На сколько хватает углекислотного баллона 40 при сварке полуавтоматом

Обновлено: 24.01.2025

Паришься с баллоном под углекислоту/аргон/сварочную смесь Ar+CO2 для сварки? мечтаешь о струйном переносе, но все ищешь смесители и 10 литровые баллоны? Все ответы здесь.

Итак, электродуговая сварка в среде защитных газов знает три типа основных газов, которые можно найти почти во всех крупных столичных городах:
— углекислота (CO2);
— аргон (Ar);
— сварочная смесь Ar+CO2
Все остальное или очень специфично, или тупо дорого (гелий He).

Применяемость газов хорошо описана в Интернете, но если проще — варить заборы из чернухи => углекислота. Варить в своем гараже: для TIG — аргон, для полуавтомата — сварочная смесь.

Тем самым, если Вы хотите стационарно работать с аргоном или сварочной смесью => Ваш выбор однозначно 40 л баллон. Если Вы хотите быть мобильным и наличие аргона/сварочной смеси не критично, то уточняйте у местных пожарных имеется ли возможность заправлять углекислотные баллоны 10 л., а если ответ положительный, то покупайте 10 л. с плоским дном.

Что нужно знать при покупке и обмене баллонов
Не буду повторяться, есть отличное видео —

Также, есть нормативное регулирование срока службы баллона.
Согласно п. 485 Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности "Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением":

Срок службы баллонов определяет организация-изготовитель. При отсутствии таких сведений срок службы баллона устанавливают 20 лет. Экспертизу промышленной безопасности в целях продления срока службы баллонов массового применения, объем которых менее 50 л, не производят, их эксплуатация за пределами назначенного срока службы не допускается, за исключением баллонов специального назначения, конструкция которых определена индивидуальным проектом и не отвечает типовым конструкциям баллонов и экспертизу (техническое диагностирование) которых проводят по истечении срока службы, а также в случаях, установленных руководством (инструкцией) по эксплуатации оборудования, в составе которого они используются.

На основании разъяснений разрешается использовать баллоны с истекшим сроком службы, но с действующей аттестацией.
Таким образом, покупая баллон, Вы должны выбрать максимально более свежий по году выпуска. Баллоны старше 95 года без действующей аттестации могут не принимать на станциях обслуживания.

АПДЕЙТ 2020 г: появилась позиция, что срок службы баллонов, изготовленных по ГОСТ 949-73 и по ГОСТ 15860-84 до 22.12.2014г. установлен не более 40 лет в соответствии с ПБ 03-576 03, МТО 14-3Р-001-2002 и МТО 14-3Р-004-2002, в том числе баллоны, находящиеся в эксплуатации для наполнения газами, вызывающими разрушение и физико-химическое превращение материала (коррозия и т.п.) со скоростью:
— не более 0,1 мм/год 40 лет
— более 0,1 мм/год 20 лет
Газы, вызывающие коррозию металла баллона со скоростью:
— не более 0,1 мм/год — азот, аргон, водород, воздух, гелий, кислород, углекислота и другие;
— более 0,1 мм/год — хлор, фосген, сероводород, сернистый ангидрид, хлористый водород, хлористый метил и другие.

Тем самым распространенные баллоны под сварочные газы в виде аргона, углекислоты, гелия по указанной методике служат 40 лет.

Далее, на рынке есть три типа разного рода регуляторов/редукторов:
— регулятор с ротаметром
— стрелочный регулятор
— редуктор.

Отличие редуктора от регулятора понятно: редуктор на выходе выдает просто определенное давление, а регулятор на выходе регулирует поток газа. Редуктор Вам не нужен вообще :)

регулятор с ротаметром или стрелочный регулятор?
Возникает еще один вопрос, на рынке есть два основных типа регуляторов

Какой из них выбрать — дело вкуса. На мой взгляд, стрелочный более продвинутый в плане экономии газа, поскольку фактически это редуктор с калиброванным жиклером и он всегда поддерживает заданное давление. Исходя из известного диаметра жиклера и давления производитель нанес метки расхода на шкалу прибора… тем самым, при начале работы не происходит характерного сброса давления, как это бывает на дешевых регуляторах с ротаметром.
Дешевые регуляторы с ротаметром работают исключительно за счет снижения давления до определенной величины, условно до 6 атм, а также последующего истечения газа через изменяемое гайкой отверстие… иными словами, на начальном этапе работы во всем сварочном рукаве образуется максимальное давление и как только сварщик давит триггер, то избыточное давление сбрасывается, это влечет повышенный расход газа.
Так что по общему правилу — стрелочный подешевле будет в итоге, но есть одно исключение.
Если вы варите нержавейку, то Вам иногда требуется поддув с обратной стороны шва… для этого есть регуляторы с двумя ротаметрами:

Краткий справочник начинающего сварщика

Сколько весят баллоны

Кислород, аргон, азот, гелий, углекислота, сварочные смеси: вес пустого 40-литрового баллона — 70 кг
Ацетилен: вес пустого 40-литрового баллона — 90 кг
Пропан: вес пустого 50-литрового баллона — 22 кг

Какая резьба на баллонах

Резьба под вентили в горловинах баллонов по ГОСТ 9909-81
W19,2 — 10-литровые и меньшего объема баллоны для любых газов, а также углекислотные огнетушители
W27,8 — 40-литровые кислород, углекислота, аргон, гелий, а также 5, 12, 27 и 50 литров пропан
W30,3 — 40-литровые ацетилен
М18х1,5 — огнетушители (Внимание! Не пытайтесь заправлять в порошковые огнетушители углекислоту или любой сжатый газ, но вполне можно заправлять пропан.)

Резьба на вентиле для присоединения редуктора
G1/2" — часто встречается на 10-литровых баллонах, под стандартный редуктор нужен переходник
G3/4" — стандарт на 40-литровых кислороде, углекислоте, аргоне, гелии, сварочных смесях
СП 21,8x1/14" — для пропана резьба левая

Давление кислорода или аргона в полностью заправленном баллоне в зависимости от температуры

-40C — 105 кгс/см2
-20C — 120 кгс/см2
0C — 135 кгс/см2
+20C — 150 кгс/см2 (номинал)
+40C — 165 кгс/см2

Давление гелия в полностью заправленном баллоне в зависимости от температуры

-40C — 120 кгс/см2
-20C — 130 кгс/см2
0C — 140 кгс/см2
+20C — 150 кгс/см2 (номинал)
+40C — 160 кгс/см2

Давление ацетилена в полностью заправленном баллоне в зависимости от температуры

-5C — 13,4 кгс/см2
0C — 14,0 кгс/см2
+20C — 19,0 кгс/см2 (номинал)
+30C — 23,5 кгс/см2
+40C — 30,0 кгс/см2

Проволока сварочная Св-08, вес 1 километра проволоки по длине в зависимости от диаметра

0,6 мм — 2,222 кг
0,8 мм — 3,950 кг
1,0 мм — 6,173 кг
1,2 мм — 8,888 кг

Калорийность (теплотворная способность) природного и сжиженного газа

Природный газ — 8570 ккал/м3
Пропан — 22260 ккал/м3
Бутан — 29415 ккал/м3
Сжиженный газ СУГ (усредненная пропан-бутановая смесь) — 25800 ккал/м3
По теплотворной способности 1 куб.м сжиженного газа = 3 куб.м природного газа!

Отличия бытовых баллоных пропановых редукторов от промышленных

Бытовые редукторы для газовых плит типа РДСГ-1-1,2 "Лягушка" и РДСГ-2-1,2 "Балтика" — пропускная способность 1,2 м3/час, давление на выходе 2000 — 3600 Па (0,02 — 0,036 кгс/см2).
Промышленные редукторы для газопламенной обработки типа БПО-5 — пропускная способность 5 м3/час, давление на выходе 1 — 3 кгс/см2.

Основные сведения о газосварочных горелках

Горелки типа Г2 "Малютка", "Звездочка" являются самыми распространенными и универсальными сварочными горелками, и при покупке горелки для общих целей стоит приобретать именно их. Горелки могут комплектоваться разными наконечниками, и в зависимости от установленного наконечника обладать разными характеристиками:

Наконечник №1 — толщина свариваемого металла 0,5 — 1,5 мм — средний расход ацетилена/кислорода 75/90 л/час
Наконечник №2 — толщина свариваемого металла 1 — 3 мм — средний расход ацетилена/кислорода 150/180 л/час
Наконечник №3 — толщина свариваемого металла 2 — 4 мм — средний расход ацетилена/кислорода 260/300 л/час

Важно знать и помнить, что ацетиленовые горелки не могут устойчиво работать на пропане, и для сварки, пайки, нагрева деталей пропан-кислородным пламенем необходимо применять горелки типа ГЗУ и прочие, специально предназначенные для работы на пропан-бутане. Необходимо учитывать, что сварка пропан-кислородным пламенем дает худшие характеристики шва, чем сварка на ацетилене или электросварка, и поэтому к ней следует прибегать только в исключительных случаях, а вот пайка или нагрев на пропане могут быть даже более комфортны, чем на ацетилене. Характеристики пропан-кислородных горелок, в зависимости от установленного наконечника, следующие:

Наконечник №1 — средний расход пропан-бутана/кислорода 50/175 л/час
Наконечник №2 — средний расход пропан-бутана/кислорода 100/350 л/час
Наконечник №3 — средний расход пропан-бутана/кислорода 200/700 л/час

Для правильной и безопасной работы горелки очень важно установить правильное давление газа на входе в неё. Все современные горелки выполняются инжекторными, т.е. подсос горючего газа в них выполняется струей кислорода, проходящей по центральному каналу инжектора, и поэтому давление кислорода должно быть выше давления горючего газа. Обычно устанавливают следующее давление:

Давление кислорода на входе в горелку — 3 кгс/см2
Давление ацетилена или пропана на входе в горелку — 1 кгс/см2

Инжекторные горелки наиболее устойчивы к обратному удару пламени и рекомендуется использовать именно их. В старых, безинжекторных горелках, давление кислорода и горючего газа устанавливается равным, в силу чего развитие обратного удара пламени облегчается, это делает такую горелку более опасной, особенно для начинающих газосварщиков, которые часто умудряются макнуть мундштук горелки в сварочную ванну, что чрезвычайно опасно.

Также следует всегда соблюдать правильную последовательность открывания/закрывания вентилей горелки при её зажигании/гашении. При зажигании первым всегда открывается кислород, потом горючий газ. При гашении сначала закрывается горючий газ, а потом кислород. Учтите, что при гашении горелки в такой последовательности может происходить хлопок — не бойтесь, это нормально.

Обязательно нужно правильно выставлять соотношение газов в пламени горелки. При правильном соотношении горючего газа и кислорода ядро пламени (небольшая яркая светящаяся область прямо у мундштука) жирное, густое, четко очерчено, не имеет вокруг вуали в пламени факела. При избытке горючего газа вокруг ядра будет вуаль. При избытке кислорода ядро станет бледным, острым, колючим. Чтоб правильно выставить состав пламени сначала дайте избыток горючего газа, чтоб появилась вуаль вокруг ядра, и потом плавно добавляйте кислород или убирайте горючий газ до момента, когда вуаль полностью исчезнет, и тут же прекращайте крутить вентили, это и будет оптимальное сварочное пламя. Сварку нужно вести зоной пламени у самого кончика ядра, но не в коем случае не совать само ядро в сварочную ванну, и не относить слишком далеко.

Не стоит путать сварочную горелку и газовый резак. Сварочные горелки имеют два вентиля, а газовый резак — три вентиля. Два вентиля газового резака отвечают за подогревающее пламя, а третий дополнительный вентиль открывает струю режущего кислорода, который, проходя по центральному каналу мундштука, заставляет металл гореть в зоне реза. Важно понимать, что газовый резак режет не выплавлением металла из зоны реза, а его выжиганием с последующим удалением шлака динамическим воздействием струи режущего кислорода. Для того, чтобы разрезать газовым резаком металл, необходимо зажечь подогревающее пламя, действуя также, как в случае зажигания сварочной горелки, поднести резак к краю реза, нагреть небольшой локальный участок металла до красного свечения и резко открыть кран режущего кислорода. После того, как металл загорится и начнет образовываться рез, резак начинают перемещать в соответствии с необходимой траекторией реза. По окончании реза кран режущего кислорода обязательно закрывают, оставляя только подогревающее пламя. Рез всегда нужно начинать только с края, но если есть острая необходимость начать рез не с края, а с середины, то не стоит "пробивать" металл резаком, лучше просверлить сквозное отверстие и начать резку от него, это намного безопаснее. Некоторые сварщики-акробаты умудряются резать металл небольшой толщины обычными сварочными горелками, ловко манипулируя вентилем горючего газа, периодически перекрывая его и оставляя чистый кислород, а потом снова зажигая горелку о горячий металл, и хотя видеть такое можно достаточно часто, стоит предупредить, что делать это опасно, а качество реза получается низкое.

Сколько баллонов можно перевозить без оформления специальных разрешительных документов

Правила перевозки газов автомобильным транспортом регламентируются Правилами перевозки опасных грузов автомобильным транспортом (ПОГАТ), которые в свою очередь согласуются с требованиями Европейского соглашения о международной перевозке опасных грузов (ДОПОГ).

В пункте ПОГАТ 1.2 указывается, что "Действия Правил не распространяются на … перевозки ограниченного количества опасных веществ на одном транспортном средстве, перевозку которых можно считать как перевозку неопасного груза. Ограниченное количество опасных грузов определяется в требованиях по безопасной перевозке конкретного вида опасного груза. При его определении возможно использование требований Европейского соглашения о международной дорожной перевозке опасных грузов (ДОПОГ)".

Согласно ДОПОГ, все газы относятся ко второму классу опасных веществ, при этом разные газы могут иметь различные опасные свойства: A — удушающие газы, O — окисляющие вещества, F — легковоспламеняющиеся вещества. Удушающие и окисляющие газы отностся к третьей транспортной категории, а легковоспламеняющиеся — ко второй. Максимальное количество опасного груза, перевозка которого не подпадает под Правила, указывается в ДОПОГ п.1.1.3.6, и составляет 1000 единиц для третьей транспортной категории (классов 2A и 2O), а для второй транспортной категории (класса 2F) максимальнное количество составляяет 333 единицы. Для газов под одной единицей понимается 1 литр вместимости сосуда, либо 1 кг сжиженного или растворенного газа.

Таким образом, согласно ПОГАТ и ДОПОГ, на автомобиле можно свободно перевозить следующее количество баллонов: кислород, аргон, азот, гелий и сварочные смеси — 24 баллона по 40 литров; углекислота — 41 баллон по 40 литров; пропан — 15 баллонов по 50 литров, ацетилен — 18 баллонов по 40 литров. (Примечание: ацетилен хранится в баллонах растворенным в ацетоне, и каждый баллон, помимо газа, содержит 12,5 кг такого же горючего ацетона, что учтено при расчетах.)

При совместной перевозке различных газов следует руководствоваться ДОПОГ п. 1.1.3.6.4: "Если в одной и той же транспортной единице перевозятся опасные грузы, относящиеся к разным транспортным категориям, сумма количества веществ и изделий транспортной категории 2, помноженного на "3", и количества веществ и изделий транспортной категории 3 не должна превышать 1000 единиц".

Также в ДОПОГ п. 1.1.3.1 содержится указание, что: "Положения ДОПОГ не применяются … к перевозке опасных грузов частными лицами, когда эти грузы упакованы для розничной продажи и предназначены для их личного потребления, использования в быту, досуга или спорта, при условии, что приняты меры для предотвращения любой утечки содержимого в обычных условиях перевозки".

Дополнительно имеется разъяснение ДОБДД МВД России от 26.07.2006 г. исх. 13/2-121, в соответствии с которым "Перевозку аргона сжатого, ацетилена растворенного, кислорода сжатого и пропана, находящихся в баллонах емкостью по 50 л. без соблюдения требований Правил перевозки опасных грузов автомобильным транспортом, возможно осуществлять на одной транспортной единице в следующих количествах: ацетилен растворенный или пропан — не более 6 баллонов, аргон или кислород сжатые — не более 20 баллонов. В случае совместной перевозки двух из указанных опасных грузов возможны следующие соотношения по количеству баллонов: 1 баллон с ацетиленом и 17 баллонов с кислородом или аргоном; 2 и 14; 3 и 11; 4 и 8; 5 и 5; 6 и 2. Такие же соотношения возможны в случае перевозки пропана и кислорода или аргона сжатых. При совместной перевозке аргона и кислорода сжатых максимальное количество не должно превышать 20 баллонов, независимо от их соотношения, а при совместной перевозке ацетилена и пропана — 6 баллонов, также независимо от их соотношения".

Исходя из вышеизложенного, рекомендуется руководствоваться указанием ДОБДД МВД России от 26.07.2006 г. исх. 13/2-121, там разрешается меньше всего и прямо указывается количество, чего можно и как. В этом указании конечно забыли про углекислоту, но всегда можно сказать, что она равна аргону, сотрудники ГИБДД как правило не являются великими химиками и им этого хватает. Помните, что ПОГАТ / ДОПОГ тут полностью на вашей строне, углекислоты по ним можно перевозить даже больше, чем аргона. Правда по-любому будет за вами. На 2014 год автору известно как минимум о 4 выигранных судебных процессах против ГИБДД, когда людей пытались наказать за перевозку меньшего количества баллонов, чем подпадает под ПОГАТ / ДОПОГ.

Примеры использования вышеприведенных данных на практике и в расчетах

Вопрос: На сколько хватит газа и проволоки при сварке полуавтоматом с кассетой проволоки 0,8 мм весом 5 кг и баллона с углекислотой объемом 10 литров?
Ответ: Сварочная проволока СВ-08 диаметром 0,8 мм весит 3,950 кг 1 километр, значит на кассете 5 кг примерно 1200 метров проволоки. Если средняя скорость подачи для такой проволоки 4 метра в минуту, то кассета уйдет за 300 минут. Углекислоты в "большом" 40-литровом баллоне 12 кубометров или 12000 литров, если пересчитать на "маленький" 10-литровый баллон, то в нём углекислоты будет 3 куб. метра или 3000 литров. Если расход газа на продувку 10 литров в минуту, то 10-литрового баллона обязано хватить 300 минут или на 1 кассету проволоки 0,8 весом 5 кг, или "большого" баллона 40 литров на 4 кассеты по 5 кг.

Вопрос: Хочу поставить на даче газовый котел и отапливаться от баллонов, на сколько будет хватать одного баллона?
Ответ: В 50-литровом "большом" пропановом баллоне 21 кг сжиженного газа или 10 кубометров газа в газообразном виде, но так прямо в лоб переводить в кубометры и считать по ним расход нельзя, потому что теплота сгорания сжиженного пропан-бутана в 3 раза выше, чем теплота сгорания натурального газа, а на котлах обычно пишут расход именно натурального газа! Правильнее делать так: находим данные котла сразу по сжиженному газу, например возьмем очень распространенный котел АОГВ-11,6 мощностью 11,6 кВт и рассчитанный на отопление 110 кв. метров. На сайте ЖМЗ указан расход сразу в килограммах в час для сжиженного газа — 0,86 кг в час при работе на полную мощность. 21 кг газа в баллоне делим на 0,86 кг/час = 18 часов непрерывного горения такого котла на 1 баллоне, реально это будет происходить, если на улице -30С при стандартном доме и обычном требовании к температуре воздуха в нем, а если на улице будет всего всего -20С, то 1 баллона будет хватать на 24 часа (сутки). Можно сделать вывод, что чтоб отапливать обычный домик в 110 кв. метров баллонным газом в холодные месяцы года нужно примерно 30 баллонов в месяц. Нужно помнить, что в связи с разной теплотворной способностью сжиженного и природного газа расход сжиженного и природного газа при одной и той же мощности для котлов разный. Для перехода с одного вида газа на другой в котлах обычно нужно менять жиклеры / форсунки. А теперь, кому интересно, можно посчитать и через кубы. На том же сайте ЖМЗ дан расход котла АОГВ-11,6 и по природному газу, он составляет 1,3 куб.м в час, т.е. 1,3 куба природного газа в час равны расходу сжиженного газа 0,86 кг/час. В газообразном виде 0,86 кг сжиженного пропан-бутана примерно равны 0,43 кубам газообразного пропан-бутана. Помним, что пропан-бутан в три раза "мощнее" природного газа. Проверяем: 0,43 х 3 = 1,26 куба. Бинго!

Вопрос: Купил горелку типа ГВ-1 (ГВН-1, ГВМ-1), подключил её к баллону через РДСГ-1 "Лягушку", а она еле горит. Почему?
Ответ: Для работы газовоздушных пропановых горелок, применяемых для газопламенной обработки, необходимо давление газа 1 — 3 кгс/см2, а бытовой редуктор, рассчитанный на газовые плиты, выдает 0,02 — 0,036 кг/см2, что явно недостаточно. Также бытовые пропановые редукторы не рассчитаны на большую пропускную способность для работы с мощными промышленными горелками. В вашем случае необходимо использовать редуктор типа БПО-5.

Вопрос: Купил газовый нагреватель в гараж, нашел пропановый редуктор от газового резака типа БПО-5, подключил нагреватель через него. Нагреватель пыхает огнем и горит нестабильно. Что делать?
Ответ: Бытовые газовые приборы обычно рассчитаны на давление газа 0,02 — 0,036 кг/см2, именно столько выдает бытовой редуктор типа РДСГ-1 "Лягушка", а промышленные баллонные редукторы расчитаны на давление 1 — 3 кгс/см2, что минимум в 50 раз больше. Естественно, что при вдувании в бытовой газовый прибор такого избыточного давления, он не может правильно работать. Вам необходимо изучить инструкцию на свой газовый прибор и использовать правильный редуктор, выдающий строго такое давление газа на входе в прибор, какое ему требуется.

Вопрос: Насколько хватает ацетилена и кислорода при сварке труб на сантехнических работах?
Ответ: В 40-литровом баллоне содержится 6 куб. м кислорода или 4,5 куб. м ацетилена. Средний расход газа горелкой типа Г2 с установленным наконечником №3, чаще всего используемом для работ по сантехнике, составляет 260 литров ацетилена и 300 литров кислорода в час. Значит кислорода хватит на: 6 куб. м = 6000 литров / 300 л/час = 20 часов, а ацетилена: 4500 литров / 260 л/час = 17 часов. Итого: пары полностью заправленных 40-литровых баллонов ацетилен + кислород примерно хватит на 17 часов непрерывного горения горелки, что на практике обычно составляет 3 смены работы сварщика по 8 часов смена.

Вопрос: Нужно или нет, согласно ПОГАТ / ДОПОГ, оформлять специальные разрешительные документы для перевозки на одном автомобиле совместно 2 баллонов пропана и 4 баллонов кислорода?
Ответ: Согласно ДОПОГ п. 1.1.3.6.4 производим расчет: 21 (вес жидкого пропана в каждом баллоне) * 2 (количество пропановых баллонов) * 3 (коэффициент из ДОПОГ п. 1.1.3.6.4) + 40 (объем кислородного в баллона в литрах, кислород в баллоне сжатый) * 4 (количество кислородных баллонов) = 286 единиц. Результат меньше 1000 единиц, такое количество баллонов и в таком сочетании можно перевозить свободно, без оформления специальных документов. Кроме того, имеется разъяснение ДОБДД МВД России от 26.07.2006 г. исх. 13/2-121, прямо указывающее, что такую перевозку допускается производить без соблюдения требований ПОГАТ.

Оптимальный расход углекислоты при сварке полуавтоматом

Основной особенностью сварки в среде СО2 является вытеснение воздуха при сваривании частей. Это позволяет добиться высокого качества шва. Необходимо учитывать, что железо и углерод, находящиеся в составе заготовок, вступая в химическую реакцию с СО2, окисляются. Для предотвращения окисления следует использовать специализированную проволоку, имеющую в своем составе большое количество кремния и марганца.

Технология накладывания сварного шва в углекислоте

Еще одной особенностью полуавтоматической сварки в газовой среде является возможность применения как прямой, так и обратной полярности. Использование обратной полярности прямого тока отлично подходит для начинающих сварщиков. Такой метод дает возможность легко удерживать дугу. Прямая полярность применяется при необходимости наплавления металла.

Сварка полуавтоматом возможна в различных режимах. Настройку аппарата необходимо производить исходя из толщины металла свариваемых деталей и диаметра проволоки. При повышении сварочного тока увеличивается глубина провара. Так, чем больше толщина металлических частей, тем большую силу тока необходимо установить в настройках.

Виды нержавеющих сталей

Основным легирующим элементом сталей, относящихся к категории нержавеющих, является хром. Именно благодаря данному элементу, которого в нержавейке должно содержаться не менее 12%, на ее поверхности создается оксидная пленка. Несмотря на очень незначительную толщину такой пленки, иногда не превышающую размеров нескольких атомов, она обеспечивает надежную защиту металла от воздействия коррозии. Кроме того, если случайно или преднамеренно повредить эту защитную пленку методом механического воздействия, то через некоторое время она восстановит свою целостность.

В химическом составе преимущественного большинства марок , кроме железа, углерода и хрома, могут содержаться такие химические элементы, как никель, титан, ниобий и молибден. Эти элементы, находящиеся в в достаточно незначительных количествах, улучшают как антикоррозионные, так и механические характеристики сплава.

Нержавеющие стали в зависимости от особенностей своей внутренней структуры могут относиться к одному из следующих типов.

Мартенситные
Это сплавы, содержащие в своем составе 17% хрома и 0,5% углерода. Нержавейка с такой структурой отличается твердостью и высокой хрупкостью и может успешно эксплуатироваться только в слабоагрессивных средах.

В химическом составе таких сталей, кроме хрома и углерода, также содержится никель, который и увеличивает аустенитную область в их структуре. Отличительными качествами таких сплавов, относящихся к категории немагнитных, являются высокая коррозионная устойчивость, прочность, оптимально сочетающаяся с хорошей пластичностью.

Сюда относятся нержавеющие стальные сплавы, содержащие в своем составе не более 0,12% углерода и до 30% хрома. Такая нержавейка, отличающаяся хорошим соотношением высокой прочности и пластичности, устойчива к термической закалке и может успешно эксплуатироваться в условиях воздействия агрессивных сред.

Сварка нержавеющей стали в защитной среде полуавтоматом обеспечивает качественное соединение изделий

Характеристики сварки в углекислом газе

Газ, применяемый для сваривания полуавтоматом, имеет более высокую плотность, чем воздух. Благодаря этому он вытесняет воздушную массу из сварочной ванны. Он бесцветен и не имеет запаха. К аппарату СО2 подается из баллона, в котором он находится в жидком состоянии под давлением. Подключение баллона осуществляется через специализированный редуктор. Он поддерживает требуемое давление в системе.

Спаивание в среде СО2 можно выполнять на двух видах оборудования:

Выпрямитель. Полуавтоматический аппарат, применяется для дугового сваривания различных заготовок, в том числе и из нержавеющей стали.
Инвертор. Является преобразователем переменного тока в постоянный. Преобразованный ток используется для создания дуги.

Электродом при выполнении полуавтоматической сварки в среде углекислого газа является специализированная проволока. В зависимости от толщины деталей, диаметр и состав проволоки может отличаться.

На сколько хватает баллонов углекислоты разного объема

Как известно, стандартный 40-литровый баллон содержит 24 кг СО2, который при испарении образует около 12 000 дм³ газовой фазы. Учитывая приведенные выше данные, можно определить, на сколько хватает баллона углекислоты при непрерывном рабочем процессе.

Не менее важную роль играет качество смеси и ее соответствие для работы с конкретным металлом. Так, например, при использовании 1-миллиметровой проволоки и средней силе тока в 100 А, 40 литров газа хватит приблизительно на 24 часа. Соответственно, баллона объемом 10 л должно хватить на 6 часов непрерывной эксплуатации.

Согласно справочным материалам, на 1 кг наплавленного металла расходуется 1,1 кг СО2 и 1,35 кг сварочной проволоки. Благодаря этим данным определяется следующая пропорция: СО2/ проволока = 1:1,2 кг. То есть, на 1,2 кг проволочного материала приходится 1 кг углекислоты в жидкой фазе. Опираясь на полученный коэффициент, можно легко посчитать потребление: 24 кг углекислого газа (емкость 40 л) хватит на 29 кг сварочного металла. Как показывает практика, данные расчеты в большинстве случаев соответствуют действительности.

Подготовительные работы

Для того чтобы получить качественный шов, необходимо подготовить заготовки и настроить оборудование. Спаиваемые части следует предварительно очистить от ржавчины, окислений, лакокрасочных покрытий и т. д.

Настройка оборудования перед работой

Окислы и посторонние примеси могут привести к разбрызгиванию электрода и нарушению качества сварного шва. Для очистки используется наждачная бумага, абразивный камень или пескоструйная обработка. При сваривании тонких листов следует предварительно отбортовать кромки заготовок.

Помимо подготовки деталей перед началом сварки полуавтоматом в среде СО2, необходимо настроить оборудование. Все составляющие подключаются в строгом соответствии с определенной схемой. Для нормальной работы устройства нужно исключить утечку вещества из системы.

После включения полуавтомата в электрическую сеть осуществляется его настройка. В зависимости от толщины металла устанавливается сила тока. При выборе скорости подачи электрода нужно опираться на скорость горения сварочной дуги.

Перед началом работы нужно изучить правила техники безопасности во время выполнения сварочных работ полуавтоматическим сварочным аппаратом в среде углекислого газа. Во время работы используются специализированные средства индивидуальной защиты.

ВНИМАНИЕ: Пренебрежение правилами безопасности может привести к различного рода травмам, ожогам или поражению электричеством!

Правила настройки и подготовки оборудования к сварочному процессу

Подготовку сварочного оборудования к работе можно разделить на несколько этапов:

Подготовка с теоретической точки зрения. На этом этапе необходимо ознакомиться с основными положениями электробезопасности ввиду работы с электрическим прибором повышенной опасности. Кроме того, на этапе теоретической подготовки следует изучить инструкцию по эксплуатации самого сварочного аппарата, а также имеющиеся рекомендации по его настройке.
Подготовка электрической сети. В связи с тем, что сварочные аппараты очень мощные в плане потребления тока, следует убедиться, что предохранительные автоматы установлены с расчетом перегруза сети от использования сварочного аппарата (мощность одного аппарата должна быть не менее 16 А, что позволит и выполнить необходимые технологические задачи, и защитить электрическую сеть от перегрузок). При наличии возможности следует подготовить отдельную электрическую линию, в которой сечение провода будет не менее 2,5 квадратных миллиметров. При подключении сварочного оборудования следует сократить количество и длину используемых удлинителей для сокращения вероятности короткого замыкания.
Изучение самого аппарата и напряжения, с которым он может работать. Так как существует два типа аппаратов – которые работают от сети 220 В и 380 В, – следует понимать, что для последних придется подготовить специальную шину или гнездо, которое позволит запитать аппарат от напряжения в 380 В.
Сборка сварочного аппарата. Производить ее рекомендуется только в выключенном от сети состоянии в соответствии с правилами, которые указаны в инструкции по эксплуатации и в схеме сборки. Соединение всех частей должно быть закреплено с помощью специальных хомутов с целью исключения вероятности рассоединения в период работы. Если предстоит осуществлять сварку в условиях низких температур, следует подготовить специальный подогреватель редуктора, который обеспечит прогревание подающих газ каналов внутри редуктора, что исключит перекрытие подачи газа.
Установка кассеты со сварочной проволокой. Данная манипуляция осуществляется только после того, как полностью собран весь аппарат, но до его подключения к сети. Конец проволоки, выведенный из кассеты, необходимо аккуратно продеть между прижимными и подающими роликами и зафиксировать прижимным механизмом. Аккуратность подготовки кассеты обусловлена тем, что при повреждении проволоки при осуществлении сварки в швах может возникнуть брак.
После полной сборки сварочного аппарата он подключается в электрическую сеть, после чего выполняются пробные сварочные швы. Если сборка и настройка осуществляются в отношении нового аппарата, то все пробные швы, в том числе для определения оптимальных настроек, следует делать на деталях, имитирующих свариваемые в последующем.

Технология и методы выполнения работ

После подготовки деталей и правильной настройки оборудования можно приступать к выполнению сварочных работ. При спаивании в среде углекислого газа начальный шов лучше осуществлять при небольшой силе тока. Таким образом удастся избежать деформации спаиваемых заготовок и вероятности возникновения трещин. Подача электрода, независимо от полярности, осуществляется двумя способами:

Углом вперед. С использованием такого метода глубина провара будет небольшой, а шов — широким;
Углом назад. Применяя такой метод, сварщику удается добиться большой глубины провара при малой ширине шва.

Как правильно варить полуавтоматом в углекислоте

По окончании работ сварочная ванна заполняется металлом из проволоки. После того как шов положен, подача проволоки прекращается. Электричество, подаваемое на электрод, следует отключить. Углекислоту, в отличие от напряжения, нужно подавать до полного затвердевания шва. Это дает возможность защитить металл, находящийся под воздействием высокой температуры, от негативного влияния воздушных масс.

После полного затвердевания шва металл кристаллизуется и происходит образование шлака. Для контроля над качеством спаивания необходимо удалить шлак. После остывания он становится хрупким и легко очищается.

Контроль качества спаивания металла

Подготовка металла к сварке

Подготовка металла к сварке также делится на несколько этапов:

Определение толщины металла. Если детали имеют толщину в диапазоне от 0,8 до 4 мм, то их следует сваривать, не осуществляя разделку кромок. Металл такой толщины сваривается с использованием подкладок из того же металла, что и само изделие, либо на съемных медных подкладках, либо на подкладках из нержавеющего металла. Если металл толстый (от 4 мм), то его можно сваривать на весу, а подкладки использовать только при необходимости.
Подготовка форм деталей на основании данных чертежа. На данном этапе следует изучить чертеж будущего изделия, разметить все необходимые детали, вырезать их с помощью болгарки и зачистить возможные окалины с помощью абразивного круга. В случае если технологическими картами на сварочный процесс предусмотрено требование о разделке кромки, необходимо также осуществить такую разделку.
Осуществить выбор наиболее оптимального метода сварки: при сварке тонкого металла следует использовать вертикальное расположение деталей, а сам сварочный процесс необходимо вести углом назад, передвигая горелку сверху вниз. Шов при таком расположении хорошо виден. При этом необходимо помнить, что отклонение горелки может повлечь за собой несплавление кромок. При осуществлении соединения угловых деталей необходимо осуществлять сварку методом «в лодочку». Однако следует учитывать, что выпуск проволоки в таком случае увеличится на пятнадцать процентов по сравнению с технологией, когда стыковка осуществляется в нижнем положении.

Расход СО2

Расход газа при спаивании в среде газа СО2 прямо зависит от толщины металлических заготовок, диаметра проволоки и силы тока. На расход влияют и другие факторы. Если работы выполняются на открытом воздухе, то расход газа будет гораздо больше, чем при сваривании в закрытом помещении. Это связано с тем, что ветер сдувает часть газа, подаваемого в сварочную ванну.

Увеличение производительности при работе в среде СО2

Выполняя сварочные работы полуавтоматическим аппаратом в среде углекислого газа, можно повысить производительность несколькими способами:

Увеличить силу тока

При нижнем положении сварки можно увеличить сварочный ток, тем самым повысив КПД. При вертикальном или потолочном положении шва силу тока можно увеличивать только при ускоренной кристаллизации металла.

Увеличение вылета электрода

При применении тонкой проволоки можно повысить производительность, увеличив ее вылет. Такой метод дает возможность повысить скорость плавления электрода. Это увеличивает количество металла, попадающего в сварочную ванну за определенный промежуток времени.

При увеличенном вылете электрода может возникнуть самопроизвольная подача проволоки. Во избежание этого нужно использовать специализированные наконечники. Они изготавливаются из фарфора или керамики.

Преимущества и недостатки

Сварка в углекислом газе СО2 имеет ряд преимуществ. К ним относятся:

Возможность спаивать тонкие листы металла;
Хорошая дуга при выполнении работ. Это особенно удобно для начинающих сварщиков;
Возможна сварка деталей с различными характеристиками;
Металл, находящийся под действием высокой температуры, защищен от влияния воздуха. Это делает шов прочным и не допускает окислений;
Высокое качество места соединения заготовок;
Безопасность в использовании;
Доступность. Приобрести оборудование может любой желающий.

К недостаткам полуавтоматической сварки в среде углекислого газа можно отнести то, что применяемое оборудование более сложное, чем в случае с другими газами.

Из вышеперечисленного следует, что сварка в среде СО2 является доступным способом соединения металлических деталей. Такой способ спаивания отличается высоким качеством и простотой в применении.

Расход газа при сварке полуавтоматом

На сегодняшний день существует множество режимов и видов сварки. Для одних типов требуются переносные (инверторные) источники питания другие же могут использоваться только в условиях цеха под наблюдение нескольких специалистов.
Чтобы получился хороший, ровный и прочный шов, нужно соблюдать все правила, знать какие газы будут оптимальны для данного аппарата и каких правил нужно придерживаться при работе с металлами.

Особенности

Алгоритм сварки полуавтоматом — это своего рода модификация ручной электродуговой сварки. Чтобы в полной мере оценить преимущества недостатки, нужно рассмотреть как именно проводится полуавтоматическая сварка.

Перед тем как приступать к процессу сварки нужно усвоить несколько пунктов:

В плюсовую клемму нужно подключать горелку, а в минусовую — заготовку.
Для каждого типа металла используется специальная проволока.
Сила тока и скорость его подачи проволоки это прямо пропорциональное значение. Чем сильнее поступает ток, тем больше должна быть скорость подачи и наоборот.
Токосъемный наконечник это расходный материал который будет часто меняться. Его диаметр должен соответствовать диаметру самой проволоки.
В основном, от параметров работы механизма падающего проволоку зависит качество готового шва.
Чтобы подача проволоки была непрерывной, шланг который подаёт её, должен быть крайне жестким.
Если толщина металла который сваривают, менее 1 мм то лучше производить сварку точками, тогда заготовка не перегреется и не прогорит.
В том случае когда напряжение в сети 190 вольт а не 220, то есть меньше стандартного, лучше использовать проволоку маленького диаметра. К примеру вместо 0,8 взять 0,6, тогда аппарат намного легче справится с ней и шов качественный.
Если сварка полуавтоматическим устройством происходит без участия газа, то плюсовую клемму нужно подключать непосредственно к заготовке и применять для сварки специальную проволоку.

Сварочная смесь или углекислота – выбираем защитный газ для сварки

В качестве защитных газов наиболее распространенными являются углекислота или сварочные смеси, от выбора которых во многом зависит рабочий процесс. Также не стоит забывать, что сварочная смесь или углекислота могут применяться для различных типов сварки и, соответственно, в том или ином случае эффективность и качество работ будут разными.

Очень часто сварщики не уделяют должного внимания составу и качеству технического газа, напрасно преуменьшая его вклад в процесс сварки. Однако практика показывает, что газовый состав самым непосредственным образом влияет на глубину проплавления, пористость, надежность шва, выделение дыма и другие не менее важные параметры.

Для надежного шва используйте качественные составы сварочной смеси или углекислоты

Что можно варить?

Полуавтоматом можно варить металл любой толщины, тем не менее толстые изделия нужно разогревать докрасна паяльной лампой. Для этих целей отлично подходит инверторный источник питания.
Сварка в аргоне это совсем другое, ведь принцип работы полуавтомата заключается в том чтобы плавить стальную проволоку и заполнять ею швы. Чтобы не происходил процесс окисления, процедура проходит под действием углекислоты. Аргон применяется для защиты активных металлов от окисления.

Атмосфера из инертных газов не даст кислороду реагировать с поверхностью.

Основные виды защитных газовых сварочных смесей

— Аргон и углекислота

Такой состав наиболее эффективен во время сварки низкоуглеродистой стали. Добавление углекислоты позволяет проще осуществлять струйный перенос электрода, швы получаются более пластичными, а вероятность появления пор минимальна.

Аргон и углекислота

— Аргон и кислород Добавление в аргон незначительного (около 5%) количества кислорода дает возможность качественнее выполнять сварку легированной и низколегированной стали, благодаря меньшей пористости обрабатываемой поверхности.

Аргон и кислород

— Аргон и водород Используется для сварки никелевых сплавов и аутентичной нержавеющей стали способом ТИГ. Кроме того, может применяться в качестве формовочного газа.

Аргон и водород

— Аргон и гелий Такой состав позволяет осуществлять качественную сварку легких, медных и никелевых сплавов, хромоникелевой стали и алюминия методами МИГ и ТИГ.

— Аргон и активные газы Благодаря данному сочетанию достигается двукратная экономия. Применяется для ручной и автоматической МАГ сварки низколегированных, легированных и высоколегированных сталей.

Аргон и активные газы

— Универсальный защитный газ Это аргон высокой частоты, который имеет универсальное применение, но наиболее распространен при работе с алюминием и цветными металлами.

Разновидности

Рассмотрим виды газов, которые применяются при сварке полуавтоматом

Ацетилен это бесцветный газ, который легче воздуха. Он обладает особенным запахом. Один из широко распространенных газов, которые применяются в данной сфере, так как обладает самой высокой температурой горения и имеет повышенную полярность. Часто используется из-за высоких температурных показателей при резке металлических конструкций.

Водород — также бесцветный, не пахнущий газ, который относится к классу взрывоопасных веществ. При контакте с кислородом воздушная среда образует гремучую смесь. По технике безопасности водородные баллоны не должны находиться под давлением больше 15 мПА.

Коксовый газ не имеет цвета, но имеет специфический запах. Это отход, извлекаемый в процессе добычи кокса, который используется при сварке. Он выводится из каменного угля. Газ можно транспортировать при помощи трубопроводных магистралей.

Природные газы, такие как метан, бутан и пропан не имеют особых требований к хранению и транспортировке. Добыча газа чаще всего происходит прямо на месте зарождения.

Пиролизный газ добывается в процессе распада нефтепродуктов. Он способствует образованию коррозии горелки, из-за этого они быстро выходят из строя. Перед самим использованием пиролизный газ очищают. Использует такую субстанцию не только при сварке но и при резке металлов.

Непосредственно для сварки в стандартных условиях, то есть при подключении к сети 220 В, используется два вида газов — это Углерод и Аргон. Они оба подходят для сварки полуавтоматом. Иногда можно встретить комбинацию этих газов или особые газовые смеси которые отличаются по свойствам от их оригиналов.

Что лучше – углекислота или сварочная смесь?

Баллон с углекислотой для сварного аппарата

Учитывая то, что любой чистый технический газ имеет как свои преимущества, так и недостатки, использование защитных сварочных смесей в правильной пропорции зачастую делает сварку более эффективной, повышает производительность и позволяет добиться более качественных швов, благодаря следующим особенностям:

снижение количества брызг;
увеличение скорости наплавления металла;
повышение пластичности и плотности шва;
уменьшение задымленности;
увеличение стабильности дуги.

Перед тем как определиться, что лучше – сварочная смесь или углекислота, сварщики обычно сопоставляют сложность работ, необходимое качество и целесообразность материальных затрат, после чего делают свой выбор.

Расход в работе

Обычный 40-литровый баллон содержит в себе 24 кг углекислого газа. При испарении из него образуется 12000 дм. куб. Если учитывать данные, которые были выведены, можно узнать на сколько хватит баллона при непрерывном использовании.
Если при работе используется проволока, толщиной 1 мм и ток, напряжением в 100 А, то 40 литров газа хватит примерно на 24 часа. Из этого следует, что баллон, объемом 10 литров может обеспечить 6 часов беспрерывной работы. Если верить справочникам, на 1 кг расплавленного металла перепадает 1100 грамм углекислого газа и 1350 грамм сварочной проволоки. С помощью этих данных можно определить пропорцию соотношения углекислого газа и проволоки. На 1200 грамм проволоки расходуется примерно 1 кг углекислоты в жидком виде.

Итого, 24 кг углекислого газа хватит на 29 кг сваренного металла.

Исходя из статистики можно сказать, что в большинстве случаев эти данные соответствуют реальности.

Можно ли самостоятельно смешивать газы?

Технически это возможно, для этого необходимо установить расходомеры-ротаметры на баллонах и по ним отрегулировать редуктором для полуавтомата подачу каждого газа в соответствии с требуемой пропорцией. На каждый литр основного газа будет расходоваться пропорциональная доля дополнительного.

На практике состав получаемой смеси будет нестабильным ввиду недостаточной точности расходомеров и неравномерного снижения давления в разных баллонах по мере расходования газа. Кроме того, сварочный редуктор будет периодически влиять на состав смеси. Какой еще способ применяется?

Надежный метод получения защитного сварочного газа

При работе с ответственными соединениями лучше применять готовые сварочные смеси в баллонах. Они готовятся на заводе по производству промышленных газов в специальных смесителях и равномерно перемешиваются.

Заправка газовых баллонов для сварки на таких предприятиях проводится с точным контролем количества и состава смеси. В этом случае состав смеси точен по пропорциям и постоянен во времени, в отличие от метода смешивания газов на рабочем месте с помощью редуктора для сварочной смеси. Состав смесей нормируется соответствующим ГОСТ и стабилен от партии к партии.

Газовые смеси

Подробнее о смесях — у них есть определенный ряд преимуществ перед чистыми глазами а именно:

малое разбрызгивание металла;
хорошая глубина проплавки;
невысокая степень деформации;
уменьшенное потребление проволоки;
быстрая скорость сварки;
высокая эффективность с точки зрения КПД.

Какие бывают смеси?

Газовая смесь НП-1: состоит на 85% из гелия, на 13,5% из аргона, на 1,5% из двуокиси углерода. Обеспечивает ровный, гладкий шов, без оксидной плёнки. Хорошо взаимодействует с тонкими поверхностями, ведь не деформирует их.
Газовая смесь НП-2: состоит на 55% из гелия, на 43% из аргона, на 2% из двуокиси углерода. Обеспечивает низкий уровень шва и быструю скорость сварки. Варить можно материалы любой толщины в любом режиме (в том числе и в автоматическом).
Газовая смесь НП-3: состоит на 38% из гелия, на 60% из аргона, на 2% из двуокиси углерода. Обеспечивает стабильность дуге, низкую степень деформации и разбрызгивания металла. Подходит для сварки поверхностей, толще 9 мм.

В конечном итоге выбор смеси будет зависеть только от конкретного режим работы. Если сварка происходит в автоматических условиях, то лучше выбирать смесь НП-2 или чистый Аргон. Если сварка происходит вручную, то придется выбирать между НП-1 и НП-3. Далее всё зависит от толщины металла который будет свариваться.

Для промышленных предприятий и крупных партий сварок часто разрабатывается собственные смесь, которая удовлетворяет конкретно условиям изделия. Такие смеси на рынке чаще стоят намного дешевле обычных, но приобретать их можно только на свой страх и риск, потому что если она подошла для одной партии, она может не подойти для вашего изделия, а производителю нужно куда-то спихнуть остатки.

Читайте также: