Рекомендации по использованию газовых смесей
Плюсы использования газовой смеси:
1. Уменьшается разбрызгивание и экономия сварочной проволоки около 20%.
2. Нет необходимости в операции по зачистке от сварочных брызг.
3. Сварочный шов гораздо красивее, чем при сварке в СО.
4. Устойчивая сварочная дуга, нет необходимости переваривать или подваривать деталь.
5. Меньше сварочных брызг, которые могут нанести травму сварщику. В следствии этого повышается производительность приблизительно на 5-10%.
6. Дугу гораздо легче контролировать при сварке изделий с переменным зазором.
7. За счет ионизации сварочной дуги и повышение ее температуры, экономия на электроэнергии 3-5%.
8. Из-за стабильной и контролируемой сварочной дуги повышается скорость сварки на 15-20%.
9. Из-за уменьшения сварочных брызг происходит экономия сопел для горелки.
10. Уменьшение вредных веществ в сварочных парах, улучшение самочувствия работников.
Сварка в защитных газах - один из ведущих технологических процессов соединения различных металлов.
Широко применяемый в сварочном производстве способ защиты сварочной ванны с помощью однокомпонентных газов (двуокись углерода или аргон) со временем не стал удовлетворять требованиям качества и производительности. Дальнейшим этапом повышения эффективности сварки при изготовлении сварных металлоконструкций стало применение многокомпонентных газовых смесей на основе аргона.
Изменяя состав газовой смеси можно в определенных пределах можно 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: производительности, величиной потерь электродного металла на разбрызгивание, формой и механическими свойствами металла шва, а также величиной проплавления основного металла.
Газовые сварочные смеси и рекомендуемая область их применения.
Процентное содержание того или иного газа в смеси принимается исходя из толщины свариваемого металла, степени его легирования и требований, предъявляемых к сварным соединениям в зависимости от условий эксплуатации изделия. Области применения различных газовых смесей при сварке плавящимся электродом приведены в таблице 1. Данные смеси проверены практикой, что позволяет рекомендовать их применение для получения качественного сварного соединения.
1. Уменьшается разбрызгивание и экономия сварочной проволоки около 20%.
2. Нет необходимости в операции по зачистке от сварочных брызг.
3. Сварочный шов гораздо красивее, чем при сварке в СО.
4. Устойчивая сварочная дуга, нет необходимости переваривать или подваривать деталь.
5. Меньше сварочных брызг, которые могут нанести травму сварщику. В следствии этого повышается производительность приблизительно на 5-10%.
6. Дугу гораздо легче контролировать при сварке изделий с переменным зазором.
7. За счет ионизации сварочной дуги и повышение ее температуры, экономия на электроэнергии 3-5%.
8. Из-за стабильной и контролируемой сварочной дуги повышается скорость сварки на 15-20%.
9. Из-за уменьшения сварочных брызг происходит экономия сопел для горелки.
10. Уменьшение вредных веществ в сварочных парах, улучшение самочувствия работников.
Сварка в защитных газах - один из ведущих технологических процессов соединения различных металлов.
Широко применяемый в сварочном производстве способ защиты сварочной ванны с помощью однокомпонентных газов (двуокись углерода или аргон) со временем не стал удовлетворять требованиям качества и производительности. Дальнейшим этапом повышения эффективности сварки при изготовлении сварных металлоконструкций стало применение многокомпонентных газовых смесей на основе аргона.
Изменяя состав газовой смеси можно в определенных пределах можно 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: производительности, величиной потерь электродного металла на разбрызгивание, формой и механическими свойствами металла шва, а также величиной проплавления основного металла.
Газовые сварочные смеси и рекомендуемая область их применения.
Процентное содержание того или иного газа в смеси принимается исходя из толщины свариваемого металла, степени его легирования и требований, предъявляемых к сварным соединениям в зависимости от условий эксплуатации изделия. Области применения различных газовых смесей при сварке плавящимся электродом приведены в таблице 1. Данные смеси проверены практикой, что позволяет рекомендовать их применение для получения качественного сварного соединения.
Гигиеническая оценка процесса механизированной сварки углеродистой стали в СО2 и многокомпонентных смесях на основе аргона
Благодаря уменьшению окислительного потенциала защитной среды, при сварке в смесях газа на основе аргона обеспечивается уменьшение валовых выделений твердой фракции сварочного аэрозоля, а в ней - снижение содержания токсичных выделений окислов марганца и хрома.
Благодаря уменьшению окислительного потенциала защитной среды, при сварке в смесях газа на основе аргона обеспечивается уменьшение валовых выделений твердой фракции сварочного аэрозоля, а в ней - снижение содержания токсичных выделений окислов марганца и хрома.
Особенности сварки в смесях газов.
Учитывая, что смесь газов на основе аргона легче, чем СО2, то при сварке необходимо соблюдать некоторые условия:
- Сварку вести, по возможности «углом» вперед;
- Вылет сварочной проволоки должен быть оптимальным в зависимости от диаметра проволоки (15-20мм);
- Исключить подсос воздуха, как в соединениях шлангов, так и сопла с горелкой.
В то же время необходимо отметить, что при сварке в смесях на основе аргона процесс сварки стабилен, по сравнению со сваркой в СО2, даже при некоторой неравномерности подачи сварочной проволоки, а также наличия на поверхности проволоки следов технологической смазки и ржавчины.
Требования к исходным газам
Качество сварных соединений зависит от содержания растворенных в металле, так называемых, вредных газов - водорода, азота и их соединений. Поэтому защитные газовые смеси должны иметь в своем составе строго ограниченное количество вредных примесей.
Водород способствует образованию пористости при кристаллизации металла и является одним из главных факторов образования холодных трещин, то есть трещин, которые образуются при 200ºC и ниже в процессе охлаждения сварного соединения.
Водород поступает в металл сварного шва преимущественно через влагу защитных газов. Азот в большинстве случаев вызывает снижение пластичности металла, пористость и другие дефекты.
Отрицательное воздействие на качество сварного шва оказывает так же и пары воды, содержащиеся в защитном газе. При воздействие высоких температур вода разделяется на составляющие водород и кислород. Если кислород выводится в шлаковую фазу, то водород оказывает свое негативное влияние описанное выше.
Поэтому для получения сварочных газовых смесей необходимо использовать газы, которые должны по своему составу соответствовать принятым нормам (Таблица 5).
Учитывая, что смесь газов на основе аргона легче, чем СО2, то при сварке необходимо соблюдать некоторые условия:
- Сварку вести, по возможности «углом» вперед;
- Вылет сварочной проволоки должен быть оптимальным в зависимости от диаметра проволоки (15-20мм);
- Исключить подсос воздуха, как в соединениях шлангов, так и сопла с горелкой.
В то же время необходимо отметить, что при сварке в смесях на основе аргона процесс сварки стабилен, по сравнению со сваркой в СО2, даже при некоторой неравномерности подачи сварочной проволоки, а также наличия на поверхности проволоки следов технологической смазки и ржавчины.
Требования к исходным газам
Качество сварных соединений зависит от содержания растворенных в металле, так называемых, вредных газов - водорода, азота и их соединений. Поэтому защитные газовые смеси должны иметь в своем составе строго ограниченное количество вредных примесей.
Водород способствует образованию пористости при кристаллизации металла и является одним из главных факторов образования холодных трещин, то есть трещин, которые образуются при 200ºC и ниже в процессе охлаждения сварного соединения.
Водород поступает в металл сварного шва преимущественно через влагу защитных газов. Азот в большинстве случаев вызывает снижение пластичности металла, пористость и другие дефекты.
Отрицательное воздействие на качество сварного шва оказывает так же и пары воды, содержащиеся в защитном газе. При воздействие высоких температур вода разделяется на составляющие водород и кислород. Если кислород выводится в шлаковую фазу, то водород оказывает свое негативное влияние описанное выше.
Поэтому для получения сварочных газовых смесей необходимо использовать газы, которые должны по своему составу соответствовать принятым нормам (Таблица 5).
Особенности применения газовых смесей в сварочном процессе
С начала использования сварки прошло более 120 лет. На протяжении всего времени сварочное оборудование совершенствовалось, модернизировалось, что впоследствии оказывало определенное влияние, положительное или отрицательное, на качество сварных швов. Каков бы не был результат, опыт оставался и улучшался. Так в последнее время специалисты все чаще прибегают к сварке в защитных газах, позволяющая сравнительно просто механизировать и автоматизировать процесс соединения металлов. Совершенствование сварочного оборудования и применение современных расходных материалов позволяет успешно решать вопросы высококачественного соединения металлов.
Сварка в среде защитного газа, предложенная Н.В. Бенардосом в 1883 году, является одним из видов дуговой сварки. Во время такой сварки в зону дуги подается специально подобранный газ или смесь газов, струя которого, обтекая электрическую дугу и сварочную ванну, предохраняет расплавленный металл от воздействия атмосферного воздуха, окисления и азотирования. Технологическими преимуществами является относительная простота процесса сварки и возможность применения механизированной сварки в различных пространственных положениях. Незначительный объем шлаков позволяет получить высокое качество сварных швов. Сварка в среде защитных газов применяется как для соединения различных сталей, так и цветных металлов. Для сварки в защитных газах кроме источника питания дуги требуются специальные приборы и оснастка. Смеси защитных газов должны удовлетворять требованиям ТУ 14-1-2079-77.
Если рассматривать применение сварочных газов только с точки зрения получения наилучшей защиты реакционного пространства сварочной дуги от наружного воздуха, то оптимальным защитным газом будет аргон. Аргон тяжелее воздуха (плотность 1,78 кг/куб.м), обладает низким потенциалом ионизации (15,7 В), не вступает в химические взаимодействия с другими элементами и в достаточных количествах содержится в свободном виде (0,9325% об. или 0,00007% вес.), что позволяет получать его из воздуха в ректификационных установках.
Если рассматривать применение сварочных газов только с точки зрения получения наилучшей защиты реакционного пространства сварочной дуги от наружного воздуха, то оптимальным защитным газом будет аргон.
В настоящее время аргон широко применяется в качестве защитного газа при сварке алюминиевых сплавов и высоколегированных сталей (особенно нержавеющих хромоникелевых). Однако при сварке углеродистых и низколегированных сталей основных структурных классов на российских предприятиях для MIG/MAG процесса продолжают использовать преимущественно углекислый газ СО2. Между тем применение аргона позволяет повысить температуру сварочной дуги, что улучшает проплавление сварного шва, увеличивая производительность сварки в целом. При этом проплавление приобретает «кинжальную » форму, что дает возможность выполнять однопроходную сварку в щелевую разделку металла больших толщин. При сварке в среде аргона (как и иных инертных газов) минимизируется выгорание активных легирующих элементов, что позволяет использовать более дешевые сварочные проволоки.
В качестве защитных газовых смесей для сварки плавящимся электродом во всех промышленно развитых странах давно уже не применяют чистый углекислый газ. Для этого используются газовые смеси. От выбора защитной газовой смеси зависит качество сварки. Так, смеси, содержащие в своем составе гелий, повышают температуру сварочной дуги, что улучшает проплавление сварного шва, увеличивая производительность сварки в целом. Повышение производительности сварочных работ при применении газовых смесей составляет не менее 30-50%. Гораздо более значителен эффект от их применения по предприятию в целом. Например, применение газовых смесей при полуавтоматической сварке металла, подлежащего дальнейшей покраске, не требует последующей зачистки сварного шва и околошовной зоны. Форма и чистота сварного шва получаются вполне пригодными для дальнейшей покраски. Это обеспечивает значительное повышение производительности труда при последующих работах со сваренными изделиями на предприятии. Кроме того, использование газовых смесей в процессе полуавтоматической сварки обеспечивает еще и повышенные свойства металла сварного соединения, что в ряде случаев позволяет отказаться от всегда трудоемкой термообработки. Данные защитные газовые смеси применимы для электродуговой сварки как углеродистых, так и легированных сталей.
Применение газовых смесей при полуавтоматической сварке металла, подлежащего дальнейшей покраске, не требует последующей зачистки сварного шва и околошовной зоны.
Рассмотрим составы газовых смесей, чаще всего применяемых при дуговой сварке.
Защитные газовые смеси для сварки плавящимся электродом:
● Газовая смесь К-2 (Pureshield P31). 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 К-3.1 (Argoshield 5). 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 К-3.2 (Argoshield TC). Смесь состоит из 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 К-3.3 (Argoshield 20). Смесь 78% аргона, 20% углекислого газа, 2% кислорода. Специально разработана для глубокого провара широкого ассортимента профилей. Смесь хорошо подходит для наплавки и сварки толстых прокатных (сортовых) сталей.
● Газовая смесь НП-1 (Helishield HI). Смесь 85% гелия, 13,5% аргона, 1,5% углекислого газа. Данная смесь дает великолепные чистые швы с гладким профилем и незначительное, либо не дает совсем, окисление поверхности. Идеально подходит для тонких материалов, где высокая скорость прохода дает низкий уровень деформации (искривления) металла.
● Газовая смесь НП-2 (Helishield H7). 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 НП-3 (Helishield H101). Смесь 38% гелия, 60% аргона, 2% углекислого газа. Придает стабильность дуге, что обеспечивает низкий уровень разбрызгивания и снижает вероятность появления дефектов шва. Смесь рекомендуется для сварки материалов толщиной свыше 9 мм.
Для каждой из этих смесей рекомендуются свои режимы сварки, учитывающие особенности химико-металлургических процессов, происходящих в сварочной ванне, в которых участвуют составляющие газовых смесей (углекислый газ и кислород).
Если сравнить два способа защиты сварочной ванны (чистый защитный газ – углекислый газ или аргон – и многокомпонентные газовые смеси), то можно сделать выводы в пользу применения многокомпонентных газовых смесей. Их использование имеет следующие преимущества:
● повышается производительность сварки не менее чем в 1,5 раза при сохранении неизменной потребляемой электрической мощности (то есть обеспечивается снижение удельных энергозатрат примерно в 1,3 раза);
● в 1,5-3 раза снижается разбрызгивание электродного металла;
● в 8-10 раз снижается набрызгивание электродного металла на сварной шов и околошовную зону, что определяет трудозатраты на удаление брызг с поверхности свариваемых деталей.
Механические свойства сварного соединения остаются на том же уровне, как и при сварке в углекислом газе, за исключением относительного удлинения, которое увеличивается примерно на 10%, и ударной вязкости, которая увеличивается существенно, от 1,5 до 2 раз, в зависимости от типа применяемой газовой смеси (это имеет огромное значение для металлоконструкций, работающих на открытых площадках в условиях отрицательных температур); стабилизируется процесс сварки и улучшается качество металла шва (снижение пористости и неметаллических включений).
Качество сварных соединений в значительной мере зависит от содержания растворенных в металле, так называемых, вредных газов – водорода, азота и их соединений.
В то же время необходимо отметить, что при сварке в смесях на основе аргона процесс сварки стабилен, по сравнению со сваркой в СО2, даже при некоторой неравномерности подачи сварочной проволоки, а также наличия на поверхности проволоки следов технологической смазки и ржавчины.
Качество сварных соединений в значительной мере зависит от содержания растворенных в металле, так называемых, вредных газов – водорода, азота и их соединений. Поэтому защитные газовые смеси должны иметь в своем составе строго ограниченное количество вредных примесей. Водород способствует образованию пористости при кристаллизации металла и является одним из главных факторов образования холодных трещин, то есть трещин, которые образуются при 200°C и ниже в процессе охлаждения сварного соединения. Водород поступает в металл сварного шва преимущественно через влагу защитных газов. Азот в большинстве случаев вызывает снижение пластичности металла, пористость и другие дефекты.
Отрицательное воздействие на качество сварного шва оказывает так же и пары воды, содержащиеся в защитном газе. При воздействие высоких температур вода разделяется на составляющие водород и кислород. Если кислород выводится в шлаковую фазу, то водород оказывает свое негативное влияние описанное выше. Поэтому для получения сварочных газовых смесей необходимо использовать газы, которые должны по своему составу соответствовать принятым нормам.
Изменяя состав газовой смеси в определенных пределах можно 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: производительности, величиной потерь электродного металла на разбрызгивание, формой и механическими свойствами металла шва, а также величиной проплавления основного металла.
Современное производство для обеспечения рентабельности требует одновременного решения противоречивых задач, связанных с повышением производительности, снижением энергопотребления и обеспечением высокого качества продукции. Правильное применение «нужных » газов может быть очень эффективным и обычно самым простым методом решения перечисленных выше задач. При этом обычно внедрение новых видов даже относительно дорогих технических газов дает потребителю заметную экономию затрат на производство в целом.
С начала использования сварки прошло более 120 лет. На протяжении всего времени сварочное оборудование совершенствовалось, модернизировалось, что впоследствии оказывало определенное влияние, положительное или отрицательное, на качество сварных швов. Каков бы не был результат, опыт оставался и улучшался. Так в последнее время специалисты все чаще прибегают к сварке в защитных газах, позволяющая сравнительно просто механизировать и автоматизировать процесс соединения металлов. Совершенствование сварочного оборудования и применение современных расходных материалов позволяет успешно решать вопросы высококачественного соединения металлов.
Сварка в среде защитного газа, предложенная Н.В. Бенардосом в 1883 году, является одним из видов дуговой сварки. Во время такой сварки в зону дуги подается специально подобранный газ или смесь газов, струя которого, обтекая электрическую дугу и сварочную ванну, предохраняет расплавленный металл от воздействия атмосферного воздуха, окисления и азотирования. Технологическими преимуществами является относительная простота процесса сварки и возможность применения механизированной сварки в различных пространственных положениях. Незначительный объем шлаков позволяет получить высокое качество сварных швов. Сварка в среде защитных газов применяется как для соединения различных сталей, так и цветных металлов. Для сварки в защитных газах кроме источника питания дуги требуются специальные приборы и оснастка. Смеси защитных газов должны удовлетворять требованиям ТУ 14-1-2079-77.
Если рассматривать применение сварочных газов только с точки зрения получения наилучшей защиты реакционного пространства сварочной дуги от наружного воздуха, то оптимальным защитным газом будет аргон. Аргон тяжелее воздуха (плотность 1,78 кг/куб.м), обладает низким потенциалом ионизации (15,7 В), не вступает в химические взаимодействия с другими элементами и в достаточных количествах содержится в свободном виде (0,9325% об. или 0,00007% вес.), что позволяет получать его из воздуха в ректификационных установках.
Если рассматривать применение сварочных газов только с точки зрения получения наилучшей защиты реакционного пространства сварочной дуги от наружного воздуха, то оптимальным защитным газом будет аргон.
В настоящее время аргон широко применяется в качестве защитного газа при сварке алюминиевых сплавов и высоколегированных сталей (особенно нержавеющих хромоникелевых). Однако при сварке углеродистых и низколегированных сталей основных структурных классов на российских предприятиях для MIG/MAG процесса продолжают использовать преимущественно углекислый газ СО2. Между тем применение аргона позволяет повысить температуру сварочной дуги, что улучшает проплавление сварного шва, увеличивая производительность сварки в целом. При этом проплавление приобретает «кинжальную » форму, что дает возможность выполнять однопроходную сварку в щелевую разделку металла больших толщин. При сварке в среде аргона (как и иных инертных газов) минимизируется выгорание активных легирующих элементов, что позволяет использовать более дешевые сварочные проволоки.
В качестве защитных газовых смесей для сварки плавящимся электродом во всех промышленно развитых странах давно уже не применяют чистый углекислый газ. Для этого используются газовые смеси. От выбора защитной газовой смеси зависит качество сварки. Так, смеси, содержащие в своем составе гелий, повышают температуру сварочной дуги, что улучшает проплавление сварного шва, увеличивая производительность сварки в целом. Повышение производительности сварочных работ при применении газовых смесей составляет не менее 30-50%. Гораздо более значителен эффект от их применения по предприятию в целом. Например, применение газовых смесей при полуавтоматической сварке металла, подлежащего дальнейшей покраске, не требует последующей зачистки сварного шва и околошовной зоны. Форма и чистота сварного шва получаются вполне пригодными для дальнейшей покраски. Это обеспечивает значительное повышение производительности труда при последующих работах со сваренными изделиями на предприятии. Кроме того, использование газовых смесей в процессе полуавтоматической сварки обеспечивает еще и повышенные свойства металла сварного соединения, что в ряде случаев позволяет отказаться от всегда трудоемкой термообработки. Данные защитные газовые смеси применимы для электродуговой сварки как углеродистых, так и легированных сталей.
Применение газовых смесей при полуавтоматической сварке металла, подлежащего дальнейшей покраске, не требует последующей зачистки сварного шва и околошовной зоны.
Рассмотрим составы газовых смесей, чаще всего применяемых при дуговой сварке.
Защитные газовые смеси для сварки плавящимся электродом:
● Газовая смесь К-2 (Pureshield P31). 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 К-3.1 (Argoshield 5). 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 К-3.2 (Argoshield TC). Смесь состоит из 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 К-3.3 (Argoshield 20). Смесь 78% аргона, 20% углекислого газа, 2% кислорода. Специально разработана для глубокого провара широкого ассортимента профилей. Смесь хорошо подходит для наплавки и сварки толстых прокатных (сортовых) сталей.
● Газовая смесь НП-1 (Helishield HI). Смесь 85% гелия, 13,5% аргона, 1,5% углекислого газа. Данная смесь дает великолепные чистые швы с гладким профилем и незначительное, либо не дает совсем, окисление поверхности. Идеально подходит для тонких материалов, где высокая скорость прохода дает низкий уровень деформации (искривления) металла.
● Газовая смесь НП-2 (Helishield H7). 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 НП-3 (Helishield H101). Смесь 38% гелия, 60% аргона, 2% углекислого газа. Придает стабильность дуге, что обеспечивает низкий уровень разбрызгивания и снижает вероятность появления дефектов шва. Смесь рекомендуется для сварки материалов толщиной свыше 9 мм.
Для каждой из этих смесей рекомендуются свои режимы сварки, учитывающие особенности химико-металлургических процессов, происходящих в сварочной ванне, в которых участвуют составляющие газовых смесей (углекислый газ и кислород).
Если сравнить два способа защиты сварочной ванны (чистый защитный газ – углекислый газ или аргон – и многокомпонентные газовые смеси), то можно сделать выводы в пользу применения многокомпонентных газовых смесей. Их использование имеет следующие преимущества:
● повышается производительность сварки не менее чем в 1,5 раза при сохранении неизменной потребляемой электрической мощности (то есть обеспечивается снижение удельных энергозатрат примерно в 1,3 раза);
● в 1,5-3 раза снижается разбрызгивание электродного металла;
● в 8-10 раз снижается набрызгивание электродного металла на сварной шов и околошовную зону, что определяет трудозатраты на удаление брызг с поверхности свариваемых деталей.
Механические свойства сварного соединения остаются на том же уровне, как и при сварке в углекислом газе, за исключением относительного удлинения, которое увеличивается примерно на 10%, и ударной вязкости, которая увеличивается существенно, от 1,5 до 2 раз, в зависимости от типа применяемой газовой смеси (это имеет огромное значение для металлоконструкций, работающих на открытых площадках в условиях отрицательных температур); стабилизируется процесс сварки и улучшается качество металла шва (снижение пористости и неметаллических включений).
Качество сварных соединений в значительной мере зависит от содержания растворенных в металле, так называемых, вредных газов – водорода, азота и их соединений.
В то же время необходимо отметить, что при сварке в смесях на основе аргона процесс сварки стабилен, по сравнению со сваркой в СО2, даже при некоторой неравномерности подачи сварочной проволоки, а также наличия на поверхности проволоки следов технологической смазки и ржавчины.
Качество сварных соединений в значительной мере зависит от содержания растворенных в металле, так называемых, вредных газов – водорода, азота и их соединений. Поэтому защитные газовые смеси должны иметь в своем составе строго ограниченное количество вредных примесей. Водород способствует образованию пористости при кристаллизации металла и является одним из главных факторов образования холодных трещин, то есть трещин, которые образуются при 200°C и ниже в процессе охлаждения сварного соединения. Водород поступает в металл сварного шва преимущественно через влагу защитных газов. Азот в большинстве случаев вызывает снижение пластичности металла, пористость и другие дефекты.
Отрицательное воздействие на качество сварного шва оказывает так же и пары воды, содержащиеся в защитном газе. При воздействие высоких температур вода разделяется на составляющие водород и кислород. Если кислород выводится в шлаковую фазу, то водород оказывает свое негативное влияние описанное выше. Поэтому для получения сварочных газовых смесей необходимо использовать газы, которые должны по своему составу соответствовать принятым нормам.
Изменяя состав газовой смеси в определенных пределах можно 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: производительности, величиной потерь электродного металла на разбрызгивание, формой и механическими свойствами металла шва, а также величиной проплавления основного металла.
Современное производство для обеспечения рентабельности требует одновременного решения противоречивых задач, связанных с повышением производительности, снижением энергопотребления и обеспечением высокого качества продукции. Правильное применение «нужных » газов может быть очень эффективным и обычно самым простым методом решения перечисленных выше задач. При этом обычно внедрение новых видов даже относительно дорогих технических газов дает потребителю заметную экономию затрат на производство в целом.