Сварочный процесс с применением углекислого газа относят к разновидности сварки, выполняемой под защитой флюса. Такой тип работ чаще всего осуществляют плавящимися электродами, и этот метод нашёл применение в сфере проведения различного типа монтажных работ, а также используется при ремонте или для восстановления деталей с тонкими стенками.
Согласно требованиям ГОСТ, сварка в углекислом газе выполняется автоматическими или полуавтоматическими сварочными устройствами, которые оснащены горелками, выделяющими углекислотную смесь из сопла. При проведении сварки в углекислой среде важно учитывать, что любые нестандартные держатели должны выдерживать радиальное истечение газа по отношению к оси электрода.
Сущность процесса сварки состоит в том, что работы ведутся под защитой углекислого газа.
Перед проведением работ и пропусканием сварочной проволоки в дюритовый шланг, конец прутка требуется завальцовывать, а сам шланг обязательно проверяют на отсутствие утечек и перегибов, так как в системе должно быть давление для равномерной подачи газа. Такие требования ГОСТ должны соблюдаться неукоснительно. Если не придерживаться установленного режима, то оборудование быстро выйдет из строя, а качество сварки будет неудовлетворительным.
Перед тем как приступить к выполнению сварочных работ, требуется определить нужный для обеспечения качественного сварочного шва диаметр проволоки, чтобы он соотносился с толщиной стыкуемых между собой заготовок, а также выбрать режим сварки.
Согласно выбранному режиму сварки, потребуется определить расход углекислого газа и проверить уровень давления в газовом баллоне.
Для получения разряда электрической сварочной дуги выполняют касание концом сварочной проволоки к поверхности рабочей области заготовок, тогда как выпуск проволоки производят при помощи нажатия кнопки пуска, расположенной на держателе.
В процессе сварки устойчивость электродуги, стойкость её защиты от окисляющего действия кислорода, а также быстрота остывания металла и форма сварочного шва напрямую зависят от правильного перемещения и наклона горелки аппарата относительно рабочей поверхности заготовок.
При сварке с применением углекислой среды улучшается качество сварного шва, снижается напряжение металла после выполнения работ, а также гарантируется прочность соединения между собой заготовок.
Применение углекислоты позволяет следить за сварочным процессом, снижает степень загрязнения рабочей поверхности брызгами расплавленного металла, а также сводит к нулю появление дефектов в сварочных швах.
Автоматическое и полуавтоматическое оборудование для выполнения газоэлектросварки с применением углекислого газа может работать с неплавящимся (вольфрамовым) или плавящимся электродом.
Применяя неплавящийся электрод, готовый сварной шов образуется путём оплавления кромочных частей заготовки, а также за счёт плавления поступающей в зону сварки присадочной проволоки.
При работе с плавящимся электродом он оплавляется во время работы и формирует собой металлический материал для шва.
Для защиты сварочного шва в процессе работы могут быть применены инертные, активные и смешанные газы. Углекислый газ относят к группе активных газообразных веществ.
Выбор газа напрямую зависит от физико-химического состава заготовок, а также исходя из требований, которые будут предъявлены к качествам сварного шва.
Кроме того, газ для сварки выбирают исходя из экономической целесообразности.
Углекислый газ в этом случае является одним из наиболее выгодных с экономической точки зрения из-за низкой себестоимости.
Иногда активный углекислый газ смешивают с другими типами газа. Делают это для более высокой степени устойчивости сварочной дуги, а также для увеличения глубины проникновения в металл в процессе его плавления. Смесь газов с углекислотой увеличивает производительность сварочного процесса, а также усиливает степень перехода металла из сварочного электрода в стыковочный шов.
Рассмотрим наиболее распространенные способы применения углекислого газа для различных вариаций сварки.
- Сочетание аргона и 25% углекислой смеси. Такой состав используют для работы с плавящимися электродами. Добавление к аргону углекислоты позволяет работать с высокоуглеродистыми металлами без образования внутри шва пористой структуры. Кроме того, углекислый газ усиливает стабильность электродуги, повышает эффективность сварки на ветру, улучшает качество шва при работе с тонкостенными заготовками.
- Сочетание аргона с 20% углекислоты и 5% кислорода. Такой газ применяют для работы с плавящимися электродами при сварке легированной или углеродистой стали. Газовая смесь повышает стабильное состояние электродуги, улучшает форму и качество шва и исключает появление пористости.
- Сочетание углекислой смеси и 20% кислорода. Этот состав применяют для сварки плавящимся электродом при соединении заготовок из углеродистой стали. Газовая смесь обладает хорошей оксидной способностью, стимулирует глубокое проникновение электродуги вглубь металла, создает шов хорошей формы и исключает появление пористости.
Для выполнения сварочных работ защитная углекислая смесь в область сварки может поступать центрально или сбоку, если скорость сварки достаточно высокая.
Чтобы сэкономить расход дорогих инертных газов, их потоки разделяют, причём внутренний поток – это инертный газ, а более широкий наружный – это всегда более дешёвый углекислый газ.
Так как сварочный процесс с применением углекислого газа осуществляется автоматическим или полуавтоматическим оборудованием, то выбор расходных материалов будет зависеть от выбора режима и метода выполнения этих работ.
В составе газа – углекислота, газообразное вещество, не обладает цветом, запахом и нетоксично.
Для сварочного процесса используют баллоны чёрного цвета, срок годности такой ёмкости с момента проведения её первой аттестации составляет 20 лет.
Баллоны имеют рабочее давление, равное 70 кгс/ см², а их объём равен 40 л, что соответствует 25 кг жидкого углекислого вещества. Примерно 80-99% баллона занимает углекислота, а остальная часть приходится на долю углекислого газа.
Для маркировки на чёрном фоне баллона делают надпись жёлтого цвета «Углекислота».
Для выполнения высококачественных сварочных работ применяют концентрацию углекислоты не менее 98%, а для наиболее ответственных участков берут 99%-ный состав.
Чем выше содержание углекислоты в газе, тем больше разбрызгивается жидкий металл в процессе сварки.
Для устранения этого побочного эффекта применяют специальные осушители, выполненные из силикагеля, алюминия либо купороса, которые удаляют избыток влаги.
Следующим важным материалом, необходимым для сварки, является электрод. Для работы в среде углекислого газа применяются специальные виды электродов. Дело в том, что сварочная проволока, которая используется для работ под прикрытием флюса, не может быть применима в процессе сварки в углекислой среде.
Для выполнения сварки с двуокисью углерода применяют электроды, в которых имеется повышенное содержание кремния и марганца. Эти металлы легируют сварочную проволоку, делая её более прочной. Толщина электрода зависит от типа аппарата, которым будет выполняться сварка, а также от толщины стыкуемых заготовок.
Выбирая электроды, нужно обратить внимание на то, чтобы их поверхность была чистой, не имела следов коррозии и окалины.
Если в электроде будут посторонние включения, то это отразится на качестве шва, ослабляя его возникновением пористости. Кроме того, электроды с примесями будут способствовать разбрызгиванию жидкого металла. Если требуется очистить электроды перед работой, их можно протравить в растворе серной кислоты 20% концентрации. После травления проволоку нужно прокалить в печи.
Для выполнения сварки нужны и другие комплектующие. Перечень их выглядит примерно так:
- сварочный аппарат;
- трансформатор или инвертор в качестве источника переменного тока;
- газовый баллон и кислородный редуктор;
- подающее газ устройство, куда установлен газовый клапан;
- осушитель (подогреватель) углекислого газа – используется как промежуточное приспособление, соединяющее баллон с горелкой;
- газовая горелка, укомплектованная комплектом кабелей и дюритовыми шлангами.
Чтобы качественно выполнить сварочные работы, необходимо заранее подготовить все необходимые расходные материалы и проверить исправность рабочего оборудования.
В газовом баллоне содержится объём углекислой смеси, которого хватает на 16-20 часов непрерывной работы. Расход углекислого газа напрямую зависит от интенсивности его подачи и объёма сварочных работ.
Перед тем как начать сварочные работы, баллон с газом требуется поставить вертикально и выждать время, чтобы избыток влаги естественным путем мог опуститься на дно ёмкости.
До работы и в процессе её выполнения нужно следить за тем, чтобы давление внутри ёмкости не падало ниже показателя, равного 4-5 кгс/см². Если показатели упадут ниже этих цифр, работу придётся остановить, так как в газовой смеси будет содержаться большое количество влаги, что снизит качество сварочного шва.
Для контроля за расходом углекислой смеси и уровнем её давления на баллоне устанавливают специальный редуктор-расходомер. Наиболее распространены в настоящее время редукторы марок АР-150 и АР-40.
Расход углекислого газа регулируют понижающим действием редуктора – это приспособление при необходимости снижает внутреннее давление в баллоне до 0,5 атм, что позволяет экономно расходовать углекислый газ при выполнении сварочных работ.
Другими словами, давление на входе в редуктор равно давлению в баллоне, и это показывает входной манометр. С помощью регулировочного винта, мембраны и пружин внутри редуктора давление снижается до 0,5 ати (атмосфер избыточных), что показывает манометр на выходе, или 1,5 ата (атмосфер абсолютных).
На самом баллоне есть клапан, который регулирует расход, как водопроводный кран в вашем умывальнике. Таким образом, давление одно, а расход может быть разным.
По мере расхода находящегося в баллоне газа, давление снижается и начинается испарение жидкой углекислоты, т.е. переход из жидкого состояния в газ. Это требует определенной энергии, поэтому газ имеет низкую температуру (как в морозилке вашего холодильника). Для того, чтобы находящиеся в газе частицы влаги не замерзли и не закупорили отверстие редуктора, газ подогревают.
Для того чтобы правильно варить заготовки в домашних условиях, важно соблюдать основные параметры режима сварки и действовать по схеме. Для начинающих сварщиков может оказаться полезной следующая пошаговая инструкция выполнения работ:
- определить полноту заправки баллона с углекислым газом, чтобы рассчитать время работы;
- поместить присадочный припой в подающий механизм;
- проверить исправность роликов, которые нужно подобрать исходя из размеров сварочной проволоки;
- разложить механизм подачи проволоки путём нажатия кнопки управления;
- дождаться выхода проволоки из открытого конца горелки;
- подсоединить баллон с газом с помощью шлангов, места соединений затянуть хомутами;
- зачистить рабочую поверхность заготовок от загрязнений, снять небольшую краевую фаску материала;
- выполнить на отходах металлической стружки пробный вар для настройки параметров аппарата;
- установить горелку под углом 85° относительно заготовки;
- сформировать электродугу и вести её так же, как и при ручной сварке – во время подачи газа металл перестанет брызгать;
- закончив формирование шва, отключить подачу электротока на аппарате;
- остановить подачу сварочной проволоки;
- после начала кристаллизации поверхности сварочного шва перекрыть подачу газа.
Сварка заготовок с применением углекислого газа является одной из наиболее востребованных.
Технология выполнения этой операции зависит от выбранного режима работы сварочного аппарата и его параметров. Результатом выполнения работ будет качественный, ровный и прочный шов, имеющий защиту от коррозии металла.
О сварке электродом в углекислом газе смотрите далее.
Порядок действий при сварке в углекислом газе
Для соединения металлических деталей применяют плавкие и неплавкие электроды. Работы могут выполнять также неопытные сварщики. Сварка в углекислом газе — один из видов флюсового спаивания.
Углекислотный газ
Углекислотная сварка по принципу действия похожа на газовую. Допускается применять методы соединения при помощи защиты или без нее. В место соединения нагнетается углекислый газ. Дуга нагревает детали до критических температур, происходит распад вещества на составляющие, такие как кислород и угарный газ. Результат позволяет защитить сварочный шов от негативных окислений.
Углекислый газ при попадании на материал может окислять железо и углерод. Для защиты от таких явлений рекомендуется применять проволоку, в которой содержится марганцевые и кремниевые частицы. Легирующие элементы могут забирать на себя действие углекислоты. Получаемые сплавы всплывают на поверхность сварочного шва и переходят в шлак.
При помощи одной емкости углекислого газа сварщик может отработать до 15 часов. Используется для соединения металлических деталей и сварки труб. В защитном газе применяется жесткий электрод из вольфрама или графита.
Особенности
В среде углекислого газа полуавтоматическая сварка может проводиться даже новичком. При соединении используется обратная полярность при постоянном токе питания электрической дуги. Если же будет использоваться прямая полярность, то такое явление может привести к потере дуги, ухудшится качество сварочного шва.
При нормальной работе избегают появления брызг расплавленного металла. Однако при необходимости заполнения шва большим количеством металла, может применяться прямая полярность.
Номинальное напряжение сварочной дуги прямо пропорционально диаметру присадочной проволоки, а также толщины стенок металлических деталей. Для больших толщин используют высокие токи.
Скорость подачи проволоки устанавливают в зависимости от электрической дуги.
Защитная среда представлена углекислым газом, вещество не имеет цвета, а также запаха и вкуса. Если при работе не достигается критическая концентрация, то он не вредит рабочему. Не взрывается при открытом огне. При нормальной температуре окружающей среды имеет плотность 1,983 кг/ м3.
Приобрести продукт можно в емкостях объемом 10, 20 и 40 л, в них он находится в сжиженном состоянии под высоким давлением. Перед началом сварки баллон с веществом устанавливают вертикально, в результате скопившаяся влага стекает на дно. Газовым редуктором регулируют подачу в зону соединения.
Технология сварки CO2
После того как оператор выставил на оборудовании требуемые параметры производится сварка углекислотой:
- Перед сваркой соединяемые детали подготавливают. Снимается фаска с края, зачищается поверхность от грязи, масляных пятен, а также лакокрасочных веществ. Применяются щетки из металла и наждачная бумага.
- Заготовки устанавливают в нужное положение и закрепляют.
- Производят пробный шов. Для этого на оборудовании устанавливают постоянный ток малой величины. Наблюдают за металлом. Если подать ток высоких значений может произойти деформация соединяемых деталей.
- Настраивают показатели для диаметра применяемой проволоки и выполняют сварку заготовок.
Соединение производят двумя способами:
- для металла малой толщины дугу ведут углом вперед;
- для деталей большой толщины дуга ведется углом назад.
После окончания работы, подачу защитного газа не прекращают. В первую очередь останавливается привод присадочной проволоки, отключается питания, далее перекрывают углекислоту. Происходит качественная кристаллизация сварочного шва. Сбивают появившуюся на поверхности шлаковую пленку.
Сварка углекислотой
Преимущества и недостатки при сварке в среде CO2
В промышленном производстве и частной мастерской часто требуется соединить заготовки сваркой полуавтоматом в среде углекислого газа. Данный метод распространен в результате некоторых достоинств:
- обработка тонких заготовок;
- сварка сплавов с различными техническими характеристиками, при этом возможно применять разные режимы варки;
- стабильность электрической дуги, в отличие от аналогов;
- надежная защита места соединения от окислительных процессов при воздействии окружающей среды;
- получение качественного и ровного шва;
- применяемая технология является безопасной, полуавтоматическая сварка в газовой среде не вредит исполнителю работ;
- возможность восполнения пустых баллонов с газом.
Недостатки:
- низкие характеристики углекислоты в отличие от смесей других элементов;
- трудности при очистке сварочного аппарата после окончания работ;
- рост цены на комплектующие.
Оборудование и материалы
Для соединения могут применяться следующие виды аппаратов:
- Выпрямители для газовой и газозащитной сварки. Агрегат преобразует ток переменного типа в постоянный. Используется для различных видов работ, с вольфрамовым и графитным электродом.
- Инверторы — источники электрической дуги. Преобразуют энергию сети, способны создавать устойчивую дугу.
Сварочная проволока
В качестве расходного материала необходимо применять проволоку с наличием в составе марганцевых и кремниевых составляющих. Продукт подбирают в зависимости от типа аппарата и параметров заготовок. Подаваемый под давлением углекислый газ взаимодействует с легирующими составляющими.
Сварочная проволока
Углекислый газ
Углекислота для сварки не вредит оператору, не имеет цвета и запаха. Емкости для вещества окрашивают в черный цвет для отличия от других смесей. Внутреннее давление в баллонах достигает значений до 60 кгс/ см2.
При работе углекислотной сваркой получают кислород и угарный газ. Сварочный шов до момента кристаллизации находится пол защитой. Для удаления избыточной влажности применяют осушители, изготовленные из силикагелей, алюминия и купороса меди.
Расход углекислоты при сварке полуавтоматом выставляют на аппарате. Редуктор понижает подачу до 0,5 атмосферы, при этом достигают защиты металла от окисления.
Как правильно варить
Начинающим сварщикам необходимо ознакомиться с алгоритмом выполнения работ на аппарате:
- Вставить присадочную проволоку в приводной механизм. Предварительно проверить исправность роликов, их подбирают по диаметру расходного материала.
- Разложить рукав подачи проволоки, нажав на кнопку. Дождаться выхода конца из горелки.
- Подключить емкость с газом при помощи шлангов, закрепить.
- Кромку металлических заготовок зачистить от грязи и ржавчины, снять фаску под углом.
- Провести пробный вар на отходах металла для настройки параметров.
- Приступив к работе, горелку необходимо держать под углом 80°-85° от плоскости шва.
- Ведут дугу аналогично ручному методу соединения. При подаче газа прекращается окисление шва и разбрызгивание металла.
- Закончив заполнять ванну расплавом, отключить питание на аппарате.
- Прекратить подачу проволоки.
- После кристаллизации шва перекрыть газ.
Данный метод считается одним из эффективных. Технология зависит от режима и параметров. В результате получают качественно проваренный шов без дефектов, защищенном от ржавчины и коррозии.
Процесс сварки плавящимся электродом в углекислом газе
Сварочный автомат для сварки в углекислом газе сохраняет общую конструкцию, описанную ранее, но сварочная головка, помимо подачи электродной проволоки, снабжена устройством (мундштуком) для подачи углекислого газа в зону сварки. В сварочную головку углекислый газ поступает из баллонов с жидкой углекислотой по резиновому шлангу.
Схема сварочной головки для сварки в углекислом газе приведена на рис. 25. Струя газа, вытекая из сопла под небольшим давлением, стабилизирует дуговой разряд, делая его более устойчивым, и увеличивает глубину проплавления, выдувая жидкий металл из-под основания дуги.
Рис. 25. Схема процесса сварки плавящимся электродом в углекислом газе
Применяя повышенное давление углекислого газа, можно проплавлять значительную толщину стали (30—40 мм).
Процесс сварки таким дуговым разрядом требует защиты зрения оператора-сварщика, а также и других лиц, работающих рядом со сварочным постом.
При большой плотности тока перенос электродного металла в сварочную ванну имеет характер струи. Но на самом деле это весьма мелкие капли металла, движущиеся настолько быстро, что их не успевает фиксировать глаз.
Процесс сварки в углекислом газе можно осуществлять не только в нижнем горизонтальном положении, но и в вертикальном и даже в потолочном положениях. Разработаны конструкции автоматов, которые выполняют кольцевой шов труб, двигаясь по шву вокруг трубы, — сварка неповоротных стыков труб.
Сварку изделий из конструкционных и низколегированных сталей ведут проволокой 10Г2С, а для сварки изделий из специальных сталей требуются проволоки более сложного состава.
Рис. 26. Полуавтоматическая сварка плавящимся электродом в защитных газах.
Для сварки в углекислом газе разработаны разнообразные полуавтоматические устройства, в которых движение дугового разряда задается рукой оператора-сварщика (рис. 26).
Сварочные полуавтоматы с газовой защитой имеют небольшой вес, они значительно удобнее в управлении, чем полуавтоматы с флюсовой защитой.
Этот вид сварки весьма производителен и широко применяется в различных отраслях промышленности и строительстве.
Сварка в углекислом газе
Сварка металла в защитной среде углекислого газа считается профессионалами одной из самых эффективных. Особенно когда дело касается соединения тонких по толщине заготовок или деталей.
Именно поэтому сварка в углекислом газе используется для ремонта кузовов автомобилей, минимальная толщина которых составляет 0,5 мм.
К основным достоинствам данного вида сваривания металлов можно отнести:
- достаточно высокую производительность;
- незначительный нагрев свариваемых заготовок, что приводит к минимальному их короблению;
- варить швы можно в любом положении, и это не составляет большого труда, и не влияет на качество конечного результата;
- благоприятные условия проведения сварочного процесса;
- минимальные затраты, так как сам углекислый газ стоит очень дешево.
Проводить дуговую сварку в среде углекислого газа можно ручным способом, при помощи полуавтоматов и автоматов. В небольших цехах по ремонту автомобилей используется именно сварка в среде углекислого газа полуавтоматами. Это удобно, это позволяет регулировать подачу присадочной проволоки в зону сваривания, скорость которой варьируется в пределах 148-600 м/ч.
Режим и техника сварки
На что необходимо обратить внимание, проводя полуавтоматическую сварку в среде углекислого газа.
- Сварка металлов проводится на постоянном токе при обратной полярности. Это когда минус подключается к заготовке, а плюс к электроду. В данном случае с полуавтоматами к присадочной проволоке.
- Силу тока регулируют в зависимости от толщины свариваемых металлов, от скорости подачи присадочной проволоки в зону сваривания и от напряжения электрической дуги.
- Напряжение дуги является очень важной составляющей сварочного процесса. От его значения зависят размеры сварного шва. К примеру, если напряжение большое, то ширина шва в процессе сварки также становится большой.
- Вылет проволоки тоже играет немаловажную роль. Если вылет небольшой, то сварщик плохо видит и сам процесс соединения, и зону сварки. При большом вылете проволоки сварочная дуга дестабилизируется.
Поэтому качество сварки зависит от вылета проволоки из горелки, а также от скорости перемещения последней. Если скорость будет большая, то сварка произойдет прерывистыми участками.
Если малая, то расплавленный металл заполнит не только зазор между заготовками, но и вытечет за его пределы, что приведет к последующей доработке стыка.
К тому же при небольшой скорости появляется вероятность получения прожогов.
Что касается техники при сварке полуавтоматом, то она достаточно проста и не требует каких-то особых манипуляций с горелкой.
В первую очередь перед началом сварочных работ необходимо убедиться, что углекислый газ подается из баллона на горелку.
Для этого нужно всего лишь открыть вентиль на редукторе баллона и подставить ладонь под горелку. Небольшой ветерок говорит о том, что система подачи работает нормально.
Кстати, давление углекислоты в баллоне должно составлять 60-70 кгс/см², что контролируется манометром на редукторе, а вот давление самого газа в горелке показывает второй манометр на редукторе баллона. Его значение должно быть 2,0 кгс/см².
Этот показатель не является абсолютным, потому что сам сварочный процесс может проходить при разных условиях. К примеру, сквозняки в цеху, на открытой площадке.
При таких условиях давление на горелке необходимо поднять, что увеличит расход углекислоты.
Все готово, можно приступать к сварке. Для этого проволоку необходимо выпустить из горелки немного больше, чтобы легко ею можно было бы дотронуться до свариваемого металла для возбуждения дуги.
Конец проволоки устанавливается на поверхность металлической заготовки, после чего сварщик нажимает на кнопку пуск на рукоятке горелки. Происходит поджиг дуги, после чего проволока убирается до необходимого размера.
Открывается вентиль на редукторе баллона с углекислым газом, производится подача углекислоты в зону сварки.
В процессе углекислотной сварки горелку можно перемещать в любом направлении. Здесь важно, чтобы для сварщика данное направление было удобным. То есть, он смог бы отслеживать и контролировать сварочную операцию. При этом горелка должна располагаться под углом 60-70° по отношению к свариваемой поверхности заготовок.
Специалисты же отмечают различия направления сварки и угла наклона проволоки. К примеру, если варить слева направо, то горелку лучше держать углом назад. Если справа налево, то углом вперед.
В первом случае глубина сваривания резко увеличивается, а вот ширина сварного шва заметно уменьшается. Во втором случае, наоборот, глубина проварки уменьшается, а ширина шва увеличивается.
Последний вариант лучше всего подходит к сварке тонкостенных металлических деталей.
Внимание! Завершать сварочный процесс необходимо полным заполнением кратера расплавленным металлом. Подачу проволоки после этого нужно прекращать, а вот с отключением газа лучше повременить. Здесь важно, чтобы расплавленный металл в сварочной ванне остывал постепенно. Поэтому стоит немного поддержать температурный режим до того, пока металл не застынет.
Особенности процесса сваривания
Сварка в углекислом газе полуавтоматом – это практически тот же процесс, что и сварка под флюсом. Все дело в том, что не все металлы могут свариваться без защитного слоя. Но сваривание углекислотой – это в первую очередь дешево, потому другие виды сварки полуавтоматами также имеют высокое качество конечного результата.
В чем суть применения углекислого газа. Он защищает зону сварки от окружающего воздуха, в котором присутствует влажность и кислород.
Но под действием высоких температур углекислота распадается на тот же кислород и угарный газ. Так вот этот кислород начинает взаимодействовать с металлом, окисляя его. Что, конечно, не очень хорошо.
Вот почему так важно нейтрализовать окисляющий химический элемент.
Это можно сделать одним единственным способом – подавать в зону сварки металл, в состав которого входят раскислители. А это кремний или марганец. Так как эти два металла более активны, чем железо, то они первыми и вступают в реакцию с кислородом.
Поэтому для сварки в углекислоте используется стальная проволока, в состав которой входят два эти элемента. Это очень важный момент. При этом считается, что оптимальное соотношение марганца к кремнию в составе присадочной проволоки должно быть 1,5-2,0.
То есть, марганца должно быть почти в два раза больше.
Самое главное, что при взаимодействии кислорода с марганцем и кремнием образуются оксиды этих металлов. Они не растворяются в жидком расплавленном металле, образованном в сварочной ванне. Но хорошо взаимодействуют друг с другом, превращаясь в шлак, который легко выводится из зоны сваривания. Вот несколько особенностей сварки в углекислом газе.
Комплектность оборудования
Сварочный пост комплектуется нижеследующим оборудованием и принадлежностями.
- Источник постоянного тока. Это может быть сварочный трансформатор или инвертор. Второй источник поддерживает стабильную дугу.
- Газовый баллон вместимостью 40 литров, куда может поместиться углекислый газ весом 25 кг. Его спокойно хватит на непрерывную работу в течение 15 часов.
- Подающий механизм. Сегодня производители предлагают огромнейший ассортимент этого устройства, так что выбрать есть из чего. К примеру, очень популярная модель А-547-У. Механизм подачи располагается в небольшом металлическом чемоданчике, который легко переносится. Некоторые модели снабжаются ремнем для переноски на плече. В чемоданчик помещается и катушка с проволокой. Сюда же установлен газовый клапан, как вторичный защитный элемент. Первый, понятно, редуктор на баллоне.
- Промежуточным элементом от баллона до горелки – осушитель (подогреватель электрический) газа.
- Горелка с комплектом шлангов и кабелей.
Итак, сварка металлических заготовок в среде защитного углекислого газа – эффективный способ сваривания. Он зависит от выбранного режима работы и техники проведения процесса. А в качестве конечного результата получается хорошо сформированный шов с отличным проваром по всей глубине зазора, плюс великолепные технические свойства наплавленного металла.
Простым языком об полуавтоматической сварке в среде углекислого газа — чего нельзя делать никогда?
Сварка в углекислом газе считается одним из самых популярных видов сварочных работ. Высокую эффективность и производительность она показывает при соединении тонкостенных металлов, что особенно важно при ремонте и изготовлении автомобилей.
Этот способ имеет свои преимущества и недостатки, а при его использовании необходимо учитывать специфические особенности технологии.
Особенности
Рассматриваемый способ относится к дуговой сварке в защитной среде, в качестве которой используется углекислый газ. Его принцип действия основан на механизме электродуговой сварки, но имеет и определенные отличия. Углекислый газ защищает сварочную зону от воздействия воздуха, что позволяет отказаться от использования флюса.
Основное отличие сварных работ в углекислой среде от других аналогичных технологий связано с особенностями данного газа. При нагреве он разлагается на 3 составляющие – окись углерода, угарный газ и кислород.
[stextbox id=’warning’]Углеродные соединения исполняют защитную роль, но образующийся кислород нивелирует ее, окисляя расплавленный металл.[/stextbox]
Устраняется негативное явление простым способом – в сварочную зону вводится дополнительный элемент, имеющий в своем составе активный раскислитель. Он входит в реакцию с кислородом и надежно нейтрализует его.
Эффективными раскислителями являются кремний и марганец. Эти элементы вводятся в состав стальной, присадочной проволоки, которая вводится в зону сварки.
Образующиеся окислы не проникают в расплав, а выпадают в виде шлака, который легко удаляется после завершения работ.
Сварку в углекислом газе выгодно отличают следующие достоинства: повышенная производительность, малая температура разогрева металла, возможность проведения в работ в разном положении и различных условиях, низкая стоимость.
С помощью этого способа легко свариваются тонкостенные листы. Весь процесс можно контролировать визуально.
Разновидности
Сварка в углекислом газе может осуществляться в ручном, полуавтоматическом и автоматическом режиме. Соответственно выделяются несколько основных ее разновидностей.
Механическая
Весь процесс производится вручную с соблюдением таких правил:
- Сварка обеспечивается на постоянном токе с обратной последовательности («плюс» — на электроде, «минус» — на свариваемой детали). Сила тока устанавливается с учетом толщины заготовки и электрического напряжения.
- Напряжение дуги выдерживается в пределах 16-22 В в зависимости от размеров сварного шва.
- Присадочная проволока выбирается в пределах 0,5-2,4 мм. Чем больше толщина заготовки, тем больше диаметр проволоки. Горелка ведется на высоте 12-20 мм от поверхности заготовки.
- Углекислый газ подается под давлением 0,15-0,25 атм.
Полуавтоматом
Для проведения полуавтоматической сварки применяются специальные аппараты (ПДШ-500, ПШ-54, А-547-Р и т.п. В них обеспечивается автоматическая подача присадочной проволоки с установленной скоростью. Сварочный ток регулируется в широких пределах – от 50 до 250 А.
Автоматическая
Современные аппараты позволяют автоматизировать все процессы – подачу углекислого газа и присадочной проволоки, движение и фиксацию в нужном положении электрода и горелки, контроль параметров дуги. Сварка осуществляется на большой скорости.
По способу формирования сварочного шва выделяются такие технологические приемы:
- частые, но короткие касания;
- крупнокапельный перенос;
- непрерывная дуга.
Выбор типа сварки осуществляется с учетом назначения заготовок, их размеров и особых требований к качеству шва.
Необходимые материалы
Дуговая сварка обеспечивается электродами. Используются следующие механизмы образования дуги:
- независимая дуга между двумя неплавящими электродами;
- зависимая дуга, формируемая неплавящимся или плавящимся электродом.
Первый вариант применяется крайне редко, и только при соединении тонких листов.
Основные типы электродов:
- Неплавящиеся электроды. Они предназначены только для формирования дуги, а потому дополнительно потребуется введение присадочной проволоки. Наиболее часто используются графитовые, угольные, вольфрамовые электроды.
- Плавящиеся или покрытые электроды. Они представляют собой твердый, прочный стержень, покрытый «расходным» материалом. Покрытие при нагреве плавится и участвует в сварочном процессе в качестве присадки. Выделяются такие марки электродов, как ЦИ-7 и УОНИИ-13/55.
Наибольшее распространение при сварке в углекислом газе находят плавящиеся электроды в виде проволоки. С учетом особенностей процесса широко используется низкоуглеродистая, стальная проволока с повышенным содержанием марганца и кремния марок Св-08ГС и Св-08Г2С диаметром от 0,5 до 3,5 мм. Вылет проволочного электрода определяет длину дуги, которая выдерживается в пределах 2-4 мм.
Расход в работе
При планировании сварочных работ важно правильно определить потребность в углекислом газе, т.е расход его в процессе сварки. Он во многом определяется силой сварочного тока и диаметром присадочной проволоки. Можно привести такие средние значения скорости расхода газа:
- при диаметре до 1 мм и токе 50-150 А – 8,5-9 л/мин;
- при диаметре 1,1-1,2 мм и силе тока 110-240 А – 10-11,5 л/мин;
- при диаметре 1,3-1,4 мм и токе 125-330 А – 13-14,5 л/мин;
- при диаметре 1,5-1,6 мм и токе 220-370 А – 14,8-17,5 л/мин;
- при диаметре до 2 мм и токе 20-480 А – 18,5-21 л/мин.
Зависит расход и от толщины свариваемого металла. Так для тонких листов (1-1,6 мм) средний расход газа при сварке полуавтоматом не превышает 6-9 л/мин. При толщинах изделий, превышающих 1 см, скорость расхода превышает 19-20 л/мин.
[stextbox id=’info’]Расход повышается при проведении сварки на открытом воздухе.[/stextbox]
Загрузка...
