Виды защитных газов для сварки

При сварке газ используется не только в качестве активного вещества. Иногда он выполняет защитную роль, оберегая расплавленный металл от нежелательного взаимодействия с внешней средой. В статье расскажем именно об этих защитных свойствах.

При сварке газ используется не только в качестве активного вещества. Иногда он выполняет защитную роль, оберегая расплавленный металл от нежелательного взаимодействия с внешней средой. В статье расскажем именно об этих защитных свойствах.

В твердом агрегатном состоянии металлы крайне медленно вступают в химические реакции. Чтобы ускорить процесс, прибегают к их расплавлению, но для обеспечения качественного шва при сварке важно создать определенные условия.

Чем обусловлено применение защитных газов

Когда при помощи электрической дуги создают сварочную ванну, углерод, который входит в состав многих сталей, взаимодействует с кислородом из окружающей воздушной среды. Это приводит к тому, что молекулы углерода перемещаются на поверхность расплавленного металла, происходит бурление. После застывания получится пористый негерметичный шов, т.е. соединение окажется непрочным, ненадежным.

Защитные газы, изолируют расплавленные участки металлических конструкций от внешней среды. Благодаря этому:

• не происходит кипения сварочной ванны;
• есть возможность полноценного контроля качества соединения;
• образуется прочный шов.

Дополнительно охлаждается сварочный пистолет. Чтобы не допустить образования кратеров уже после окончания работ, подачу защитной смеси не прекращают одновременно со сваркой. Это связано с тем, что не до конца остывший шов все еще способен вступать в нежелательную реакцию.

Именно поэтому активные защитные газы так широко используются при проведении различных сварочных работ.

Полуавтоматическая и аргонодуговая сварки

Когда при сварке задействован полуавтомат (МИГ/МАГ), то горение дуги происходит между изделием и проволокой, которая поступает с катушки непрерывно. Благодаря этому можно реализовать достаточно длинные швы. Напряжение подается через токосъемный наконечник. Одновременно из сопла горелки, которой управляет мастер, в направлении сварочной ванны поступает газ. При этом нет необходимости постоянно менять электроды. Этот способ не только практичен для электросварщика, но и отличается хорошей производительностью.

Инверторный сварочный аппарат используют при аргонодуговой технологии (ТИГ). Она позволяет, хоть и не так быстро, как полуавтоматическая, надежно соединять металлы минимальной толщины. Здесь вместо проволоки используется вольфрамовый электрод. Он не расплавляется, а значит, есть возможность поддерживать воздушный зазор. Изделия до 0,2 см толщиной сваривают путем расплавления кромок. Если принципиально важно достичь высокой прочности соединения, то вносят различные присадки. Защитная смесь также подается горелкой, которой манипулирует мастер.

Классификация защитных газов

Различают активные, инертные газы и их смеси. Оптимальный вариант выбирают в зависимости от условий, свариваемых материалов, требований к полученному соединению.

• Инертные

Не растворяются в металле, не вступают в химические реакции. Поэтому их используют при работе с различными легированными сталями, сплавами алюминия, магния, т.е. с химически активными материалами.

Чаще всего при MIG/MAG и TIG сварках благоприятную среду создают при помощи:

• гелия;
• аргона.

Могут использоваться и комбинированные составы.

• Активные

Представители этой группы, наоборот, взаимодействуют с обрабатываемым расплавом, растворимы в нем. Для работы со сталями применяют углекислый газ, но т.к. он активен к вольфраму, его используют только при полуавтоматической сварке.

Другие распространенные активные вещества — это водород и азот. Но надо учитывать, что некоторые из них вступают в реакцию только с определенными металлами. Так азот — подходит для черных сталей или алюминия.

• Различные смеси

Популярна смесь аргона и углекислоты (по 80 % и 20 % соответственно) для черных металлов при МИГ/МАГ сварке. Она стабилизирует сварочную ванну, горение дуги, сокращает разбрызгивание, улучшает плотность соединения.

Углубить провар можно в газовой среде такого состава: 40/35 % гелия и 60/65 % аргона.

Основные защитные газы

Аргон (Ar) — тяжелее воздуха, с низким потенциалом ионизации, поэтому:

• гарантирует стабильное горение дуги;
• сокращает ее тепловую мощность;
• скапливается у пола.

Важно регулярно проветривать помещение, потому что снижение содержания кислорода вызывает удушье. Контроль этого показателя осуществляют различными приборами для отбора проб воздуха. Удовлетворительная доля кислорода — выше 20 %.

Производят Ar высшего и первого сорта. Первый используют для работ со сталями, чистым Al. А высший сорт требуется для получения крепких металлоконструкций из редких или цветных металлов, активных сплавов.

Гелий (Не) — невзрывоопасен, не ядовит. Легче воздуха, поэтому лучшую защиту обеспечивает при сварочных работах на высоте. Но имеет большую стоимость и меньше распространен.

Благодаря высокому потенциалу ионизации, при горении энергии выделяется почти в два раза больше, чем при аргоне. Поэтому сварочные работы проходят намного быстрее. Выпускают He трех марок — А, Б, В. Сварочная смесь из аргона и гелия позволяет объединить их достоинства — стабильный уровень горения и глубину проплавления.

Углекислый газ (СО₂) — нетоксичен, не ядовит, но тяжелее воздуха, а значит, будет накапливаться в непроветриваемых помещениях. Относится к окислителям, поэтому активно воздействует на цирконий, алюминий и титан.

Обычно используют углекислоту второго сорта, но важно контролировать количество водяных паров. Если оно превышает норму, то получится поризованное некачественное соединение. Чтобы этого избежать на аппарат дополнительно монтируют специальный осушитель, заполненный влагопоглотителем, например, силикагелем. Для предотвращения образования закупорки редуктора, СО2 необходимо подогревать при выходе из тары. Чаще всего применяется в машиностроении и строительстве.

Азот (N₂) — не горюч, без запаха и цвета. Имеет ограниченную область применения — хорошо зарекомендовал себя при сварочных работах с медью, но для других металлов выступает достаточно вредным веществом.

Кислород (O₂) — способствует снижению поверхностного натяжения металлических элементов, при смешении с аргоном критический ток уменьшается. Удается достичь снижения разбрызгивания и мелкокапельного переноса металла.

Различают три сорта технического кислорода в зависимости от соотношения содержания O2 и различных примесей. Хорошо подходит для сварки черных металлов.

Водород (H₂) — бесцветен, не имеет запаха, но горюч. Взрывоопасен в комбинации с кислородом, поэтому не используется в одиночестве. При смешивании его концентрация не должна превышать 10 % от всего объема.

Сварка с применением водорода требует соблюдения особых предосторожностей и правил пожарной безопасности.

Выбор защитного газа для сварки

Правильный выбор защитного газа — большой вклад в качество полученного шва и его прочность, а также возможность сократить время проведения работ.

В таблице ниже приведены рекомендуемые агенты в зависимости от состава свариваемых конструкций.

Это не окончательный перечень используемых профессионалами газовых сред. В каждом конкретном случае определяется оптимальное соотношение компонентов. Должен учитываться и вид переноса — импульсный, струйный, с короткими замыканиями.

Кроме этого, выбор влияет на расход материалов, способ исправления дефектов, вид последующей обработки шва.

Мы поставляем газовые смеси для сварки, пищевой промышленности мелким и крупным оптом. Производство оснащено современным оборудованием, а при хранении, транспортировке строго соблюдаются требования безопасности. Качество подтверждается сертификатами и нашим многолетним опытом на рынке.