Составы газовых смесей для сварки

Технологические особенности сварки металлов с привлечением инертных газов предусматривают использование специальных газовых смесей. Благодаря им качество сварочного шва существенно возрастает. Газовые смеси для сварки изготавливаются на основе таких известных составляющих, как гелий, кислород, аргон и углекислота.

Разновидности

Взятые в установленном техническими нормативами соотношении, перечисленные выше составляющие могут образовывать следующие смеси газов:

  • аргон плюс углекислота;
  • аргон в соединении с гелием и кислородом (водородом);
  • соединение углекислоты и кислорода.

Некоторые из этих комбинаций оптимально подходят для полуавтомата, в конструкции которого уже предусмотрена возможность их эффективного использования. Однако к рассмотрению этого вопроса удобнее будет перейти после более подробного ознакомления с основными сварочными смесями.

Аргон и углекислый газ

Подготовленная в определённой пропорции эта смесь газов наиболее продуктивна при работе с углеродистыми и низколегированными сталями. При сравнении эффективности данной комбинации с аналогичными показателями сварки на чистых газах обнаруживается, что этот сварочный состав облегчает струйный перенос вещества электрода.

Кроме того, швы на готовом изделии, в отличие от сваривания на чистой углекислоте, получаются более ровными и пластичными. При работе с указанной смесью газов заметно снижается возможность образования пор.

Аргон в сочетании с кислородом

Аргонокислородная смесь очень часто требуется для эффективного сплавления легированных и низколегированных сталей. Небольшая добавка кислорода в рабочую комбинацию позволяет не только исключить образование пор, но и заметно расширить возможности сварочных процедур.

Прежде всего, это касается изменения пределов регулировки токов, а также применения более широкого набора разновидностей сварочной проволоки. Естественно, что качество образуемого при этом сварочного шва заметно возрастает, вследствие чего смеси этого состава пользуются повышенным спросом.

Углекислота и кислород

Применение этой сварочной смеси газов позволяет получить требуемый положительный эффект, проявляющийся в следующем:

  • наблюдающееся во время сварки разбрызгивание металла ощутимо снижается;
  • вследствие этого улучшается качество формируемого шва;
  • повышается температура в рабочей зоне, что определённым образом влияет на эффективность проводимых работ (их производительность резко возрастает).

Однако у этого сварочного реагента имеется один существенный недостаток, связанный с повышенным окислением металла в зоне сварки. Как следствие, заметно ухудшаются механические параметры формируемого соединения. К тому же при данном соединении образуется вредный для человека угарный газ.

Особенности аргоновых и углекислотных соединений

Перед тем как определиться, какой газ использовать в смеси, надо рассмотреть особенности применения каждого их них.

Согласно ТУ 2114-001-99210100-09 все перечисленные выше составы могут формироваться в самых различных пропорциях, отличающихся процентным содержанием каждой из составляющих. В подавляющем большинстве таких пропорций аргон или кислород содержится в объёмах, составляющих основную массу вещества (от 88 до 98%). Дополняющие их добавки (углекислый газ, в частности) редко превышают в объёмном исчислении 5-15 %.

Аргон в пропорциональном соотношении с гелием чаще всего применяется с целью обработки цветных металлов и их производных. Основные типы заготовок, для обработки которых используется аргонодуговая сварка – это медные, алюминиевые, никелевые, а также хромоникелевые сплавы.

Сварочные смеси из сочетания аргона с углекислым газом нередко применяются с целью подогрева металла перед сваркой или постепенного его охлаждения по окончании работ. Как правило, такая процедура организуется в случаях крайней необходимости.

Этот газообразный состав достаточно взрывоопасен, так что работа в среде СО2 требует от оператора соблюдения мер безопасности при его подготовке и использовании.

Особого внимания требует процесс сваривания металлических заготовок в смесях с высоким содержанием углекислого газа. Дело в том, что при его соединении с кислородом воздуха образуется опасный для здоровья человека угарный газ, для защиты от которого оператор должен работать в специальной маске.

Таким образом, аргон и углекислота в сочетании с рядом активных добавок относятся к универсальным сварочным смесям газов, применяемым при работе с большинством марок чёрных и цветных металлов. Их сочетание наряду с высокой эффективностью использования отличается сравнительно низкой ценой.

Для полуавтоматов

При рассмотрении этого вопроса надо акцентировать внимание на соединениях аргона с водородом и гелием, которые широко применяются для сварки никеля, высоколегированных и нержавеющих сталей и их сплавов. Каждая из этих смесей классифицируется именно как газ для сварки на полуавтомате, однако, в определённых ситуациях они могут использоваться и просто для формовки.

Ещё одним вариантом сварочной смеси, рассчитанной на сваривание в полуавтоматическом режиме, является сочетание аргона и СО2 (углекислоты). В основу применения этого комбинированного состава заложен принцип максимальной защиты металла и сведения к минимуму вредных для него побочных эффектов.

В начале работы с этим составом, прежде всего, поджигается горелка, через сопло которой сварочную смесь из аргона и углекислоты подают в рабочую зону.

Обратите внимание, что эта же струя может предназначаться для подогрева металла, если этого требуют технические условия на сварку.

После запуска горелки и подогрева материала с помощью неплавкого электрода с вольфрамовым покрытием поджигается электрическая дуга. В то же самое время специальной кнопкой включается подача плавильной проволоки, для защиты которой и применяется данная смесь газов.

Качественная сварка всеми перечисленными методами предполагает грамотный расчёт объёмов требуемого газа, а также выбор оптимальной скорости подачи сварочной плавильной проволоки. С этой целью разработаны графики и типовые режимы обработки металлов, рассчитанные для каждого вида газообразной смеси индивидуально.

Температура горения сварочной смеси выбирается с тем расчётом, чтобы сам металл и проволока не плавились от неё, так что отключать горелку при разовом удалении от ванны совсем не обязательно.

По завершении формирования шва для его постепенного остывания нередко используют приём кратковременного подогрева тем же горючим составом (по необходимости).

С данными таблицы по сварочным смесям, рекомендуемым для работы с полуавтоматом, можно ознакомиться в таблице:

Исходный материал Толщина, мм Рекомендуемая смесь Диаметр сварочной проволоки, мм Скорость сварки, мм/мин Ток сварки
Iсв, А
Напряжение дуги Uд, В Скорость подачи проволоки, м/мин Расход газа, л/мин
Углеродистые конструкционные стали 1,0 К-3.1 0,8 350-600 45-65 14-15 3,5-4,0 12
1,6 К-3.1 0,8 400-600 70-80 15-16 4,0-5,3 14
3,0 К-3.2 1,0 280-520 120-160 17-19 4,0-5,2 15
6,0 К-3.2 1,0 300-450 140-160 17-18 4,0-5,0 15
6,0 К-3.2 1,2 420-530 250-270 26-28 6,6-7,3 16
10,0 К-3.2 1,2 300-450 140-160 17-18 3,2-4,0 15
10,0 К-2 1,2 400-480 270-310 26-28 7,0-7,8 16
10,0 К-2 1,2 300-450 140-160 17-18 3,2-4,0 15
10,0 К-3.3 1,2 370-440 290-330 26-31 10,0-12,0 17
Легированные стали 1,6 НП-1 0,8 410-600 70-85 19-20 6,5-7,1 12
3,0 НП-2 1,0 400-600 100-125 16-19 5,0-6,0 13
6,0 НП-2 1,0 280-520 120-150 16-19 4,0-6,0 14
6,0 НП-2 1,2 500-650 220-250 25-29 7,0-9,0 14
10,0 НП-3 1,2 250-450 120-150 16-19 4,0-6,0 14
10,0 НП-3 1,2 450-600 260-280 26-30 8,0-9,5 14
10,0 НП-3 1,2 220-400 120-150 16-19 4,0-6,0 15
10,0 НП-3 1,2 400-600 270-310 28-31 9,0-10,5 15
Алюминиевые сплавы 1,6 НП-1 1,0 450-600 70-100 17-18 4,0-6,0 14
3,0 НП-1 1,2 500-700 105-120 17-20 5,0-7,0 14
6,0 НП-1 1,2 450-600 120-140 20-24 6,5-8,5 14
6,0 НП-2 1,2 550-800 160-200 27-30 8,0-10,0 14
10,0 НП-2 1,2 450-600 120-140 20-24 6,5-8,5 16
10,0 НП-2 1,6 500-700 240-300 29-32 7,0-10,0 16
10,0 НП-2 1,2-1,6 400-500 130-200 20-26 6,5-8,0 18
10,0 НП-3 1,6-2,4 450-700 300-500 32-40 9,0-14,0 18

В заключение надо напомнить, что газовые смеси – это неотъемлемая составляющая некоторых видов сварочных работ, которая согласно спецификации относится к категории расходных материалов.

При их применении очень важно установить точное соотношение компонентов, благодаря которому удаётся добиться высоких показателей сварочного процесса. Это правило справедливо как для начинающих сварщиков, так и для профессионалов, располагающих богатым опытом работы в газовых средах.

Похожие публикации