Качество сварочного соединения зависит не только от профессиональных качеств работника, но и условий выполнения работ. Идеальный шов требует взаимодействия присадочного материала и электрода без дополнительных элементов окружающей среды. При сварке в автоматическом режиме данную функцию выполняет флюсовое покрытие электрода. Роль человека сводится к выбору направления движения дуги и регулировке силы тока. Работа в полуавтоматическом режиме дает больше свободы. Сварочная проволока не имеет защитного покрытия, потому работа ведется в среде защитных газов, с ручной регулировкой скорости подачи присадочного материала. Таким образом, полуавтоматический режим более требователен к квалификации сварщика, который, обладая необходимыми навыками, добьется лучшего качества спайки, по сравнению с автоматическим режимом. Вот чем отличаются сварка автомат и полуавтомат.
Область применения
Применение всех видов сварочных проволок, за исключением самозащитной, подразумевает использование защитного газа. Полуавтомат – оборудование опытных специалистов. С его помощью выполняется тонкая работа соединения цветных и черных металлов, кузовной ремонт транспортных средств и промышленное соединение тонкостенных элементов. Какой нужен газ для сварки полуавтоматом, будет рассмотрено ниже.
Технология сварки
Технология сварки с помощью газа будет одинаковой и в случае с использованием сварочной смеси, и в случае с использованием углекислоты. Ниже вы можете видеть таблицу с рекомендуемыми режимами сварки в углекислоте.
При газовой сварке крайне важно соблюдать технику безопасности. Перед работой обязательно проверьте все компоненты, их работоспособность и исправность. Особенно это касается клапана подачи газа для сварочного полуавтомата. Во время проведения сварочных работ газ должен полностью заполнять сварочную ванну, только в этом случае его применение даст нужный результат.
Какой газ нужен
Чтобы выбрать, каким газом пользоваться при сварке полуавтоматом, необходимо иметь представление о физических и химических свойствах газа. Выделяют три основные категории:
- инертные;
- активные;
- смеси газов.
Рассмотрим их подробнее.
Выбор газа также зависит от характеристик сварочного аппарата и типа поверхности. Например, чистый азот идеально подходит для соединения медных деталей.
Ацетилен
Данное органическое соединение получило наибольшее распространение. Газ легче воздуха, бесцветный, имеет специфический запах, отличается высокой температурой горения, из-за чего используется при газовой резке металлических изделий.
Для промышленного производства ацетилена применяют специальные генераторы, в которых карбид кальция взаимодействует с водой.
Единственный недостаток – сложность в хранении, поскольку карбид углерода легко впитывает влагу из атмосферы, что создает дополнительные неудобства.
Водород
Широко применяется для соединения алюминиевых изделий и плазменной резки нержавейки. Газ не имеет цвета и запаха. Взрывоопасен. При соединении с воздухом или водой образует гремучую смесь. Его получают путем синтеза воды, при разделении кислорода и водорода в специальных генераторах. Согласно нормативно-правовым актам по технике безопасности, водород запрещено хранить в баллонах под давлением, которое превышает 15 МПа.
Коксовый
Побочный продукт коксохимической промышленности, который образуется при производстве кокса. Газ бесцветный с резким запахом. К его хранению не предъявляют таких жестких требований, как к водороду, несмотря на то, что газ относится к категории взрывоопасных. Транспортировку газа выполняют с помощью трубопроводных магистралей. Не получил широкого распространения, ввиду специфики производства. Применяется только в промышленных районах.
Природные
Представители органической группой углеводородных соединений – метан, пропан и бутан. Отвечают всем требованиям, предъявляемым к сварочным газам. К преимуществам относятся распространенность данного вида, а также относительно невысокая стоимость. Требования к условиям хранения не отличаются строгостью – допустимо хранение баллонов на улице, при сооружении специальной клетки с навесом. Искусственный синтез невозможен. Добывается только из природных месторождений.
Пиролизный
Данный вид выгодно отличается от своих собратьев – его не нужно генерировать, поскольку пиролизный газ выделяется при распаде нефтепродуктов. Перед использованием его подвергают предварительной очистки, ввиду излишней химической активности, которая может привести к коррозии горелки. Подходит как для сварочных работ, так и для резки металлоконструкций.
Чистые
К данной группе относятся следующие газы:
- Аргон. В чистом виде используется только при аргонодуговой сварке. Входит в состав разнообразных смесей, в качестве одного из компонентов. Химическая инертность делает аргон оптимальным выбором при работе с тугоплавкими материалами. Отличается низкой теплопроводностью и потенциалом ионизации.
- Гелий. Еще один представитель химически инертной группы. По сравнению с аргоном, обладает большей теплопроводностью и потенциалом ионизации.
Данные свойства гелия обеспечивают соединение большим тепловложением, чем аргон, увеличивая ширину сварочного профиля.
- Углекислый газ. Самый дешевый газ, из всех перечисленных. Данное обстоятельство обеспечивает широкую популярность при проведении работ в условиях ограниченности бюджета. К положительным качеством относят глубокие проникающие способности, особенно полезные при соединении толстолистовой стали. Основной недостаток – слабая стабилизация дуги, и как следствие, достаточно большое количество брызг.
Отличительная особенность данного газа в том, что его разрешено применять без добавления инертных газов.
Газы, используемые как компоненты смеси
Наиболее известным добавочным компонентом является кислород. Высокая химическая активность влияет на процентное содержание в смеси – его массовая доля редко превышает 7-10 %. Смесь аргона и кислорода обладает специфическим характером проплавления.
Сварочный шов, выполненный с применением данной смеси известен как «шляпка гвоздя», названный за счет внешнего сходства. Известны трехкомпонентные смеси, в состав которых входит кислород, аргон и углекислота, с различными пропорциями, в зависимости от характера работ.
Азот не получил широкого распространения, в качестве защитного газа. В основном его применяют для соединения меди и нержавейки, поскольку он не вступает в реакцию с данными металлами.
Газовые сварочные смеси и рекомендуемая область их применения.
Углекислота
Углекислый газ, есть химический активный элемент. В сварочном производстве двуокись углерода без цвета и запаха зарекомендовала себя, как недорогое вещество. При соединении металлических деталей, оно является защитным газом в формировании сварочного шва. Самое большое применение его, нашло в полуавтоматической сварке. Срок годности сорокалитрового баллона составляет 2 года. Для индивидуальных нужд: для дома, гаража, дачи, можно приобретать баллоны меньшей емкости.
Перед сваркой металлическим листам, толщиной больше 10 мм делают разделку кромок для улучшения провариваемости сварочного шва.
В процессе углекислотной сварки металлические конструкции не получают деформацию, что помогает избежать брака во время работы. Не требуется основательная зачистка материала, так как перед соединением деталей, качество шва от этого не пострадает.
Методика работы основывается на возбуждении электрической дуги, которая ведет к плавке металла, а сопровождается процесс подачей углекислого, защитного газа. Подача обволакивает сварочную зону, играет роль защиты. Сварной шов не подвергается окислению.
В обработке металлов большой толщины, углекислота выделяет много тепла, что создает благоприятные условия для применения этого метода.
Критерии выбора
Новичку порой сложно выбрать, какой баллон нужен для полуавтомата, не говоря о газовой смеси. Опытные специалисты рекомендуют обращать внимание на предельный показатель температуры и количество тепла, которое выделяется при горении газа. Сравнительные характеристики сварочных газов находятся в свободном доступе.
Важно! В случае приобретения газа с целью длительного хранения, рекомендуем выбрать готовые смеси промышленного производства. Не занимайтесь синтезом газа самостоятельно – это небезопасно!
Таблица достоинств и недостатков
| Наименование | Достоинства | Недостатки |
| Сварочные смеси | + увеличение производительности за счет повышения массы наплавляемого металла в единицу времени; + снижение лишнего расхода присадочного материала за счет уменьшения количества брызг; + повышение пластичности шва, плотности за счет меньшего порообразования и, соответственно, значительное повышение прочности соединения; + снижение количества вредных аэрозолей и дымов на рабочем месте, что улучшает гигиенические условия труда; + стабильность процесса даже при неравномерной подаче присадочной проволоки. | — для смеси аргона с кислородом повышенное окисление металлов, что снижает прочность швов, также образование вредного для здоровья угарного газа; — смесь аргона с углекислым газом взрывоопасна, что требует особых предосторожностей при ведении работ; — при работах со смесью аргона с углекислотой также образуется угарный газ вследствие взаимодействия углекислоты с кислородом воздуха, поэтому оператор должен работать в специальной маске. |
| Углекислый газ | + возможность сваривать тонкие металлические листы, которые не деформируются, а также относительно толстых заготовок в любых пространственных положениях, то есть делать горизонтальные, вертикальные и потолочные швы; + образование хорошей дуги, что удобно для сварщиков с небольшим опытом работ; + низкая стоимость способа сварки и самой углекислоты; + безопасность в работе; + возможность сварки металлов с разными характеристиками; + несложность и доступность оборудования для сварки; + высокое качество получаемых швов; + при соединении деталей с большой толщиной металла углекислый газ выделяет много теплоты, что повышает производительность. | — повышенное брызгообразование, что вызывает необходимость очистки сварных швов после сварки; — прочностные характеристики швов более низкие, чем при способах сварки под флюсом или электродами с покрытием, поэтому не рекомендуется использовать этот метод для деталей, которые будут работать в условиях низких температур или ударных нагрузок. |
Особенности выполнения
Сварка в среде защитного газа имеет следующие особенности, которые требуют внимания:
- Параметры работ. Подбираются индивидуально для каждой конкретной ситуации. Получить качественное соединение возможно только при условии грамотного сочетания следующих параметров: мощность, тип проволоки, скорость подачи, расход газа.
- Температурный режим. Рабочая плоскость металла нагревается и охлаждается длительный промежуток времени. При соединении некоторых типов поверхности, например, стальных или медных, возможно регулировать температурный режим, путем изменения угла наклона дуги.
- Выбор газа. Существует два способа выполнения работ. В первом случае необходимо использовать углекислоту без добавления каких-либо примесей. Второй вариант – применения различных смесей на базе аргона или других инертных элементов.
- Характер работ. Основное предназначение баллонов – стационарная работа в условиях мастерской. Использование резервуаров с высоким давлением на открытой местности сопряжено с определенными неудобствами.
Схема подключения баллона с углекислотой к газовой магистрали.
Технология работы с применением углекислого газа не имеет принципиальных отличий от деятельности, с использованием прочих газовых смесей. Самое главное – соблюдать технологические требования.
Особенности сварки аргоновыми смесями
В процессе сварки важно учитывать некоторые особенности используемых сварочных смесей. В первую очередь надо ближе располагать горелку к зоне сварки и по возможности держать горелку ближе к вертикальному положению. Вылет электрода на горелке должен составлять не более 15-20 мм. При увеличении этих размеров возможен подсос воздуха и образование пор в сварном шве.
Во вторых, при работе со смесями важно правильно установить расход газа в сварочной горелке. Рекомендуется расход газа в горелке (в л/мин) необходимо устанавливать примерно равным диаметру горелки (в мм). Фактический обычно достаточно 10-15 л,мин. Физически расход газа луче контролировать непосредственно на горелке, например с помощью газового ротаметра). При снижении расхода газа в горелке ниже 5-7 л/мин и при увеличении расхода газа более 25-30л/мин возможен подсос воздуха и образование пор в сварном шве.
В третьих, присутствие аргона или кислорода в смеси повышают жидкотекучесть расплавленного металла в сварочной ванне. Поэтому при работе со смесями зазор между заготовками должен быть значительно меньше, чем для углекислоты. По этой же причине могут возникать трудности при сварке вертикальных швов. Для компенсации данного эффекта надо уменьшать режимы сварки или использовать смеси с минимальным содержанием аргона.
При работе со сварочными смесями значительно снижается расход сварочной проволоки (до 20%) и поэтому избыток проволоки часто приводит к формированию усиленного валика сварного шва. Кроме того режимы сварки для сварочных смесей не соответствуют привычным режимам сварки для чистой углекислоты. Поэтому надо правильно устанавливать режимы сварки (напряжение дуги,ток или скорость подачи сварочной проволоки) и отрабатывать новые навыки сварки, в том числе увеличение скорости сварки.
При работе с аргоновыми смесями снижается теплопроводность потока газа в горелке и увеличивается нагрев горелок. При работе на форсированных режимах надо использовать более мощные против обыкновения горелки.
Преимущества
Не зависимо от типа газовой смеси, ее применение имеет ряд преимуществ:
- Качество соединения. Физические свойства шва гораздо выше, по сравнению с использованием автоматического режима. Малое количество брызг в процессе соединения.
- Производительность труда. Эффективность работы повышается благодаря сокращению времени нагрева металла, что в конечном итоге сокращает трудозатраты.
- Стабильная дуга. Существенно облегчает работу. Дополнительным преимуществом является практически полное отсутствие дыма.
Для автомобильного ремонта
Появление бытовых полуавтоматов позволило производить кузовной ремонт автомобиля практически в любом гараже с подключением к сети. Сварка в среде углекислого газа обладает следующими преимуществами:
- Технологическая простота – основы работы с полуавтоматом доступны пониманию широкому кругу лиц;
- Низкая цена углекислоту оказывает положительное воздействие на себестоимость работ;
- Низкая зона температурного воздействия сваривать изделия практически любой толщины;
- Благодаря ограниченному температурному воздействию краска вокруг шва практически не выгорает, что позволяет экономить время и средства на финишной обработке;
- Соединяемые элементы не требуют подгонки.
Сварочные смеси
Основным компонентом сварочных смесей является инертный газ аргон, который может смешиваться не только с другими инертными, но и с активными газами. Помимо этого и активные разновидности тоже могут смешиваться между собой. Используются следующие сварочные смеси:
- Аргон с углекислотой – применяется при сварке изделий из углеродистых и низколегированных сталей. Смесь способствует более ровному и пластичному формированию шва, снижает порообразование, облегчает перенос материала электрода;
- Аргон с кислородом (не более 5 %) – применяется при работах с изделиями из легированных и низколегированных сталей. Повышает плотность шва за счет уменьшения пористости металла, облегчает процесс струйного переноса материала электрода. Позволяет использовать более широкий ассортимент присадочной проволоки;
- Аргон с водородом – используется для соединения деталей из нержавеющей стали и никелевых сплавов;
- Аргон и гелий – создает абсолютно инертную среду, применяется для соединения элементов из алюминия, меди и титана, а также хромоникелевой стали;
- Углекислота и кислород – используется при сварке из углеродистых и низколегированных сталей. Позволяет формировать более ровный шов за счет предотвращения разбрызгивания металла, увеличивает производительность работ из-за значительного повышения температуры в зоне сварки. К минусам можно отнести повышенное окисление материала, что снижает прочностные качества соединения.
