Какой сжиженный газ применяют для газовой сварки

Обновлено: 09.01.2025

Выбор необходимой смеси будет зависеть от вида свариваемых материалов.

Какие газовые смеси используются для сварки полуавтоматом

Полуавтоматом чаще всего работают:

со стальными сплавами, чугуном;
с легированными сталями — нержавейка, разные виды жаропрочных;
с цветными металлами — алюминием, медьсодержащими: латунь, бронза.

Работа с другими материалами затруднена тем, что нет соответствующей присадочной проволоки, поставляемой в стандартных катушках. Создают смеси в соответствии с ТУ 2114-002-45905715-2011.

В качестве составных газов применяют:

аргон — ГОСТ 10157-79 (высшие сорта);
азот — ГОСТ 9293-74 (особой чистоты 1 сорта);
двуокись углерода — ГОСТ 8050-85 (высшие сорта);
кислород — ГОСТ 5583-78 (технический, первые сорта);
гелий — ТУ 0271-135-31323949- 2005 (марка «А»);
водород — ГОСТ Р 51673-2000 (первые сорта).

Допускается использование готовых смесей, однако, содержание компонентов в полученной смеси должно соответствовать техническим регламентам.

Краткое описание газов, применяемых при создании смесей

Аргон — бесцветный газ без запаха и вкуса, негорюч и нетоксичен. Однако любая смесь Ar с иными газами может вытеснить кислород из помещения, что способно привести к удушью работников, если доля кислорода упадёт ниже 19% от общего объема. Аргон тяжелее воздушной смеси и способен скапливаться в плохо проветриваемых помещениях у пола.

Азот — газ бесцветный и негорючий. Без запаха и вкуса, нетоксичен. Однако скопление газообразной смеси азота может вызвать кислородную недостаточность и даже удушье при уменьшении концентрации кислорода менее 19% от объёма.

Углекислота — газ без цвета, не воспламеняется и нетоксичен, отличается специфическим кисловатым вкусом. Максимально допустимая концентрация соединения в воздухе рабочей зоны 9 г/м3 (что равно 0,5% объёма). Если концентрация становится больше 5%, то двуокись углерода может оказать вредное влияние на физическое состояние работников. Углекислота в полтора раза тяжелее воздушной смеси и способна скапливаться в непроветриваемых помещениях у пола, в ямах. При снижении концентрации кислорода в воздухе ниже 19% наступает кислородное голодание, удушье.

Гелий — бесцветный газ, не имеет вкуса и запаха, нетоксичен и негорюч, легче смеси воздуха, поэтому накапливается вверху цехов.

Кислород — бесцветный негорючий газ без запаха и вкуса, хотя сам не является токсичным и взрывоопасным, однако, будучи сильным окислителем, значительно повышает предрасположенность иных материалов к горению. Если кислород накапливается в воздухе цехов, это может стать причиной возникновения возгораний и впоследствии — пожаров. Важно, что объемная доля газа в рабочих (производственных) зонах не должна быть более 23%.

Аргон, углекислота и кислород

Аргон и гелий

Сочетание гелия (70%) и аргона (30%) позволит работать с любыми толстыми сплавами:

При этом увеличится скорость сварки за счёт исключения операции по предварительному подогреву деталей. Количество дефектов — пористость швов, трещины — будет сведено к минимуму.

Минусом следует считать высокую стоимость таких смесей из-за высокого содержания редкого гелия. Поэтому используют подобные пропорции при сварке особо ответственных конструкций — при создании изделий для космоса или ВПК.

Аргон плюс гелий (по 50%) — смесь считается универсальной инертной. Благодаря этому, можно работать с большинством сплавов — как с цветными, так и чёрными. Состав из 70% аргона и 30% гелия по сравнению с чистым аргоном лучше охлаждает зону сварки, применяется для соединения деталей средней толщины, если нужно получение швов с минимумом дефектов. Смесь из 60% аргона, 38% гелия и 2% углекислоты используют для сварки легированных и конструкционных углеродистых сплавов. Дуга при этом получается стабильной, уменьшается количество брызг.

Аргон и водород

Применяют на производстве при работе с аустенитными (жаропрочными) сплавами. Смесь позволяет улучшить характеристики полученного шва, добиться большей эластичности. Часто применяют при работе во время создания космической и авиатехники. Процент содержания химических элементов зависит от марки сталей.

От чего зависит расход газа при сварке

Установку силы обдува сварочной ванны следует устанавливать, учитывая:

тип материала — определяется опытным путём;
толщину заготовок — для работы с толстыми понадобится больше газа;
диаметр электрода (проволоки).

Также придётся принять во внимание условия в цехе или на площадке. При наличии сквозняков, открытого ветра следует либо защищать рабочее место ширмами, либо увеличивать расход газовой смеси.

Для уменьшения расхода газа во время работы следует тщательно проверять соединения шлангов, исправность редукторов, элементов горелки и сварочного полуавтомата.

Выбираем сварочный защитный газ

Газ активно используется при сварке. В одних случаях он выступает топливом, за счет которого происходит горение факела и расплавление металла. В других случаях он предотвращает взаимодействие уже расплавленного металла с внешней средой. Тогда его роль защитная. Какие бывают виды защитных газов и для сварки каких металлов они подходят, рассмотрим в этой статье.

В этой статье:

Как действует защитный газ

В твердом виде металлы вступают в медленные химические реакции. Например, окисление нелегированной стали кислородом, находящимся в воздухе и воде, может длиться годами. Поэтому ржавчина проступает в виде небольшой точки на поверхности, потом разрастается и только спустя годы появляется сквозная коррозия.

Когда металл расплавляется, он становится открыт для быстрых химических реакций. Например, во многих сталях в составе есть углерод. Это активное вещество, взаимодействующее с кислородом, присутствующим в воздухе. Если при помощи электрической дуги создать сварочную ванну, но никак ее не защитить, молекулы углерода начнут притягиваться к молекулам кислорода, вырываясь из расплавленного металла. Когда ванна застынет, вся поверхность будет пронизана порами. Ни о какой герметичности и прочности соединения здесь не может быть и речи.

Защитный газ при сварке изолирует расплавленный металл от взаимодействия с внешней средой. В результате:

Дополнительная роль защитного газа — охлаждение шва после сварки. Если прекратить подачу смеси сразу при затухании электрической дуги, не до конца застывший металл успеет вступить в реакцию с кислородом и появится кратер. Такая точка на замке кольцевого шва водопроводной трубы станет причиной протечки. Пост подача газа позволяет быстрее остудить стык, продолжая при этом его защиту, и скорее перейти сварщику на следующую задачу.

В каких видах сварки применяются защитные газы

Защитные газы применяются в двух видах сварки:

Отличия по свойствам защитного газа

Защитные газы при сварке бывают инертными и активными. Еще практикуется смешивание их между собой или соединение нескольких инертных газов. Возможны тройные объединения.

Инертные

Инертные — относятся к VIII группе периодической системы Д. Менделеева. Они нейтральны к большинству других химических веществ, поэтому при соприкосновении с расплавленным металлом проявляют пассивность. Газ никак не реагирует на водород, а значит сварочная ванна не бурлит. Это объясняется тем, что молекулы газа насыщены электронами, отталкивающими любые молекулы других веществ, не давая вступать в соединение.

Обозначаются инертные газы в названии сварки буквой "I", что означает Inert. Встречаются в аббревиатурах MIG (Metal Inert Gas) и TIG (Tungsten Inert Gas). Примеры инертных газов — аргон и гелий.

Активные

Активные — способны взаимодействовать с расплавленным металлом, изолируя его при этом от внешней среды. Могут растворяться в сварочной ванне. По свойствам активные газы подразделяются на окислительные (углекислый газ), восстановительные (водород) и газы с выборочной активностью. Последние вступают в реакцию только с определенными металлами, оставаясь к другим нейтральными. Например, азот активен только для алюминия и черных сталей.

Смешанные

Некоторые виды активных и пассивных газов смешиваются, что позволяет улучшать защиту сварочной ванны и облегчать наложение шва. Такие смеси обозначаются как MIX и содействуют:

Один из самых распространенных примеров смеси — 80% аргона и 20% углекислоты. Иногда бывает 75/25%. Его используют для полуавтоматической сварки черных металлов.

Другие миксы состоят только из инертных газов. Смешиванию подвергаются аргон и гелий (40/60% или 35/65%), благодаря чему сварочная ванна защищена еще лучше. Такой микс содействует выделению тепла в зоне сварки, повышая глубину провара.

Какой конкретно газ выбирать для сварки и резки

Рассмотрим распространенные сварочные защитные газы, их свойства и применение, что упростит выбор для конкретной задачи.

Аргон (Ar)

Инертный газ, остающийся пассивным ко всем видам металлов. Не имеет запаха и цвета. Поставляется в серых баллонах с зеленой надписью. Чаще всего используется при аргонодуговой и полуавтоматической сварке легированных сталей, тугоплавких металлов, алюминия, меди. Как микс подходит для сварки углеродистых и малоуглеродистых сталей. Аргон тяжелее воздуха на 38%, поэтому эффективно вытесняет его из сварочной ванны, чем обеспечивает надежную защиту.

Углекислый газ (СО2)

Активный газ, без цвета и запаха, но с кислым вкусом. Не ядовит, растворяется в воде, взаимодействует с кислородом. Тяжелее воздуха, поэтому надежно изолирует расплавленный металл. Поставляется в черных баллонах с желтой надписью. Задействуется в полуавтоматической сварке MAG. Привлекателен низкой ценой, но выделяется повышенным разбрызгиванием металла и менее стабильной электрической дугой. При сварке с использованием углекислоты раздается характерный треск.

Чаще всего используется для кузовного ремонта, холодной посадки частей машины и пр. Хорошее качество шва обеспечивается применением углекислого газа 1 сорта. В нем нет азотной кислоты, спирта, эфиров и аммиака. Допускается использование пищевой углекислоты или газа 2 сорта, но из-за увеличенного содержания водяных паров снижаются пластические свойства стали и возможна повышенная пористость шва. Для соединения низколегированных и малоуглеродистых сталей можно подключать баллоны со смесью 30% кислорода и 70% углекислоты, но тогда окисляющие процессы увеличиваются.

Гелий (Не)

Инертный газ, поставляемый в коричневых баллонах с белой надписью. Чистый гелий легче воздуха, поэтому для полноценной защиты сварочной ванны понадобится большой расход. Зато гелий содействует лучшему проплавлению за счет повышенного тепловложения. Подходит для сварки толстых легированных сталей и химически активных металлов. Но стоит чистый гелий дорого и применяется только на специфических производствах. Чаще оправдано использование смеси гелия с аргоном в пропорции 60/40%.

Газ без запаха и цвета. Вещество не горит, не поддерживает горение. Поставляется в черных баллонах с желтой надписью. По ГОСТу 9293-59 бывает 4-х сортов, с содержанием от 96 до 99.5%, остальное — кислород. Подходит для сварки меди.

Кислород

Активный, бесцветный, негорючий газ. Поставляется в синих баллонах с черной надписью. В чистом виде используется только для газопламенной резки и газовой сварки, поскольку активно поддерживает горение.

Для электросварки подается в качестве смеси с углекислотой или тройной смеси с углекислотой и аргоном. Содействует повышению тепловложения на поверхности материала, из-за чего форма проплавления становится не клиновидной, а в виде "гвоздя со шляпкой". Добавка кислорода улучшает капельный перенос металла. Подходит для сварки черных тонких металлов.

Водород

Активный газ, без запаха, цвета, поставляемый в зеленых баллонах с красной надписью. Используется при сварке только в смесях. Концентрация не превышает 10%. Применяется при сварке аустенитной нержавеющей стали. Смеси, где содержание водорода достигает 30-40%, подходят для плазменной резки нержавеющей стали, повышая мощность дуги и снижая количество нависающего на краях шлака.

При сварке чистой углекислотой дуга может немного гулять, повышается разбрызгивание металла. Аналогичный процесс в среде аргона и углекислоты проходит гораздо спокойнее, но стоит микс дороже. Для ответственных швов рекомендуем использовать защитный газ Ar+CO₂, а приварить пороги авто можно и дешевой углекислотой.

Баллоны с защитным газом бывают емкостью от 10 до 40 литров. Чем больше емкость, тем реже придется менять баллон при активной сварке. Но с увеличением вместимости, возрастает и вес. Например, баллон аргона 40 литров весит более 80 кг. Часто переставлять его неудобно, поэтому большие баллоны подходят только для стационарного рабочего места. Для выездной деятельности лучше купить баллон 10 л.

Покупая сварочный баллон, проверьте дату следующего технического освидетельствования. Она не должна быть просрочена. При обмене пустого баллона на полный в специализированном пункте, смотрите тоже на дату ТО, но дополнительно оцените латунный вентиль. Он не должен быть погнут (иногда такое бывает от падения). Посмотрите на резьбу, куда будете прикручивать редуктор. Она не должна быть побита, иначе гайка не накрутится. Транспортировку баллона (пустого или полного) осуществляйте в защитном колпаке на вентиле.

Для каждого металла эти показатели разные. Для сварки черных или нержавеющих сталей настройте 0.5 с предпродувку и 5 с постродувку.

Если речь идет о защитных газах при сварке, которые не горят (углекислота, аргон, микс, гелий), то обязательного расстояния, на которое должны быть удалены баллоны нет. Но падающие искры на редуктор, манометр, газовый шланг вряд ли пойдут на пользу оборудованию, поэтому располагайте баллон на дистанции 2-3 м. Это поможет не толкнуть его случайно при перемещении сварщика по рабочему месту.

Газовые баллоны для сварки: разновидности и назначение. В какие цвета красят и как маркируют?

Для хранения, транспортировки и эксплуатации газовых смесей используют специальные ёмкости из стали.

Что собой представляют газовые баллоны для сварки

Важно, что баллоны испытывают постоянное высокое давление, поэтому изготавливают их из специальных особо прочных сплавов. Устройство:

вентиль с резьбой — позволяет осуществлять подачу газа ко шлангам;
корпус — во всех баллонах он полый, но в ацетиленовом заполнен пористой массой;
башмак — приваренное к основанию замкнутое кольцо для установки ёмкости в вертикальное положение.

Баллоны окрашиваются в разные цвета в зависимости от назначения. В верхней части есть участок без краски, на котором выбит номер баллона и дата проверки.

Какие газы используют для сварки

Цвет: красный.
Минус: горючий газ.
Плюс: универсальный газ, средняя стоимость.

Цвет: белый.
Минус: горючий газ, требуется соблюдать осторожность.
Плюс: обеспечивает максимальную температуру нагрева - до 3200 градусов.

Цвет: синий.
Минус: нельзя транспортировать вместе с горюче-смазочными материалами.
Плюс: низкая цена.

Цвет: чёрный с белой маркировкой.
Минус: во время сварки требуется подогрев газа.
Плюс: невысокая стоимость.

Цвет: серый.
Минус:высокая стоимость.
Плюс: отличное качество сварки.

Цвет: чёрный с жёлтой маркировкой.
Минус: узкая область применения на производстве.
Плюс: низкая стоимость.

Цвет: коричневый.
Минус: высокая стоимость газа.
Плюс: максимально высокое качество при сварке.

Важно: кислород негорючий газ, но при контакте с горюче-смазочными материалами происходит химическая реакция, увеличение объёма и взрыв баллона.

Есть три типа технических смесей, которые используют на производстве:

горючие — пропан-бутан, ацетилен. При транспортировке следует проявлять особенную осторожность;
нейтральные — кислород, углекислый газ, азот;
инертные — аргон, гелий.

Правила хранения и транспортировки

По правилам Ростехнадзора и в соответствии с Постановлением Правительства РФ №390 от 2012 года установлен порядок обращения с ёмкостями, предназначенными для хранения технических газов под давлением. Особенности хранения и установки на рабочем месте:

пропан и ацетилен — баллоны должны храниться вне жилых помещений, на производстве — отдельно от иных газовых смесей. Обязательно наличие надписей и табличек, предупреждающих об огнеопасных ёмкостях: «Осторожно! Газ». В торговых центрах хранение запрещено;
все технические газы — кислородные баллоны обязательно хранить отдельно от остальных. Установка и подключение возможны на расстоянии не менее 1 м от труб отопления и радиаторов. До открытого пламени должно быть более 5 м. Не допускается длительное воздействие на баллоны прямых солнечных лучей.

Общие правила работы с баллонами:

Работать с газовыми баллонами необходимо в чистых перчатках или рукавицах.
Направлять струю при продувке шлангов следует всегда от себя и не в сторону людей.
Кроме защитного пластикового колпака, на вентиль газового баллона ставят заглушку. Она затягивается усилиями баллонного ключа до упора.
Открытие и закрытие маховика баллонного вентиля всегда делают усилиями специального ключа.
По лестницам газовые баллоны необходимо переносить на носилках.
При транспортировке не допускаются резкие толчки, удары.
Работы с одним баллоном (переноска, подключение) осуществляются максимум двумя работниками.
С газовым оборудованием обязательно работать искробезопасным (бронзовым) инструментом.

Для перевозки при помощи автотранспорта понадобится оформление разрешения. Баллоны располагают либо лёжа поперёк кузова, либо стоя в контейнере.

Использование газа в сварочных работах - виды, характеристики, особенности применения

Начинающие сварщики, как правило, стараются использовать простые методы сваривания. Большинство пользуется ручной дуговой сваркой.

Для большинства ремонтных работ или изготовления несложных деталей этого достаточно. Однако рано или поздно вам захочется попробовать что-то новое и повысить свою квалификацию.

Следующим шагом после ручной сварки может быть сварка с использованием полуавтоматического оборудования. При таком методе для защиты свариваемых поверхностей от окисления используется защитный газ.

Ниже вы узнаете, какой именно, и как его использовать для сварочных работ.

Сварочный газ

В полуавтоматической сварке используются инертные газы, такие как аргон, гелий, углекислота. Реже используют водород, азот и кислород. Подается он в баллонах различного объема.

Чаще всего встречается объем 40 литров. Газ при сваривании образует защитную зону, которая защищает дугу от воздействия атмосферы, а свариваемые поверхности от окисления и пор. Шов при его использовании получается ровным и качественным.

Опытные сварщики знают рецепты смесей, использование которых позволяет использовать преимущества каждого из газов, составляющих данную смесь.

Характеристики

Остановимся подробнее на различных видах газообразных веществ, используемых для сварочных работ.

Чаще всего используется для этих целей. Есть даже отдельный метод сварки, использующий его название – аргонодуговой. Инертный, без цвета и запаха, химически не активен к металлам и другим веществам. Намного тяжелее воздуха, за счет этого создает надежно защищенную зону в области сварки.

По популярности идет вторым. Также является инертным, однако, в отличие от аргона, гелий легче воздуха. В связи с этим, расходуется его намного больше.

Учитывая, что его стоимость заметно выше, чем у аргона, это является существенным недостатком. Однако это не мешает его частому применению.

Особенно широко он применяется при работе с металлами, покрытыми окисной пленкой. Это такие металлы, как нержавейка, алюминий и т.д. Металлы при использовании гелия плавятся равномерно, что особенно важно при сваривании деталей большой толщины.

Кроме чистых гелия и аргона часто применяются смеси. Самая распространенная пропорция – 60% гелия и 40% аргона.

Смесь достаточно дорогая, однако с ее помощью можно качественно сваривать материалы с высокой теплопроводностью. Риск прожечь металл намного уменьшается.

Бесцветный, тяжелее воздуха. За счет этого надежно защищает область сварки. Бывает двух категорий. Рекомендована к применению первая категория, однако, за счет ее стоимости и дефицитности, чаще обращают внимание на вторую категорию. Большой минус углекислоты второй категории – наличие в составе водяных паров. При использовании может вызвать образование пор в металле. Проблемы можно избежать, добавив в углекислоту некоторое количество аргона.

Не применяется в чистом виде, так как вызывает окисление поверхности, что негативно влияет на качество шва. Обычно добавляется к смесям при необходимости получить широкий и неглубокий шов.

Не имеет цвета и запаха. Обычно применяется для плазменной резки нержавеющей стали, позволяя добиться очень хороших результатов. При сваривании других металлов может вызвать образование дефектов, например, трещин. Требует повышенного внимания к соблюдению правил техники безопасности за счет повышенной горючести.

Также без цвета и запаха, не горючий. Используется в жидком и газообразном виде. Область применения также узкая, используется, в основном, только при сваривании меди. При сварке других металлов может негативно влиять на прочность шва.

Выбираем газ для сварки

Чтобы вам было легче выбрать нужный газ для сварочных работ, представляем вам таблицу соответствия.

В заключение

Развивайтесь, экспериментируйте, пробуйте смеси с различными пропорциями, и вы увидите, как улучшается качество сварного шва.

Если нет желания экспериментировать – воспользуйтесь справочными материалами и подберите подходящий газ или смесь для ваших работ. Желаем вам успехов в работе!

Профессиональный сварщик 6-го разряда с 15+ летним практическим опытом работы (не считая обучения)

Регулярно проверяю опубликованные статьи и отвечаю на ваши вопросы! Спрашивайте, не стесняйтесь! =)

Читайте также: