Газовая сварка черных металлов

Обновлено: 07.01.2025

Сварка нержавейки полуавтоматическим аппаратом – распространенный метод создания неразъемных соединений. Ответственный процесс не из простых и для получения хорошего результата, лучше, чтобы его проводил квалифицированный специалист.

Материал, который не ржавеет

К низкоуглеродной стали добавляют различные легирующие добавки: хром – не менее12%, никель и др. Хром при взаимодействии с кислородом из воздуха, образует на поверхности очень тонкую окисную пленку, которая препятствует процессу ржавления и действию химически агрессивной среды. Поверхностный антикоррозионный слой восстанавливается при повреждении. Нержавеющая сталь имеет свои особенности:

Малая теплопроводность препятствует отводу тепла от места сварки. В результате происходит перегрев и прожог металла, выгорание легирующих элементов.
Низкая температура плавления снижает энергетические затраты.
Низкая электропроводимость ведет к снижению напряжения на металле заготовки, что является причиной перегрева и образования прожогов, особенно на тонких деталях
Большое тепловое расширение деформирует детали при нагревании.

Употребляемые расходники

Для работы с полуавтоматом потребуются основные материалы – проволока, газ или смесь газов.

Электрод заменяет проволока, которая с заданной скоростью автоматом продвигается к рабочей зоне. От грамотного выбора соответствующих материалов и настроек аппарата зависит качественное исполнение соединения.

Какой газ выбрать

Для защиты сварочной ванны от негативного влияния воздуха используют газ. Он улучшает сжигание проволоки и ее сцепление с обрабатываемой заготовкой, не вступая в реакцию с расплавленным металлом.

Различают два метода: MIG – сварка с защитой инертными газами: аргон, гелий; MAG – с активными газами: азот, кислород, оксид углерода.

Основные используемые газы: аргон (Ar), углекислый газ (CO2) – углекислота, азот (N2) и их смеси.

В среде углекислого газа сварка нержавейки полуавтоматом часто встречающийся вариант, как экономически более доступный. В этом случае шов получается корявым из-за сильного разбрызгивания металла.

При использовании аргона получается надежный шов, который имеет красивую форму. Дороговизна газа предусматривает его использование для изделий, где немаловажен внешний вид соединения. Сварка нержавейки полуавтоматом с аргоном больше всего используется в промышленности.

Каждый газ в чистом виде имеет положительные и отрицательные качества. Поэтому для более эффективного процесса используют газовые смеси в различных пропорциях. Исходя из сложности работ, необходимого результата и материальных затрат, выбирают ту или иную газовую смесь.

Наиболее употребляемый состав Ar+CO2 в пропорциях 98% на 2%, 95% на 5% соответственно. Без повышенных требований к виду шва, допускается увеличение углекислоты до 32%. Процентное соотношение зависит от толщины материала, его типа и других параметров. Сварка нержавейки в такой защитной смеси способствует хорошему растеканию расплавленного металла, улучшает структуру шва.

Иногда к аргону добавляют 1-5% кислорода – Ar+O2. Это способствует уменьшению пористости обрабатываемой поверхности и мелкокапельному переносу металла, стабилизирует дугу.

Выбор проволоки

При сварке проволока является как присадкой, так и вместе с расплавленным металлом заполняет шов. Используются два вида: порошковая и сплошного сечения с очень низким содержанием углерода и высоким – кремния, устойчивая к окисляющей среде.

Диаметр варьируется от 0,13 до 6-10мм. Для применения в быту обычно берут проволоку сечением 0,6 и 0,8мм, для производства, где работают с мощными полуавтоматичными системами – свыше 1,0мм.

Для сварки нержавейки полуавтоматом без газа используют порошковую (самозащитную) проволоку. Она представляет собой тонкую стальную трубку, заполненную флюсом. При плавлении верхнего слоя, флюс освобождается, а также предохраняет сварочную зону от окисления. Образуется много шлака, которые надо удалять.

Сплошная проволока используется для проведения процесса в газовой среде и под флюсом, при этом она должна быть идентичной обрабатываемому металлу, т.е. из нержавейки. Лучше брать проволоку с немного большим содержанием легирующих элементов, из-за их выгорания при высоких температурах.

Некоторые марки сварочной проволоки:

0,8х20н9г7т – содержит хром, никель и марганец;
0,6х19н9т – высокого качества, устойчивая к коррозии;
0,4х19н11м3 – хром-никелевая с добавлением кремния и молибдена для стойкости к межкристаллической коррозии.

Для уменьшения образования брызг от расплавленного металла используется проволока меньшего диаметра, чем электрод. Шов получается аккуратным, но при этом увеличивается ее расход.

Некоторые аппараты снабжены кабель-шлангом, внутри которого для доставки к сварочной зоне проходят изолированно друг от друга проволока, газ, ток – так называемый сварочный рукав.

Подготовительные работы

Перед тем, как варить полуавтоматом нержавейку, требуется провести тщательную подготовку:

Зачистить рабочие поверхности до блеска;
обезжирить детали ацетоном или каким-либо органическим растворителем;
при толщине металла более 4мм обработать торцы, чтобы между ними образовалось небольшое пространство для заполнения металлом;
прогревая детали до100, убрать лишнюю влагу;
нагреть металл до 200, чтобы снять внутреннее напряжение.

На производстве для удаления поверхностных загрязнений: нагара, следов от смазки, ржавчины детали и проволоку протравливают раствором соляной или серной кислоты. После этого промывают горячей и холодной водой и просушивают.

Расход газовой смеси при рабочем давлении 0,2 атмосферы с помощью редуктора устанавливается в пределах 6-12м3/мин. Несоблюдение этих показателей снижает качество шва.

Регулировка силы тока и напряжения зависят от мощности аппарата.

От этих параметров зависит глубина провара, длина дуги, форма шва. С увеличением силы тока – шире наплавленный шов, а глубина проварки уменьшается.

Некоторые настройки полуавтоматического сварочного аппарата:

После того как настроена аппаратура, а также учтены все рекомендации, можно приступать непосредственно к сварке.

Во избежание появления деформации и трещин, между деталями по всей длине оставляется зазор на расширение. Детали закрепляются в тисках или другим способом и прихватываются в нескольких местах.

В начале сварки нужно смотреть на шов. Если образуются поры, увеличить подачу газа до тех пор, пока они не будут появляться. Расход газа надо настраивать на экономный режим. Чтобы качество шва при этом не пострадало.

Начинать варить надо, отступив от края 5-6мм, чтобы не допустить образования трещин. Сопло горелки должно быть расположено под углом слегка назад по направлению шва и на высоте 10-12мм над сварочным стыком.

В случае наклона угла вперед увеличивается ширина шва, а проникновение сварочной дуги уменьшается, что хорошо для тонких листов.

Скорость сварки

Скорость, с которой электрическая дуга движется вдоль места сварки, контролируется сварщиком. Слишком высокая – может вызвать много брызг и расплавление металла, при этом защитный газ не успевает выйти и образуются поры. Недостаточная скорость – причина изменения проникновения сварочной дуги в свариваемые детали.

Варить надо короткой дугой – это, когда расстояние между концом проволоки и поверхностью расплавленного металла составляет 0,5-1,5мм. Проваренный таким способом, шов имеет правильные очертания, гладкую и выпуклую поверхность.

Другой способ сварки тонких деталей – сварка с отрывом, т.е. короткими замыканиями дугового промежутка. Нажать на курок – отпустить, и так постепенно заполнить ниточным швом (валиками) место соединения.

Если аппарат имеет импульсную функцию, то лучше работать на ней. Для расплавления металла используются импульсы, генерируемые коротким замыканием в сварочном аппарате.

При сварке тонкой (до3мм) нержавейки полуавтоматом сопло горелки вести вдоль шва, не допуская поперечных движений. В противном случае есть вероятность выхода расплавленного металла из зоны защитной среды. Лучше выполнять сварку тонких деталей в вертикальном положении, двигаясь сверху вниз.

Если две заготовки различной толщины, то сопло держать на толстой. Мгновенным движением переместить горелку на тонкую заготовку и опять вернуться на толстую. Иначе произойдет пережог тонкого металла.

Чтобы избежать серьезных дефектов во время сварочных работ, стоит использовать керамические подкладки, которые представляют собой самоклеящуюся ленту. Они наиболее подходящие для работы с тонкими деталями, а также в неудобном пространственном положении.

Соединение нержавейки с черной сталью

Сварку таких материалов ведут при постоянном токе. Положение проволоки – строго перпендикулярное к рабочей зоне.

В составе проволоки из нержавейки должны содержаться марганец, а также никель, например, марки ESAB OK, Autrod. Специальная переходная проволока наплавляет буферный слой, который и соединяет детали.

Приваривая сталь Ст40 к нержавейке, можно использовать проволоку 08Г2С. Это упрочняет шов двух разнородных металлов после остывания. Самое главное в процессе – это, чтобы нержавейка не стала сильно текучей, а черный металл не остался твердым. Шов делается как можно шире и максимально глубоким.

Достоинства и недостатки

Несомненные преимущества сварки нержавейки полуавтоматом:

Высокая производительность сочетана с качественным соединением;
незначительное выделение дыма, что сохраняет здоровье и окружающую среду;
небольшое разбрызгивание металла, вследствие автоматической подачи проволоки;
универсальность – можно сваривать различные по толщине заготовки, а также разнородные металлы.

Один существенный недостаток – громоздкий газовый баллон. Это дополнительные затраты на его приобретение и неудобное перемещение.

Распространение метода стало возможным с развитием технологий и автоматизации процессов. Применяется в основном в промышленности для крупномасштабного производства. Работа со сварочным полуавтоматом, хотя требует определенных знаний и умений, все же остается одним из популярных видов обработки металлов. Подробнее о том как работать сварочным полуавтоматом можете в нашей статье.

Сварка черных металлов

Как и любой другой вид, сварка черных металлов имеет свои особенности. Несмотря на то, что эти материалы (железо, сталь, чугун и прочие сплавы) имеют достаточно малую температуру плавления, их характеристики не позволяют назвать данный метод сварки простым.

К примеру, при сварочных работах с углеродистыми видами сталей нужно учитывать, что из-за повышенного содержания углерода при нагревании они становятся хрупкими, поэтому требуют предварительного накаливания до определенной температуры.

Для сварки черных металлов применяется несколько техник (tig-сварка, аргоновая и пр.). Об особенностях выбора и применения каждого метода вам расскажет наша статья.

Правила сварки черных металлов и сплавов

Прежде чем приступать к сварке черных металлов, выбирать расходники и рассчитывать параметры для проведения дальнейшей работы, важно понять, с каким металлом предстоит иметь дело.

В большинстве случаев приходится сваривать такие металлы:

Низкоуглеродистые стали с содержанием углерода не более 0,25 % считаются хорошо свариваемыми. Чтобы избежать хрупкости шва, стоит предварительно прогревать металлические детали в печи до +150…+200 °C.
Среднеуглеродистые стали с долей углерода 0,25–0,45 % являются трудносвариваемыми. Обязательным условием работы с ними является прогрев до +150…+400 °C, причем температура подбирается под марку стали. После завершения сварки осуществляется такая термообработка, как отжиг (или отпуск).
Легированные и высокоуглеродистые стали с содержанием углерода выше 0,45 % считаются ограниченно свариваемыми. Это конструкционные металлы, поэтому их лучше не варить либо скреплять только элементы, которые в процессе эксплуатации не будут испытывать на себе значительные нагрузки. Также все сварные швы должны быть защищены от перепадов температуры.
Чугуны имеют долю углерода выше 2,41 % и предполагают использование особого режима сварки: необходим предварительный прогрев, использование плавящегося, а не вольфрамового электрода. При TIG -сварке подобных черных металлов стоит учитывать, что получившиеся швы не справятся с серьезными механическими нагрузками.

Черные металлы легко вступают в реакцию с кислородом, из-за чего на поверхности изделия формируется оксидная пленка, негативно отражающаяся на свариваемости деталей.

Под действием повышенной температуры ускоряется взаимодействие с кислородом и образование пленки, что отрицательно сказывается на качестве шва. Также всегда существует вероятность оплавления краев.

Чтобы добиться хорошего результата при сварке черных металлов, нужно ограничить контакт с кислородом. В противном случае высока вероятность появления трещин на шве и поломки всей конструкции.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Кроме того, причина трещин может скрываться в повышенных значениях линейного расширения и усадки, поскольку в зоне сварки появляется внутреннее напряжение, деформация. Недостаточный уровень прочности всегда становится причиной для хрупкости конструкции.

Упростить работу с черными металлами и сократить долю негативных факторов позволяют специальные технологии, которые создавались с учетом особенностей подобных материалов.

Необходимые условия обработки материалов перед сваркой

Прежде чем приступать к сварке черных металлов, поверхность зачищают металлической щеткой. Такая подготовка позволяет снять оксидную пленку, упростив дальнейший ход работы.
Детали полностью обезжиривают бензином, не допуская пропуска отдельных участков.
Заготовки располагают горизонтально, так как обрабатываемые материалы имеют высокую текучесть. Элементы конструкции фиксируют таким образом, чтобы они находились на расстоянии друг от друга, но ширина шва не превышала двух миллиметров. Во время вертикальной сварки есть вероятность получения шва низкого качества и появления наплывов.
Для создания сварочных ванн применяют инертные газы, не допускающие контакта металла с воздухом. Не стоит забывать, что металлические элементы легко вступают в реакцию с кислородом.
Сварку черных металлов ведут в помещении с хорошей вентиляцией, так как образующиеся пары являются токсичными и опасными для человека.

Указанные правила позволяют создавать швы высокого качества.

Чтобы сократить температурное воздействие на прилежащие к соединению области, стоит использовать охладительные радиаторы из меди и других металлов, которые обладают высокой теплопроводностью.

Особенности выбора метода сварки черных металлов

Подбирая определенный метод, учитывают химический состав и толщину металла:

Стальные заготовки поддаются сварке практически любыми способами. Например, возможна ручная дуговая, электрошлаковая, аргоновая сварка черных металлов, с использованием покрытых электродов.

Чугун отличается высоким содержанием углерода, что делает его достаточно хрупким. Поэтому, чтобы на сварочном шве не появлялись трещины, а само соединение не утратило прочность, подбирают методы горячей и холодной сварки. В первом случае применяют механизированную и ручную дуговую, газовую сварку и порошковой проволокой.

При холодном методе задействуют электрическую дугу и особые электроды, благодаря которым достигается необходимая степень пластичности шва. Если говорить точнее, в составе таких расходников должны быть элементы цветных металлов и значительная доля графита.

Наилучшим образом себя зарекомендовали медно-никелевые электроды, которые не связываются с углеродом во время проведения работы.

Выбирая, например, метод сварки черных металлов нержавеющей проволокой, помните, что в шве может быть до 15 % металла электрода, иначе не удастся обеспечить должную прочность и большой срок службы изделия.

TIG-сварка черных металлов

За аббревиатурой TIG скрывается аргонодуговая сварка черных и цветных металлов неплавящимся электродом в среде защитного газа. Наиболее активно данный метод используется при обработке цветных металлов, которые на открытом воздухе подвержены активному окислению.

Однако он успел зарекомендовать себя и как способ сварки черных металлов.

На фоне обычной электродуговой сварки этот подход выделяется такими особенностями:

позволяет формировать качественное соединение между разными материалами, такими как углеродистая и нержавеющая сталь;
предполагает малую зону прогрева, благодаря чему снижается возможность прожига тонкого металла и термических деформаций;
позволяет формировать непрерывные швы большой длины с постоянной подачей присадочной проволоки за счет сварки черных металлов полуавтоматом в среде аргона;
обеспечивает защиту сварочной ванны от воздуха и загрязнений;
имеет низкие требования к качеству присадочного материала;
дает возможность отказаться от дополнительной обработки готового шва;
обеспечивает высокую скорость работы;
позволяет сформировать аккуратное соединение.

Однако этот подход к сварке черных металлов имеет и минусы:

Опасен, так как предполагает использование газовых баллонов.
Есть вероятность кипения сварочной ванны, что приводит к разбрызгиванию горячего металла. А это влечет за собой травмирование участков тела сварщика, лишенных необходимой защиты. Кроме того, кипение приводит к повышенному расходу материалов и негативно отражается на качестве швов.
Расходники для сварки аргоном черных металлов достаточно сложно приобрести в обычных магазинах.

Однако с перечисленными недостатками можно столкнуться только при нарушении инструкции или сварке черных металлов не в соответствии с ГОСТ. Если все выполняется правильно, эти минусы сводятся к минимуму и остаются незаметны на фоне отличного результата работы.

Во время сварки используется вольфрамовый либо вольфрамсодержащий электрод. Его фиксируют в контактной трубке сварочной головки. Последняя обеспечивает электрический контакт со сварочным трансформатором и соединяется гибким шлангом с газонагнетательной системой, в которой содержится инертный газ.

Первым этапом сварки является подача газа, после чего загорается дуга, а присадка начинает поступать в сварочную ванну.

Электрошлаковая сварка черных металлов

Электрошлаковая сварка, также известная как ЭШС, предполагает соединение металлических элементов при помощи тепла, образуемого в расплавленном шлаке. Для этого электрод погружают в шлак и пропускают электрический ток, обеспечивающий нагревание. Подобная сварка черных металлов осуществляется без дуги и нередко задействуется для формирования швов снизу вверх на вертикально расположенных заготовках.

С точки зрения разновидностей присадок и способов их подачи выделяю такие виды ЭШС:

С проволокой

Электродная проволока медленно и ровно поступает в сварочную шлаковую ванну по ходу расплавления. Таким образом достигается равномерное нагревание кромок свариваемых деталей на всю толщину. Правда, нужно учитывать, что данный метод очень сложен для неопытных сварщиков.

С пластинами

Здесь применяются электроды значительного диаметра или в форме пластин, что позволяет перекрыть все расстояние между свариваемыми элементами. Пластины фиксируются и поступают в ванну через короткие отрезки времени – данный показатель зависит от того, достаточно ли в ванне жидкого металла, чтобы заполнить имеющийся зазор.

По своей конструкции оборудование, используемое для электрошлаковой сварки черных металлов пластинами или электродами большого диаметра, проще, чем для первого описанного способа.

Применяемые в рамках данного подхода электроды могут иметь различную форму: у них бывает прямоугольное либо круглое сечение. Последнее используется, когда необходима обработка цилиндрических деталей. Также расходники могут быть полыми и заполненными металлической крупкой.

С плавящимся мундштуком

Данный метод сочетает в себе особенности указанных выше подходов и предполагает фиксацию пластины в зазоре, куда посредством направляющих трубок подается проволока. Во время проведения сварочных работ пластины остаются неподвижными, так как необходимый объем металла в ванне обеспечивается проволокой.

Этот способ сварки черных металлов подходит для соединения кромок любой толщины, причем шов может иметь длину более трех метров и криволинейную форму.

В конструкции оборудования для ЭШС с мундштуком предусмотрен специальный переносной механизм, отвечающий за подачу проволоки. Описание всех элементов аппарата содержится в ГОСТ 15164.

При проведении работы с металлическими деталями, края которых имеют значительную толщину, необходимо, чтобы электроды совершали специальные колебательные движения – так обеспечивается их постепенный прогрев. Либо используется электроды с пластинами или большого диаметра. В идеале стоит комбинировать данные подходы.

Влияние повышенной влажности на качество сварки черных металлов

Сварка черных металлов нержавейкой и иными способами не может проводиться в условиях повышенной влажности.

Дело в том, что при высокой температуре влага испаряется, попадает в поры горячего металла и негативно сказывается на структуре соединения. Это наиболее заметно во время обработки холодного металла, поскольку процесс сопровождается формированием конденсата.

А значит, во время сварки черных металлов нужно соблюдать такие правила:

Обрабатываемые заготовки рекомендуется прогреть, чтобы дальнейший нагрев не приводил к конденсации влаги.
Работа в закрытом помещении позволяет добиться более высокого качества швов, так как окружающий воздух является более сухим.
Нержавеющую сталь и цветные металлы варят без предварительного нагрева.

Зная особенности сварки черных металлов, верно подобрав метод, расходные материалы и основное оборудование, можно без труда качественно выполнить обработку любых изделий из металлов этой группы.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Газовая сварка деталей

Газовая сварка деталей активно применяется уже более ста лет. И, несмотря на то, что технологии сварочных работ уже шагнули далеко вперед, этот способ находится на втором месте по популярности после методов с использованием электрической дуги.

Большой спрос на газовую сварку объясняется ее надежностью, простотой и тем, что она позволяет соединять детали из чугуна, черных металлов, углеродистой стали, то есть востребована для большинства видов материалов. Технология основана на плавлении с помощью высокой температуры. Обо всех преимуществах, а также о том, как осуществляется газовая сварка деталей, расскажем далее.

Технология газовой сварки деталей

Понятия о газовой резке или скреплении металла не существовало до тех пор, пока в 1836 году французский химик Деви не обнаружил, что органическое соединение этин (или ацетилен) на основе карбида кальция является горючим газом. Вскоре его начали использовать в фонарях для освещения улиц и фарах паровозов и автомобилей. Только спустя несколько лет в научных трудах его соотечественников Пикаро и Фуше был описан процесс «сварочной ванны» при газовой сварке с применением ацетилена.

Этот газ впервые в истории начали заправлять в специальные прочные стальные баллоны еще в Советском Союзе, что позволяло повысить производительность сварочных работ на 20 % и на столько же сократить потери ацетилена. Газовая сварка деталей из чугуна, стали и цветных металлов стала доступна для любой отдаленной местности.

Рекомендуем статьи по металлообработке

В наше время газосварку используют почти во всех отраслях. Она предназначается для прочного соединения металлов и образования их однородной структуры методом расплавления с использованием ацетилена, температура пламени которого при сгорании в кислороде может достигать от +3 200 до +3 400 °С.

Методика газовой сварки деталей является довольно простой, ее часто используют вместо электродуговой. Но последний вариант применять вместо первого нельзя, потому что газовую сварку практикуют только для обработки тонколистовых материалов, а дуга их будет прорезать насквозь.

Ацетилен чаще всего используют для проведения небольших по объему сварочных работ, преимущественно при возникновении аварий. Помимо него, применяют и другие горючие газы: природное «голубое» топливо, водород, пропан (как в чистом виде, так и смешанным с бутаном), а также пары керосина и бензина.

Но технический ацетилен среди всех вышеперечисленных газов занимает лидирующее место по теплотворности и интенсивности пламени при смешивании с кислородом (это наглядно показано на фотографии). Из всех других газов он имеет самое частое применение.

Преимущества и недостатки газовой сварки

Как выше отмечено, сварка с применением газа представляет собой такое соединение деталей из металла, при котором происходит расплавление соединяемых друг с другом материалов и образуется гомогенная структура. В газовую смесь вводится чистый кислород, что обеспечивает нагревание и расплавление металла.

Способ газовой сварки деталей из чугуна и стали имеет много преимуществ:

Технологичность. Быстро происходит необходимый нагрев металла, так как регулировку и установку мощности пламени горелки можно производить непосредственно во время нанесения шва.
Простота. При этой технологии сварки не применяется сложное оборудование (например, полуавтоматический аппарат или сварочный инвертор).
Доступность. Необходимые расходные материалы можно без труда приобрести.
Экономичность. Для процесса газовой сварки деталей (включая и трубы) не нужен мощный источник энергии, а в некоторых случаях даже и средства специальной защиты.

Помимо достоинств, у данной технологии имеются следующие недостатки:

В газосварочный процесс сложно включить автоматическую оснащенность. Но есть одно исключение: использование многопламенной горелки дает возможность механизации процесса газовой сварки резервуаров и тонкостенных труб.
Довольно слабая концентрация тепла газовой горелки при обработке толстостенных деталей существенно понижает скорость нанесения сварного соединения.
Способ газовой сварки деталей из чугуна и стали является более затратным по сравнению с электродуговым. Стоимость кислорода и ацетилена существенно выше, чем электричество при условии сваривания одинаковых образцов.
Достаточно сложная концентрация области максимальной температуры пламени газовой горелки, так как рассеянность его намного шире, чем при электродуговом способе.
Тепловая зона, сформированная газовой горелкой, довольно расширенная.
Нагревание металла происходит медленнее, чем при использовании электродуговой сварки.

Технические стороны процесса газовой сварки деталей

Газовая сварка имеет свои нюансы, которые необходимо учитывать при ее выполнении. Основным плюсом, как отмечено многими сварщиками, является то, что при этом методе можно выполнять швы в любом пространственном положении – от нижнего уровня до потолочного.

Неудобством при нанесении потолочного шва является то, что в этот момент расплавленный металл необходимо удержать и быстро распределить по всей длине сварного соединения. Это можно осуществить, используя повышенное давление газовой смеси, которое может создать пламя.

Такой метод сварки наиболее часто применяют для создания стыковых швов. А соединения внахлест, тавровые швы совсем не используются. Причина в том, что для двух типов швов необходим особенно сильный разогрев металлической основы, из-за чего может появиться коробление.

Сварку отбортованных либо тонких краев деталей следует производить без присадочной проволоки. При этом швы могут быть как прерывистыми, так и непрерывными, имеющими одно- или многослойную структуру. Перед тем как приступить к сварочным работам, следует тщательно зачистить поверхности и края на металлических заготовках.

Обратите внимание! При сварке необходимо следить, чтобы пламя было на расстоянии не более 5 мм от конца ядра, а газовая горелка не соприкасалась с металлической поверхностью.

Газовые смеси с помощью давления воздействуют на расплавленный металл и образуют сварочную ванну, а также раздувают металлическую основу с краев. Затем присадочная проволока опускается в сварочную ванну. При газовой сварке деталей из чугуна и стали есть возможность изменять интенсивность нагревания во время процесса.

Это можно выполнить регулированием наклона медного мундштука горелки по отношению к обрабатываемой плоскости детали. Существует определенная закономерность – с увеличением угла наклона металл нагревается значительно сильнее.

При движении мундштука горелки по линии шва следует уделять особое внимание состоянию расплава в сварочной ванне. Газ под давлением выполняет функцию защиты металла от негативного воздействия окружающего воздуха и от возникновения оксидной пленки.

Материалы и инструменты для газовой сварки

Для газовой сварки стальных и чугунных деталей, помимо газа, необходимы флюс и проволока. Именно благодаря этим материалам и получается сварочный шов со всеми его характеристиками. Предназначенная для сварки проволока должна быть без признаков коррозии, чистой и без остатков краски. В особых случаях вместо проволоки можно воспользоваться полоской такого же металла, который необходимо сварить.

Флюс используется для защиты сварочной ванны от внешних факторов. Обычно пользуются борной кислотой или бурой, которые наносятся прямо на свариваемую поверхность металла или на сварочную проволоку. Газовую сварку углеродистых сталей можно выполнить без флюса, но для соединения заготовок из меди, магния, алюминия и их сплавов без такой защиты не обойтись.

Газовая сварка подразумевает использование определенного оборудования.

Газосварочные работы выполняются на специально оборудованном месте, называемым постом. Практически таким рабочим местом можно назвать металлический фиксированный или поворотный стол, оснащенный системой вытяжной вентиляции и необходимыми ячейками для хранения оснастки и вспомогательного инструмента.

Горелки безынжекторного или инжекторного типа предназначаются для смешивания и горения газов. Они классифицируются по параметрам пропускаемой способности, то есть по объему газа, проходимого через них за единицу времени. Горелки бывают большой, средней, малой и микромалой мощности.

Выполнение газовой сварки деталей из чугуна и сталей возможно только с использованием специальных шлангов, по которым подается не только газ, но и горючие жидкости. Шланги подразделяются на три категории, каждая из них имеет свою цветовую маркировку: красную полосу применяют для обозначения работ с давлением до 6 атмосфер, синюю полоску – до 20 атмосфер, а желтую используют для подачи горючих жидкостей.

Такое устройство используется для сброса давления газа при выходе его из баллона. Существуют редукторы с прямым и обратным действием, а при использовании сжиженного газа потребуются модели с оребрением, что позволит исключить его замерзание в момент выхода из баллона.

В зависимости от типа газа, предназначенного для заправки, баллоны окрашиваются в соответствующие цвета. На верхнюю часть сосуда нельзя наносить краску, чтобы избежать ее контакта с газом. Необходимо знать: на емкости с ацетиленом установка медных вентилей категорически запрещена, так как это может стать причиной взрыва газа.

Такая сварочная оснастка защищает элементы оборудования (генератор ацетилена, трубы) от появления обратной тяги огня в горелке. Такой затвор с размещением воды на определенном уровне устанавливается между газовой горелкой и генератором ацетилена.

Тонкости газовой сварки деталей из чугуна, цветных металлов и их сплавов

Каждая марка металла при сварке имеет свои технологические особенности:

В газовой сварке деталей из сталей с пониженным содержанием углерода можно использовать любой газ. Функцию присадочного материала выполняет низкоуглеродистая стальная проволока.
Для легированных сталей выбор технологии сварки зависит от химического состава заготовки. Обработка нержавеющих и жаропрочных сталей, к примеру, потребует применения проволоки, в составе которой присутствуют никель и хром, а для других марок стали, помимо этих элементов, необходим присадочный материал, имеющий в составе молибден.
Газовую сварку бронзовых деталей осуществляют при помощи восстановительного пламени, которое не выгорает, из сплава кремния, олова и алюминия. В качестве присадки используют бронзовую проволоку схожего химического состава с дополнительным включением кремния, способствующего раскислению шва.
При сварке латуни часто происходит улетучивание цинка из ее состава, что приводит к увеличенной пористости сварочного соединения. Чтобы это исключить, необходимо в пламя горелки увеличить подачу кислорода, а в качестве присадки использовать проволоку из латуни.
Сварку меди необходимо проводить с использованием более мощного пламени. Медь обладает высокой текучестью, поэтому для сварки деталей из такого материала обеспечивают минимальные зазоры. Как присадочный материал применяют медную проволоку, а также флюс, способный раскислять металлический шов.
Чугун сваривают с помощью науглероживающего пламени, что предотвращает появление зернистости у белого хрупкого чугуна и кремниевого пиролиза.

Для выполнения газосварочных работ требуется строгое соблюдение правил и норм техники безопасности, без подтверждения соответствующих знаний по которым допускать к работам сварщика строго запрещено!

Все что нужно знать о газах применяемые для сварки от А до Я

Хотите узнать какой газ используется для сварки полуавтоматом mig или mag, а может вам необходимо разобраться с газовой сваркой и с тем какие газы применяются. В статье мы подробно расскажем о том, где и какие газы используют и как их выбрать.

Какой газ нужен для сварки полуавтоматом

Полуавтоматическая или механизированная сварка чаще всего выполняется сплошной проволокой, а сварочную дугу и расплавленный металл защищает газ. Газ подается в зону сварки через сопло горелки.

Подробно о процессе полуавтоматической сварки вы можете прочитать в нашей статье — Как работать сварочным полуавтоматом — Mig и Mag для начинающих.

Чаще всего для сварки черной стали используется СО2 (углекислый газ или как его называю углекислота). Реже используются газовые смеси в них входит СО2, Аргон, Гелий иногда Азот и кислород.

От использования газа определяется название сварки mig – сварка с применением инертного газа аргона или гелия. MAG (МАГ) – с использованием активного газа – углекислого. Остановимся поподробнее на каждом из газов.

Разработка сварочной документации, техкарт на сварку и контроль сварных соеднинений.

Аргон

Как мы уже говорили полуавтоматическая (механизированная сварка аргоном) называется — маг.
Этот защитный газ применяется для сварки полуавтоматом чаще всего для ответственных конструкций из стали или алюминия. Для сварки используется аргон первого сорта в котором примесей чуть больше чем в аргоне высшего сорта, а именно содержится до 0,005-0,009% азота и до 0,001-0,002 % кислорода.

Газ аргон очень хорошо защищает сварочную ванну, дугу и зону термического влияния (нагретый участок). Он не растворяется в металле шва и не насыщает нагретый участок в околошовной зоне. Газ тяжелее воздуха в 1.4-1.5 раза, не имеет ни запаха не вкуса. Ar не горючий и не ядовитый, хотя некоторые молодые сварщики боятся применять аргон говоря что но вреден для здоровья. Это не так, сам газ не вреден и не полезен.

Аргон высшего сорта используют для сварки цветных металлов и сплавов таких как сплавы алюминия, титана, хромоникелевые сплавы и т.д. Содержание примесей азота и кислорода в нем минимальны для N – в районе 0,0055 — 0,006%, для О2 – до 0,0006-0,0007 %. Газ высшего сорта стоит дороже и применять его нужно только в тех случаях, когда это обосновано.

Гелий

Этот газ для полуавтомата в чистом виде применяется достаточно редко, потому как стоимость на He неоправданно высокая. Так еще гелий легче воздуха и из-за этого его расход гораздо больше, чем того же аргона. Гелий как и аргон не имеет не цвета ни запаха и тоже бывает двух сортов только называются они по другому.

Первый это высокой чистоты с содержанием гелия до 99,984-99,985%, второй это гелий технический его чистота в районе 99,7-99,8 %. При использовании гелия увеличивается глубина проплавление металла, так как из-за высокой степени ионизации дуга горит с выделением большего количества энергии (эффективнее в 1,4-2 раза по сравнению со сваркой в аргоне).

Применяют гелий при сварке активных (таких как магний, например) или химически чистых металлов (к примеру сплавы на основе алюминия и меди). Применение гелия очень распространено в США и Германии, а вот в странах СНГ применяется редко. Чаше идет в смесях и с аргоном или углекислым газом.

Углекислый газ СО2

Этот газ фаворит для полуавтоматической сварки «черных» (низкоуглеродистых, низколегированных и т.д.) сталей. Это обусловлено тем, что СО2 дешевый и найти его можно даже в отдаленных населённых пунктах.

Углекислый газ имеет слабый, еле уловимый запах (конечно если это хорошо очищенный газ, без конденсата). У газа нет цвета и вкуса, он сильный окислитель. СО2 хорошо растворяется в воде (его также используют в пищевой промышленности для газирования напитков). Иногда и сварщики на производстве используя шланг и пластиковую бутылку делают газировку.

Газ тяжелее воздуха, что хорошо для сварки так как расход газа будет не большой в сравнении с гелием. Единственное нужно обеспечивать хорошее проветривание помещения при длительном проведении сварки, так как газ может скапливаться особенно в низменностях (разных приямках и т.д.). В идеале, конечно, чтобы была вытяжка, но такие системы как правило только на крупных производствах. Двуокись углерода (СО2) уже бывает трех сортов: первый, второй и высший.

Больше всего примесей во втором сорте до 1,2%. Первый сорт содержит примесей не больше 0,4-0,5%, а высший до 0,1-0,2% и применяется уже для ответственных конструкций из стали.

Диоксид углерода (углекислота) набирает в себя влагу, что негативно скажется при сварке. Рекомендуем перед сваркой за час полтора поставить баллон вентилем вниз. Перед сваркой не переворачивая баллон открыть вентиль и выпустить немного газа с влагой. Также можно использовать специальное оборудование для просушки газа – осушитель.

В углекислоте сваривают различные стали с низким и средним содержанием углерода, можно применять при сварке коррозионностойких сталей и чугунов.

Для сварочного полуавтомата Азот используется весьма ограничено, этот газ как правило применяют при сварки меди. Потому что именно по отношению к меди азота является инертным газом. Для большинства же других металлов азот активный газ который растворяется в расплавленном металле тем самым образуя многочисленные дефекты в виде газовых пор. Выпускается 4 сортов: высшего в котором примеси не более 0,1 %. Азот же 1 сорта может содержать примеси до 0,5%, 2 сорта 0,9— 1% принеси. Что касается азота 3-сорта он может содержать до 3% различных примесей. Азот не имеет цвета, ни запаха, ни вкуса он не ядовитый. Для сварки представляется в баллонах чаще всего имеющих объем 40 л. Эти баллоны имеют окрас чёрного цвета, как и баллон углекислоты, с надписью жёлтым «Азот».

Кислород

Кислород является очень активным газом. Сам он не горит, но очень активно поддерживает горение. Для сварки, кислород в чистом виде не применим. Как правило кислород используется лишь в смеси с инертными газами. Кислород не имеет ни запаха, ни вкуса, ни цвета. Выпускают кислород 3 сортов : 1-сорт с содержанием чистого кислорода 99,7-99,8%; 2 сорт — 99,4% — 99,5% и 3 сорт с содержанием примеси до 0,8%. Более подробное использование кислорода рассмотрим в разделе про смеси газов.

Сварочная смесь для полуавтомата

Для полуавтоматической сварки чаще всего используются такие смеси газов как: смесь аргона и гелия, смесь аргона и углекислого газа, смесь аргона и кислорода, а также смесь аргона углекислоты и кислорода в различных процентных соотношениях.

Смесь аргона и кислорода

При содержании кислорода от 1% до 4% в смеси процесс сварки становятся очень стабильным, увеличивается текучесть металла, расплавленного в сварочной ванне. Перенос металла становится мелкокапельным, брызг становится очень мало, а шов получается ровным и красивым. При мелкокапельном переносе металла значительно сокращается расход сварочный проволоки, которая сильно тратиться на разбрызгивание.

Смесь аргона и гелия

Эту смесь используют для сварки активных, цветных металлов и сплавов таких как алюминия, титана и прочих. Данная смесь обеспечивает очень высокий уровень защиты расплавленного металла в сварочной ванне. Оптимальный состав для этой смеси 50% + 50%. Также можно встретить соотношение 60-65% гелия и 35— 40% аргона.

Смесь углекислого газа и кислорода

Подобные смеси на практике не очень часто используются. Оптимальный для них состав это 65-75% углекислого газа и 25-35 % кислорода. При использовании таких смесей, шов формируется несколько лучше чем если использовать чистую углекислоту. Применяется как правило подобной смеси для сварки чёрных стали (углеродистых конструкционных, а также некоторых легированных).

Смесь аргона и углекислого газа

Такая смесь чаще всего используется для сварки углеродистых, низко- и среднелегированных, стали аустенитного класса (нержавейки). Соотношение этой смеси 74— 80% аргона и 20— 26% СО2. При использовании этой смеси обеспечивается очень хорошая защита сварочный дуги и металла.

Также идет очень незначительное разбрызгивание металла. Сварочный шов получается мелкочешуйчатый, а процесс формирования шва стабильный. Эта смесь очень хорошо повышает производительность сварки так как наличие аргона увеличивает мощность сворачивай другие. Благодаря этому свойству процесс идет быстрее.

Расход газа при сварке полуавтоматом

Расход газа при полуавтоматической сварке зависит от нескольких факторов:

наличие сквозняка;
свойств газа;
свойств свариваемого металл;
тип соединения;
толщины свариваемых деталей.

Наличие сквозняка— если в помещение есть сквозняк или работы ведутся на открытом воздухе, где есть ветер, газ будет сдувать. Чтобы предотвратить его сдувание нужно увеличивать расход газа. Именно поэтому при наличии сквозняков и работе на открытом воздухе расход газа значительно увеличивается.

Свойства газа— такие газы как гелий и его смеси который легче воздуха, улетучиваются и при их использовании расход достаточно высокий. Если необходимо сократить расход, то лучше выполнять сварку в среде гелия в закрытых камерах или с использованием козырьков.

Свойства свариваемого металла — для сварки цветных металлов, а также их сплавов для обеспечения качественной защиты, чтобы в сварочную ванну не попадали газы из атмосферы применяют параметры с высоким расходом газа.

Тип соединения— от типа сварного соединения напрямую зависит расход газа особенно это видно на соединениях, где необходимо подваливать корень шва или соединение с двусторонней разделкой кромок.

От толщины свариваемых деталей— чем больше толщина свариваемых деталей, тем больше сварочный ток и соответственно больше расход газа. Это необходимо чтобы защитить большую зону сварки, широкую ванну и сварочную дугу.

Область применения

Защитный газ используется как мы уже говорили в механизированной сварки для защиты сварочной дуги и расплава от попадания газов из воздуха. Он используется 80% случаев использования полуавтоматической сварки, 20% это сварка самозащитой порошковой проволокой.

Область применения весьма широка так как данный процесс несложен и очень производителен. Полуавтоматом варят как тонкий металл в автосервисах, потому что ручной сваркой тонкий металл варить очень проблематично. Его легко прожечь. Так и используют на производстве металлоконструкций и крупных изделий.

Там ситуация обратная, швы протяженные, а толщина металла большая. Она применяется там, потому что этот процесс очень производительный и варить длинные швы и толстый металл ручной сваркой получается дорого и долго.

По большей части отличие здесь будут лишь в использовании самих аппаратов. В автосервисе как правило используются дешевые модели, а на производстве применяются дорогостоящая профессиональное оборудование с синергетической системы управления обеспечивающие высокую производительность.

Какой газ используют для сварки полуавтоматом — критерии выбора

Поговорим о критериях выбора газа для полуавтоматической сварки более подробно. На выбор того или иного газа влияет несколько параметров таких как:

марка материала изделия;
ответственность соединения;
экономические показатели.

В большой части марка изделия и определяет использование тех или иных газов или их смесей.

Инертные газы подходит как правило для любых видов сталей, цветных металлов и их сплавов. Применение инертных газов для низкоуглеродистых и низколегированных сталей неоправданно, так эти газа стоят очень дорого.

Для углеродистых, низкоуглеродистой, конструкционных сталей используется углекислота (углекислый газ ), а также смеси СО2 с аргоном, СО2 + аргон +гелий.

При сварки нержавеющих сталей (сталей аустенитного класса), к примеру всем известная «медицинская» сталь – 12Х18Н10Т и близкие с ней свариваются в смеси углекислоты и аргона.

Для сварки цветных металлов таких как алюминий, титан, медь чаще всего используется аргон либо в чистом виде, либо смесь с Не. В чистом виде Не используется редко так как он очень дорогой.

Медь можно сваривать в среде азота. Для цветных металлов не используются смеси содержащей СО2 и кислород.

Ниже приведём таблицу, где наглядно покажем применение тех или иных газов и их смесей для различных видов металлов сплавов.

Газ	Стали конструкционные (низкоуглеродистые)	Легированные стали (низко-, средне-, высоко-)	Титан, алюминий и их сплавы
Со2 (углекислый газ)	Да	Да, с ограничениями	Нет
Ar (Аргон)	Да (нецелесообразно)	Да	Да
Не (Гелий)	Да (нецелесообразно)	Да	Да
Аr + Со2	Да	Да	Да
Аr+О2	Да	Да, с ограничениями	Нет
Со2+О2	Да	Да, с ограничениями	Нет
Аr+Со2+О2	Да	Да, с ограничениями	Нет
Ar+Не	Да (нецелесообразно)	Да	Да

Какой газ нужен газовой сварки

Зачастую газовую сварку и газы которые в ней применяются путают с полуавтоматической и газами которые применяются для нее. Вкратце расскажем разницу. Газовая сварка выполняется за счёт сгорания горючего газа, а при полуавтоматической же газ используется для защиты, он не горит.

Ацетилен

Чаще всего именно ацетилен используют как сварочный газ для газовой сварки. Этот газ легче воздуха он бесцветный имеет слабый запах. При горении температура пламени ацетилена бывает в районе 2950— 3120 Градусов Цельсия. Ацетилена очень легко воспламеняется даже от статического разряда, потому баллоны с этим газом заполнены пористым веществом который пропитывают ацетоном.

Также его применяют для газовой резки, но реже. Чаще для этой цели используют пиролизный или природные газы о них поговорим далее.

Природные

Природные газы для сварки применяются гораздо реже нежели ацетилен ввиду их низкой температурой горения, а вот для резки применяются очень часто потому что стоят они недорого по сравнению с тем же ацетиленом. Применение природных газов более безопасно в отличие от ацетилена потому как они менее огнеопасны. Температура их горения значительно ниже, где-то в районе 2100— 2300 Градусов Цельсия.

Водород

Водород является альтернативой ацетилена при газовой сварки . Этот газ не имеет ни цвета, ни вкуса, также не имеет запах, он легче воздуха. Также водород обладает высокой текучестью и взрывоопасность при смеси с воздухом. Для сварки водород используется не в баллонах, а получают в специальных аппаратах для водородной сварки из воды под действием электрического тока.

Применение водорода вместо ацетилена обеспечивает более качественные ровный сварочный шов. Но несмотря на это преимущество данный способ редко применяется на практике. Так как есть целый ряд сложностей, возникающих в процессе сварки. Одно из них это появление большого количества шлака в процессе сварки, что требует введение дополнительных компонентов в расплав металла.

Также для работы аппарат водородный сварки требуется электричество, лишая данный способ автономности присущий газовой сварке. Грубо говоря — Если есть электричество зачем получать газ, можно просто заварить ручной сваркой.

Пиролизный

Получают этот газ на крупных нефтеперерабатывающих предприятиях как побочный продукт процессе нефтепереработки. После его получения газ требует определенную очистку и обработку для снижения его химической активности. Его свойства очень близки свойствам природных газов.

Используется для резки металлов, для сварки же достаточно редко ввиду опять же низкой температурой горение.

Влияние на процесс

Защитный газ применяемые для сварки оказывают огромное влияние как на сам процесс, так и на результат — качество сварного соединения. Неправильный выбор газов приведёт либо к многочисленным дефектом, либо к ненужному удорожанию процесса.

Приведём несколько примеров:

Применение аргона или гелия для сварки металлоконструкций из Ст3пс. Сварное соединение получится качественным, но затраты необоснованно высокими. Или же другой пример: сварка титанового сплава ВТ9 в среде углекислого газа. В этом случае финансовые затраты будут минимальны, но соединение будет однозначно бракованным и скорее всего даст трещину еще до того, как сварщик завершит работу.

Преимущества и недостатки газовой среды

Преимуществами при использовании газовой защиты является удешевление процесса так как не требуется использование дополнительных флюсов с газообразующими компонентами. Также это защищает соединение попадание шлаковых включений.

Основными недостатками является наличие громоздкого и не дешевого газового оборудования:

газовый баллон;
шланги;
редукторы и ротаметры;
смесители;
газовый подогреватели и осушители

Применять его в условиях монтажа достаточно проблематично. Также условиях монтажа использование газовой защиты осложняется тем, что ее сдувает порывами ветра или сквозняком. А из-за этого образуются дефекты, и дуга горит нестабильно.

Читайте также: