Правила сварки в среде углекислого газа

Хорошо знакомая профессионалам сварка в среде углекислого газа, как правило, полностью автоматизирована или же проводится в полуавтоматическом режиме.

В основу этого метода заложено свойство углекислоты разлагаться под термическим воздействием на две отдельные составляющие, одна из которых (угарный газ или «СО») надёжно изолирует активную зону от окружающей среды.

Особенности технологии

Однако из-за образования в месте сварки углекислотного компонента и кислорода этот процесс сопровождается ещё одной реакцией. Совместное действие этих газов вызывает выгорание из расплавленного металла углерода и легирующих добавок.

В результате этого расход углекислоты при сварке резко возрастает, что создаёт определённые сложности с реализацией самого процесса.

В связи с указанной спецификой сварки в углекислом газе этот режим заслуживает особого рассмотрения.

Для нейтрализации образующегося угарного газа автоматическая сварка с применением углекислоты предполагает использование специальных проволок марок Св–08ГС или Св–08Г2С с небольшой примесью марганца и кремния.

По показателю химической активности содержащиеся в них реагенты значительно превосходят железо, и поэтому вступают в реакцию раньше, не допуская окисления самого металла.

В процессе сварки, протекающей в специально создаваемой защитной среде углекислого газа, марганец вместе с кремнием образуют хорошо плавящееся соединение, а затем в виде шлака просто выводятся на поверхность.

По сравнению с другими известными методами организации сварочного процесса технология сварки в углекислом газе достаточно проста и к тому же отличается следующими преимуществами:

• этот вид сплавления металлических заготовок осуществляется на токах с обратной полярностью, что дает более стабильную дугу и исключает возможность нежелательных деформаций;
• за счёт применения специального электрода снижается эффект разбрызгивания расходного материала, что позволяет частично снизить непроизводительные затраты;
• при наплавке металла допускается использование прямой токовой полярности, обеспечивающей повышение её эффективности в полуавтоматическом режиме примерно в 1,6-1,8 раза.

При проведении сварки в углекислом газе по этому методу может использоваться сварочный аппарат типа «осциллятор», функционирующий по принципу высокочастотного преобразователя напряжения и тока.

Работа полуавтоматом в углекислотной среде

Выбор сварочного режима в среде углекислого газа осуществляется в зависимости от толщины обрабатываемых металлических заготовок индивидуально для каждого образца оборудования. С параметрами этих режимов, существенно влияющими на качество сварки, можно ознакомиться в таблице.

Подробный анализ данных этой таблицы позволяет убедиться в следующем:

• глубина провара при электродуговой сварке в среде углекислого газа заметно возрастает при увеличении рабочего сварочного тока;
• мощность дуги в зоне сварки напрямую зависит от её длины (при возрастании напряжения питания ширина и глубина образующегося провара заметно увеличиваются);
• выбор оптимального темпа подачи проволоки определяется условием стабильности дуги при фиксированном напряжении питания;
• правильность выбора размера рабочей части электрода (его вылета) также влияет на качество дуги. При увеличении этого показателя свойства дуги и получаемого шва существенно ухудшаются.

С другой стороны при слишком коротком вылете стержня наблюдать за процессом сваривания через защитную маску становится слишком сложно, что приводит к частому выгоранию контактного наконечника.

Специалисты рекомендуют настраивать оборудование соответствующим образом, то есть увязывать величину вылета с диаметром проволоки, применяемой в процессе сварки.

После ознакомления с режимами работы в углекислом газе можно перейти к рассмотрению самого сварочного процесса.

Подготовка и запуск

Перед началом сварки с полуавтоматом необходимо внимательно ознакомиться с имеющимися на панели прибора элементами управления. Основное внимание должно уделяться переключателю режимов сварочного тока, обеспечивающего широкий выбор их значений (от минимума для тонких заготовок и до максимума – для самых толстых).

Кроме того, следует убедиться в том, что скорость подачи проволоки в зону сгорания с окислами углерода надёжно регулируется отдельно расположенным на панели переключателем.

Стоит обратить внимание и на то, что отдельные модели полуавтоматов с целью удобства работы оснащаются таймерами включения.

Перед запуском сварочного аппарата обязательно убедитесь в соответствии его электрических параметров данным электросети, а также в наличии цепи нагрузки. Для настройки автоматического устройства сначала в него вставляется сварочная проволока. Для этого предусмотрен специальный приёмник с механизмом подачи, располагающийся под крышкой автомата.

Все остальные пусковые операции, включая управление каналами, по которым подают углекислоту для сварки, выполняются согласно инструкции, прилагаемой к каждому сварочному аппарату.

Особенности TIG метода

Расшифровка этого обозначения сварочного процесса в переводе с английского языка дословно означает «вольфрам и инертный газ». Такой прямой перевод полностью отражает суть процесса, при котором электрический стержень с вольфрамовым покрытием «сгорает» в среде того или иного инертного газа.

В данном случае за инертную среду принимается углекислотный состав в сочетании с вольфрамовым электродом. Температура плавления последнего достаточно высока (её величина немногим менее 4000 °), благодаря чему таким стержнем могут свариваться практически все виды чёрных и цветных металлов.

Электрод с вольфрамовым покрытием перед началом работ закрепляется в специальной цанге с последующей фиксацией в корпусе горелки. Излишки его длины, временно незадействованные в процессе сварки, защищаются специальным колпаком, исключающим возможность замыкания на «массу».

Устройство горелки

На конце горелки для углекислого газа предусмотрено сопло с керамической окантовкой, а по его центру размещается сам электрод. При этом углекислый газ поступает в зону сварки по каналам, окаймляющим сопло с вольфрамовым электродом.

Сварочный процесс запускается посредством специальной кнопки, размещённой на корпусе горелки. После её нажатия подаётся питание от автомата и одновременно начинает поступать газ.

Сварка ТИГ организуется по принципу сплавления зажженной дугой непосредственно кромок обрабатываемого металла. Для получения качественного шва вполне достаточно, чтобы сопрягаемые части изделия были размещены вплотную друг к другу.

При наличии между ними зазора или в случаях, когда необходимо получить очень прочный шов – обычно используется присадочная проволока. Её подача в зону плавления осуществляется свободной рукой оператора.

Сварка деталей по технологии ТИГ в середе углекислого газа по причине высокотемпературного режима обработки деталей широко применяется в самых различных областях промышленного производства.

Этот метод может использоваться как при сплавлении изделий, изготовленных на основе обычной углеродистой стали, так и при обработке заготовок из широкого спектра цветных металлов.

Техника безопасности при работе с углекислотой

Специальными требованиями действующих стандартов (ГОСТ 12.1.004-76 и 12.1.005-76) порядок защиты от угарного газа, образующегося в процессе сварки изделий в углекислой среде, строго регламентируется.

Для обеспечения безопасных условий сварки в этих документах особо оговаривается перечень средств защиты, используемых при работе с этим опасным составом.

К такому защитному снаряжению относятся специальные лицевые маски и элементы одежды исполнителя (электросварщика).

Завершая обзор сварочных работ с использованием углекислого газа, надо отметить, что его применение характерно для автоматических и полуавтоматических режимов обработки металлов плавлением. Особенностью является то, что при определённых условиях таким методом можно сваривать практически любые металлы.