сварщика;
- общая экономия средств составляет в зависимости от применяемой технологии 15 – 60%.
Одним из важных факторов, почему многие предприятия не используют в своем производстве газовые смеси, является разница в цене, между баллоном углекислоты и баллоном аргона. Однако, как показывает опыт, использование газа при производстве, как правило, несет очень маленький процент в общем объеме себестоимости, но позволяет существенно увеличить скорость производственного цикла, а также качество выпускаемой продукции.
intergas-dv.ru
Применение газовых смесей в электродуговой сварке | Пасс
Нет нужды подробно описывать значимость дуговой сварки для строительства и промышленности — она очевидна. В то же время при проведении сварочных работ остро стоит вопрос о предотвращении вредных воздействий атмосферных газов на расплавленный металл. Одним из наиболее распространенных способов защиты является сварка в среде инертных газов. Общая схема дуговой сварки в защитных газах представлена на рис. 1.
Созданная с помощью источника питания разность потенциалов между электродом и обрабатываемой деталью приводит к возникновению электрического тока, теплота же, выделенная при его протекании расплавляет место контакта. По мере отдаления электрода от поверхности свариваемого изделия электрическая цепь не разрывается, так как происходит загорание дуги — воздух, насыщенный парами металла и ионизированных вследствие высокой температуры газов, обретает свойства проводника. При сварке плавящимся электродом металл на конце электродной проволоки постоянно расплавляется под действием высоких температур и переносится на обрабатываемое изделие за счет разности потенциалов на концах дуги. Впрочем, на каплю переносимого с электрода металла действуют и другие силы. Прежде всего, это сила поверхностного натяжения, пропорциональная работе, которую необходимо затратить на образование новой поверхности раздела фаз. Чем больше поверхностное натяжение, тем сложнее «оторвать» каплю металла от основного тела электрода. А значит, перенос металла происходит крупными порциями (крупнокапельный перенос), ведь при увеличении размера капли ее объем растет быстрее, чем поверхность до момента, пока электрическая сила, действующая по всему объему, не превзойдет по величине силу поверхностного натяжения. Ток, текущий в том числе, и через переносимый с электрода на изделие металл, создает дополнительные электродинамические силы. Их радиальные составляющие, сжимают каплю. Однако возможно возникновение и осевых составляющих электродинамической силы, ускоряющей, либо наоборот, замедляющей движение частицы металла.
Рис. 1. Общая схема дуговой сварки в защитных газах
Дело в том, что ток входит в готовую оторваться каплю из электрода, а выходит в канал ионизированного воздуха. И если площадь сечения электрода больше сечения активного пятна — места соприкосновения капли металла с этим каналом, то линии тока сходятся и возникает осевая составляющая электродинамической силы, направленная против движения капли. Если же наоборот, активное пятно шире, чем электродная проволока, линии тока расходятся, порождая силу, направленную от электрода к сварному шву (рис. 2). Кроме указанных, на движение капли металла оказывают влияние силы аэродинамического сопротивления, и реактивные силы испарения паров металла с поверхности капли.
Рис. 2. Направление осевой составляющей электромагнитной силы в зависимости от соотношения площадей активного пятна на поверхности капли и сечения шейки электрода
Высокая температура в дуговом пространстве способствует диссоциации атмосферных газов — кислорода, и даже инертного в обычных условиях азота, до атомарного состояния. Атомарные азот и кислород вступают в реакцию с расплавленным металлом в сварочной ванне, образуя вредные примеси. Среди них стоит выделить оксид железа(II) FeO, который, растворяясь в расплавленном металле, значительно ухудшает его свойства. Нитриды железа, образующиеся при взаимодействии с азотом, влияют на свойства стали двояко — с одной стороны увеличивая ее прочность, с другой - уменьшая пластичность и ударную вязкость. В целом соединения азота повышают склонность металла к старению и хладоломкости, поэтому полезными их назвать сложно. Более того, азот сам по себе может образовывать поры в сварочном шве, снижая его прочностные качества. Кроме азота порообразование может вызывать и водород, образуемый в дуговом пространстве при разложении молекул воды или каких-либо органических веществ, находившихся на поверхности свариваемых деталей.
Все вышесказанное свидетельствует о необходимости как тщательного очищения свариваемых поверхностей, так и защиты расплавленного металла в сварочной ванне от негативного влияния атмосферных газов. Последнее достигается сваркой под флюсом, покрытыми электродами либо в защитных газах. Наиболее широкое распространение получили технологии сварки изделий в защитных газах.
При этом нельзя однозначно указать наилучший газ или газовую смесь. Дело в том, что на качество сварного шва влияет не только конечный состав металла, но и способ его переноса с электрода в сварочную ванну. Наиболее оптимальным считается мелкокапельный (струйный) перенос, который достигается обычно при высоких токах. Большие токи способствуют дальнейшему нагреванию расплавленного металла на конце электрода, что приводит к уменьшению поверхностного натяжения, и следовательно, позволяет добиться отрыва более мелких капель (с большей удельной поверхностью). Кроме того, увеличение температуры способствует испарению металла с поверхности капли и повышению парциального давления его паров в дуговом пространстве. Это в свою очередь приводит к увеличению сечения столба дуги и размеров активных пятен. В результате сечение активных пятен превышает сечение электрода и осевая составляющая электродинамической силы ориентируется в сторону сварного шва, способствуя отрыву капель. Благодаря совокупности описанных факторов при определенном значении тока, называемом критическим, наблюдается резкое уменьшение диаметра капель и переход процесса переноса металла с электрода в сварочную ванну в струйный режим. Это позволяет уменьшить разбрызгивание материала, кроме того, сжимающее действие электромагнитных сил интенсифицирует поток газов и металла. В результате под дугой уменьшается прослойка жидкого металла, в сварочной же ванне появляется местное углубление. Повышается теплопередача к основному металлу, и шов приобретает специфическую форму с повышенной глубиной проплавления по его оси.
Подобный характер переноса металла вполне достижим в случае применения в качестве защитного газа аргона, который, к тому же качественно защищает сварочную ванну от воздействия воздуха. В то же время добиться струйного переноса металла в атмосфере углекислого газа непросто. Прежде всего, потому, что процессы диссоциации углекислоты в околодуговом пространстве приводят к уменьшению активных пятен, что обращает осевую составляющую электродинамической силы в направлении электрода. Это препятствует отрыву капель и способствует установлению режима крупнокапельного переноса, увеличивая разбрызгивание и уменьшая глубину проплавления. Однако сварка в углекислоте позволяет улучшить качество материала шва, способствуя выносу растворенных в расплавленном металле газов в атмосферу, что уменьшает пористость сварного соединения.
Поэтому достаточно часто для сварки применяют смесь защитных газов — к аргону, обеспечивающему удовлетворительный характер переноса металл, добавляют небольшое количество углекислоты, улучшающей конечные свойства шва.
Самое интересное, что в смеси сварочных газов иногда добавляют и кислород. Казалось бы, нонсенс - столько усилий, чтобы защититься от негативного влияния воздуха, где кислород выступает в качестве самого агрессивного компонента, а тут его вводят нарочно! Тем не менее, именно этот элемент обладает способностью, растворяясь в расплавленной стали, наиболее эффективно снижать ее поверхностное натяжение. Что как уже говорилось выше, способствует уменьшению размера капель металла, отрываемых от электрода. В результате перехода к струйному переносу металла можно добиться при более низких токах. Некоторое представление о влиянии состава защитной газовой смеси на характеристики дуговой сварки и механические свойства металла в сварном шве можно получить из табл.1 и табл.2 (сварка проволокой Св-10ГСМТ диаметром 1,4 мм).
Таблица 1. Характеристики процесса сварки для разных газовых смесей
| Защитный газ | Iсв, А | Uд, В | Q, кг/ч | Y, % | aнб, % |
| СО2 | 200-210 | 22-23 | 2.3 | 4.7 | 1.5 |
| 300-310 | 30-33 | 4.3 | 6.7 | 2.0 | |
| 97%Ar +3% O2 | 200-210 | 21-22 | 3.0 | 1.4 | 0.2 |
| 300-310 | 29-30 | 4.3 | 0.5 | - | |
| 82%Ar + 18% CO2 | 200-210 | 24-25 | 3.7 | 3.8 | 0.3 |
| 300-310 | 30-31 | 6.0 | 2.9 | 0.3 | |
| 78%Ar + 20% CO2 + 2% O2 | 200-210 | 25-26 | 3.7 | 3.2 | 0.2 |
| 300-310 | 30-31 | 6.0 | 2.9 | 0.2 | |
| 86%Ar + 12% CO2 + 2% O2 | 200-210 | 21-22 | 3.1 | 1.4 | 0.2 |
| 300-310 | 29-30 | 4.4 | 0.5 | - |
Примечание. Iсв — ток сварки; Uд — напряжение дуги; Q — количество наплавленного металла в единицу времени; Y — коэффициент потерь металла на разбрызгивание, aнб — коэффициент набрызгивания, определяющий трудозатраты на удаление брызг с поверхности свариваемых деталей.
Таблица 2. Механические свойства наплавленного металла
| Защитный газ | St, Мпа | Sб, Мпа | d, % | Y, % | KCU, Дж/см2 | |
| 20 ˚C | -40 ˚C | |||||
| СО2 | 401 | 546 | 27.0 | 62.4 | 14.1 | 8.4 |
| 97%Ar +3% O2 | 385 | 590 | 28.0 | 60.0 | 20.0 | 12.0 |
| 82%Ar + 18% CO2 | 395 | 580 | 30.0 | 65.0 | 24.0 | 16.0 |
| 78%Ar + 20% CO2 + 2% O2 | 392 | 583 | 29.5 | 63.5 | 23.5 | 15.3 |
| 86%Ar + 12% CO2 + 2% O2 | 390 | 585 | 29.0 | 63.0 | 24.0 | 15.8 |
Примечание. St — предел текучести; Sб — предел прочности; d — относительное удлинение; Y — относительное укорочение; KCU — ударная вязкость.
Впрочем, для сварки легированных сталей или цветных металлов, легко окисляющихся кислородом, его применение недопустимо. В этом случае часто используют смеси аргона с гелием. Вообще говоря, характеристики дуги в гелии выше, чем в аргоне. Так, при одинаковых токах напряжение дуги в гелии более высоко, а сама дуга имеет лучшую проплавляющую способность. При этом, в отличии от аргонодуговой сварки, для которой характерно по большей части неравномерное проплавление– более глубокое в центре и меньшее по краям ванн, сварка в гелии обеспечивает равномерное формирование шва. Существенным недостатком гелия является, пожалуй, лишь его дороговизна. Которая делает оправданным применение данного газа при сварке лишь достаточно недешевых марок стали или других металлов.
Таким образом подбирать инертный газ, или газовую смесь для дуговой сварки следует, сообразуясь с условиями конкретной ситуации. Перечислим газовые смеси, получившие наибольшее распространение: A — аргон, С — углекислота, О — кислород, Н — гелий.
Газовая смесь А82С18. Это наиболее универсальная из всех смесей для углеродисто-конструкционных сталей. Состоит из 82 % аргона и 18 % углекислого газа. Подходит практически для всех типов материалов.
Газовая смесь А92С6О2. Эта смесь состоит из 92% аргона, 6 % углекислого газа, 2 % кислорода. Разработана для листовых и узких профильных (сортовых) сталей. Дает устойчивую дугу с низким уровнем разбрызгивания, небольшим усилением и плоским гладким профилем сварного шва. Смесь превосходна для глубокого провара и идеально подходит для сварки листового металла.
Газовая смесь А92С8. Эта смесь состоит из 92 % аргона, 8 % углекислого газа. Аналогична предыдущей. Дает прекрасный результат при сварке низколегированных и нержавеющих сталей.
Газовая смесь А86С12О2. Это смесь 86 % аргона, 12% углекислого газа, 2 % кислорода. Дает устойчивую дугу с широкой зоной нагрева и хорошим проваром профиля, подходит для глубокого провара, сварки коротких швов и для наплавки. Может использоваться для сварки во всех положениях. Идеально подходит для ручной, автоматической и сварки с применением робота-автомата.
Газовая смесь А78С20О2. Это смесь 78 % аргона, 20 % углекислого газа, 2 % кислорода. Специально разработана для глубокого провара широкого ассортимента профилей. Применяется для наплавки и сварки толстых прокатных (сортовых) сталей.
Газовая смесь А43Н55С2. Это смесь 55 % гелия, 43 % аргона, 2 % углекислого газа. Придает низкий уровень сварочному армированию и обеспечивает высокую скорость сварки. Смесь хорошо подходит для автоматической сварки и для применения роботов-автоматов с использованием широкого спектра толщин свариваемых материалов.
Газовая смесь А60Н38С2. Это смесь 38 % гелия, 60 % аргона, 2 % углекислого газа. Придает стабильность дуге, что обеспечивает низкий уровень разбрызгивания и снижает вероятность появления дефектов шва. Данная газовая смесь рекомендуется для сварки материалов толщиной свыше 9 мм.
Надо сказать, что кроме дуговой сварки плавящимся электродом, возможна сварка деталей электродом неплавящимся, например вольфрамовым. В данном случае главной задачей газовых смесей остается защита сварочной ванны от действия воздуха и формирование дуги, способствующей более эффективному проплавлению и дальнейшему формированию шва. Для этого применяют, в том числе, нижеследующие смеси.
Газовая смесь Н30А70. Это инертная газовая смесь, состоящая из 30 % гелия и 70 % аргона. Дает более эффективный нагрев, чем аргон. Увеличивается проплавление и скорость сварки, способствует формированию более ровной поверхности шва.
Газовая смесь Н50А50. Это инертная газовая смесь, состоящая из 50 % гелия и 50 % аргона. Наиболее универсальная газовая смесь, подходит для сварки материалов практически любой толщины.
В целом, умело, подобрав газовую смесь можно значительно увеличить скорость сварки и качество сварного шва, уменьшить трудозатраты на последующую обработку сварных соединений. Поэтому в последнее время дуговая сварка в газовых смесях постоянно увеличивает свою долю в общем объеме сварочных работ, вытесняя сварку в атмосфере чистого углекислого газа и другие методы защиты.
Максим Рассоха
www.kriopass.com.ua
9 фактов, которые нужно знать о углекислом газе
Углекислый газ часто используется в качестве защитной среды для GMAW сварки углеродистых сталей. В случае применения этого газа для других металлов, он может спровоцировать окисление сварных швов, ухудшить металлургические свойства металла. С углеродистыми сталями двуокись углерода взаимодействует наоборот. Он придает полезные свойства сварному шву и не способствует его деформации.
В чем сила углекислого газа для сварки?
Применяя чистый углекислый газ в качестве экранирующей среды не стоит рассчитывать на невероятно красивый сварной шов, но в сочетании с другими газами, например, с аргоном, можно рассчитывать на улучшения стабильности сварочной дуги, получить оптимальную текучесть металла в сварочной ванне, повысить прочность сварных швов.
Чтобы понять почему так важен углекислый газ для сварки стоит предварительно ответить на другие вопросы:
- Как возможна сварка с этим газом, если он способствует окислению?
- Что делает его таким особенным?
9 фактов и преимуществ углекислого газа
Вот некоторые основные причины, из-за которых диоксид углерода применяется в качестве защитного газа для дуговой сварки углеродистых сталей. 9 фактов
Улучшенное проникновение
Как защитный газ двуокись углерода обеспечивает лучшее проникновение и более глубокий провар. Таким образом наличие в экранирующей смеси углекислого газа улучшает физико-химические свойства свариваемого металла в области боковой стенки и корня шва.
Минимизация затрат
Одним из самых больших преимуществ, которое весьма повышает ценность углекислого газа для сварки среди других защитных газов, является его низкая стоимость. Применяя двуокись углерода вместо кислорода можно избежать окисления в металле сварного шва. Будучи тяжелее чем кислород, СО2 обеспечивает лучшие характеристики экранирования. Но есть одно замечание. Чистый углекислый газ для сварки дешевле, чем аргон и гелий, но в сравнении с ними при его применении качество сварных швов становится хуже, могут быть сварочные брызги. Поэтому чаще всего он применяется в комбинации с иными газами, позволяя таким образом повысить производительность сварочных работ и снизить их себестоимость.
Эффективен в сочетании с другими газами
Как мы говорили, чистый углекислый газ при сварке не дает очень высоких результатов для большинства металлов. Но если его смешать с другими газами, можно добиться значительного улучшения качественных свойств сварного шва и параметров сварочной дуги. К примеру, в сочетании с инертными газами (тот же аргон, соотношение 75% Ar + 25% СО2 или 82% Ar +18% СО2 (по стандарту)), устраняется проблема разбрызгивания и дуговой нестабильности.
Если во время сварки углеродистых и легированных сталей плавящимся электродом использовать смесь углекислого газа (до 20%), кислорода (до 5%) и аргона, то можно упредить пористость шва, оптимизировать свойства сварочной дуги, улучшить формирование швов. Смеси, содержащие указанные компоненты, ассоциируются как универсальные. Применяя их, можно выполнять сварку с разными режимами: импульсным и циклическим с короткой дугой, струйным, крупнокапельным и ротационным переносом металла. Такие смеси помогают сваривать углеродистые и низколегированные стали разной толщины.
Углекислый газ может быть в составе тройных смесей (Ar +СО2 + О2) или только в сочетании с чистым кислородом (добавляется от 2 – 5% до 20%). В последнем случае двойная смесь способствует уменьшению потерь металла при разбрызгивании на 30-40%, так как перенос электродного металла стает мелкокапельным за счет поверхностного натяжения.
Стоит отметить, бинарные газовые смеси (Аг + СО2) применяются при технике как обычного – так и импульсно-струйного переноса металла для большинства известных марок углеродистых сталей, нержавейки.
Предотвращение подреза сварного шва
Как известно, диоксид углерода является более плотным газом, он понижает звуковые колебания при сварке. Таким образом применение углекислого газа может предотвратить серьезные недостатки сварки, к которым относится подрез сварного шва.
Безопасность
Углекислота — это нетоксичный, а также не взрывоопасный газ. Если не соблюдать элементарных правил безопасности, превышение допустимой концентрации СО2 более 92г/м3 (5%) в закрытых помещениях, емкостях провоцирует кислородную недостаточность, удушье.
Хорошая вентиляция на рабочем месте является важным шагом, позволяющим сделать вашу работу более безопасной.
Защита от ржавчины
Углекислый газ в качестве защитной среды при сварке наименее чувствителен к возможной ржавчине на кромках (в разумных пределах, конечно) и предотвращает ее появление в сварном шве. С одной стороны, применение СО2 защищает расплавленный металл и сварочную дугу от влияния окружающей атмосферы, с другой — этот газ разлагается при высокой температуре дуги на окись углерода и кислорода, проявляя окисляющее действие на расплавляемый металл. Для связывания кислорода и его удаления из сварочной ванны важным является повышенное количество раскислителей, таких, как кремний и марганец. Двуокись углерода с нормальным содержанием влаги при правильном сочетании с другими газами помогают предотвратить дефекты сварки, такие как пористость, непровар, непровар в металле сварного шва.
Простота и универсальность
- Возможность проведения работ в разных пространственных положениях в режимах автоматической и полуавтоматической сварки.
- Отсутствие необходимости в приспособлениях для подачи и отвода флюса.
Применение СО2 является наиболее эффективным при сварке тонколистовых углеродистых сталей. Этот газ часто используется при кузовном ремонте легковушек, грузовиков. Тут преимущества наличия защитной среды СО2 выявляются особенно четко.
Улучшение прочности сварного шва
В процессе сварки, подходящий состав газов и соответствующие расходные материалы являются первичными инструментами и факторами, влияющими на получение необходимой ударной вязкости металла в сварном шве. Диоксид углерода в сочетании с другими газами способствует повышению ударной вязкости сварного соединения.
Снижение поверхностного натяжения
Поверхностное натяжение является еще одной проблемой для углеродистых сталей. Из-за этого для них проникновение расплава хуже. Наплавляемый металл в расплавленном состоянии приобретает высокое поверхностное натяжение, которое не можно уменьшить при использовании таких инертных газов как гелий, аргон и т.д. В этом случае диоксид углерода является единственным защитным газом, способным уменьшить интенсивность поверхностного натяжения, обеспечивает лучший провар. Таким образом описанные выше преимущества делают углекислый газ для сварки углеродистых сталей весьма важным инструментом хорошего сварного шва, особенно если речь идет о порошковых электродах.
blog.svarcom.net
Углекислый газ аргон кислород | Технологические газы
При сварке сталей в среде защитных газов применяют инертные и активные газы и их смеси. Основным защитным газом для полуавтоматической и автоматической сварки плавящимся электродом является углекислый газ.
Углекислый газ поставляется по ГОСТ 8050—85. Он бывает сварочный, пищевой и технический.
Сварочный углекислый газ 1-го сорта содержит не менее 99,5 % двуокиси углерода и около 0,178 г/м3 водяных паров при нормальных условиях (давление 760 мм рт. ст. и температура 20 °С).
Сварочный углекислый газ 2-го сорта содержит около 99 % двуокиси углерода и не более 0,515 г/м3 водяных паров.
Пищевой углекислый газ содержит 98,5 % двуокиси углерода и около 0,1 % воды в баллоне по массе.
Технический углекислый газ содержит не менее 98 % двуокиси углерода, до 0,05 % окиси углерода и не более 0,1 % воды в баллоне по массе.
Получают углекислый газ из кокса, известняка и антрацита путем обжига в специальных печах, из газов брожения в гидролизной промышленности и из дымовых газов котельных установок.
При охлаждении под давлением углекислый газ превращается в бесцветную жидкость, а при охлаждении без давления — в твердое тело.
Жидкую углекислоту заливают в стандартные баллоны объемом 40 литров на 60—80 % объема (до 25 кг). Давление углекислоты в баллоне может составить 6—7,5 МПа (60—75 кг/см2). При испарении 25 кг жидкой углекислоты образуется 12,6 м3 газообразной, т. е. из одного килограмма жидкой углекислоты образуется около 0,505 м3 газа.
Для хранения и транспортировки больших объемов технологических газов, в том числе и углекислоты, применяют специальные изотермические цистерны и сосуды.
Углекислый газ для сварки можно получать не только из жидкой углекислоты, но и из сухого льда. Основным преимуществом использования сухого льда для сварки является высокая чистота углекислого газа и удобство транспортировки. Брикеты сухого льда к потребителю доставляются в контейнерах. Газификация его производится в герметичных сосудах — газификаторах, обогреваемых электронагревателями или теплой водой.
Аргон для сварки поставляется по ГОСТ 10157—79. Это инертный газ. По чистоте он делится на три сорта. Аргон высшего сорта (99,99 % аргона) предназначен для сварки особо активных металлов и сплавов типа титана, циркония, ниобия.
Аргон 1-го сорта (99,98 % аргона) используется для сварки алюминия, магния, их сплавов и других активных металлов.
Аргон 2-го сорта (99,95 % аргона) применяют для сварки высоколегированных сталей и сплавов.
Для промышленных целей аргон получают в качестве побочного продукта при производстве кислорода и азота из воздуха.
Кислород — бесцветный газ, без вкуса и запаха. При температуре минус 118,8°С и давлении 5,1 МПа (51,35 кг/см2) кислород сжижается, а при температуре минус 182,96 °С и атмосферном давлении он может превращаться в жидкость.
Масса одного литра жидкого кислорода при атмосферном давлении составляет 1,14 кг. Нормальная плотность кислорода в нормальных условиях равняется 1,33 кг/ма.
Для газоплазменной обработки металлов применяют технический кислород по ГОСТ 5583—78 трех сортов: 1-й сорт с чистотой не ниже 99,7 %, 2-й сорт с чистотой не ниже 99,5 % и 3-й сорт с чистотой 99,2 %.
Кислород получают химическим методом, методом электролиза воды и разделением атмосферного воздуха методом глубокого охлаждения.
Химические способы основаны на свойстве ряда химических соединений в определенных условиях выделять кислород. Эти способы малопроизводительные, требуют применения дефицитных химикатов, дают слишком дорогой кислород.
В качестве горючих газов при сварке и термической резке используется ацетилен, пропан-бутан, природный газ, пары бензина или керосина.
Источником тепла служит пламя от сгорания смеси горючих газов с кислородом.
Наибольшую температуру пламени при сгорании в кислороде (около 3100 С) создает ацетилен (см. рис. 2, а).
www.stroitelstvo-new.ru
