Углекислотная сварка: баллоны, сварочные аппараты,

Сварка в среде углекислого газа имеет свои плюсы и минусы. Из преимуществ нужно выделить узкую зону термического воздействия на металл

Режим и техника сварки

На что необходимо обратить внимание, проводя полуавтоматическую сварку в среде углекислого газа.

  1. 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.
  2. Силу тока регулируют в зависимости от толщины свариваемых металлов, от скорости подачи присадочной проволоки в зону сваривания и от напряжения электрической дуги.
  3. 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.
  4. 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.

Общая информация

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

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.

Специфика технологии

Сварка в атмосфере углекислого газа — разновидность электродуговой. Постоянный разряд электродуги выделяет большое количество тепловой энергии, которая разогревает и расплавляет металл заготовки. Ток идет через заготовку, воздушный промежуток и неплавкий вольфрамовый электрод.

Сварочный материал в виде проволоки подается в рабочую зону отдельно, она не служит проводником. Подача осуществляется с постоянной скоростью подающим механизмом, встроенным в полуавтоматический сварочный аппарат.

Для того, чтобы защитить сварочную ванну от воздействия кислорода и водорода воздуха, а также водяных паров, в рабочую зону подается защитная атмосфера, состоящая из углекислого газа. Его облако вытесняет воздух и предотвращает нежелательные химические реакции

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.

Способы

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.

Где применяется углекислотная сварка

Сварочные аппараты имеют свои отличительные особенности, обуславливающие специфическую среду применения данного вида обработки. Таким полуавтоматом пользуются при обработке металлов, различных конструкций или изделий из металлов.

Агрегат применяют профессиональные слесари или автолюбители в таких отраслях производства, как:

  • машиностроение;
  • приборостроение;
  • ремонт, обслуживание авто;
  • создание литых изделий.

Углекислотная сварка зарекомендовала себя в судостроительной индустрии, при сварке котлов, строительстве трубопроводов.
Высокоэффективна эта технология там, где требуется нанесение повышенного количества швов на квадратный метр при изготовлении различных конструкций. Это могут быть, например, двери, ворота, калитки, решетки, перила, прочие бытовые конструкции. Также данный вид обработки используется при соединении стальных листов углеродистой стали самой разной толщины.

Процесс сварки

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.

Работа полуавтоматом в углекислой среде

Использование сварочного полуавтомата с углекислотой должно осуществляться в соответствии с определенными требованиями и правилами. Его выбор производиться в зависимости от показателей толщины обрабатываемых металлических заготовок в индивидуальном порядке для каждого образца оборудования.

С главными показателями режимов, которые могут применяться при углекислотной сварке, можно ознакомиться в таблице на рисунке ниже.

Фото: таблица режима в среде углекислого газа

Исходя из параметров, которые указаны в таблице, можно сделать следующие важные выводы:

  • Показатель глубины провара во время проведения электродуговой сварки в среде углекислого газа сильно возрастает во время увеличения силы рабочего сварочного тока;
  • Показатель мощности дуги в области сварки напрямую может зависеть от ее длины;
  • Выбор наиболее подходящего темпа подачи проволоки определяется стабильностью дуги при наличии фиксированного напряжения питания;
  • Правильный выбор размера рабочей части электрода оказывает влияние на качество дуги. Если этот показатель будет увеличиваться, то свойства дуги и сварного шва будут сильно ухудшаться.

Если будет наблюдаться сильно короткий стержень, то процесс наблюдения под защитной маской будет достаточно затруднен. Все это может привести к частому выгоранию контактного наконечника.

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.

Дефекты швов, причины их возникновения

Классификация возможных дефектов приведена в ГОСТ 30242-97, они подразделены на такие группы:

  1. Растрескивание поверхности шва.
  2. Кратеры, полости, свищи и раковины от усадки металла.
  3. Вкрапления твердых частиц.
  4. Не проварка или не сплавление участков шва.
  5. Нарушена форма сварного шва.
  6. Другие дефекты.

Причинами появления таких негативных факторов может быть нарушение приемов при подготовке, сборке, термообработке соединений, а также низкая квалификация исполнителя или небрежности в работе.

Возможные дефекты, возникающие на сварном соединении металлов.

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.

Сила тока при сварке

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.

Увеличение вылета электрода

Техника безопасности

Использование защитного газа сопряжено с рисками возникновения таких опасных ситуаций:

  • отравление сварщика при работе в закрытых резервуарах;
  • взрыв баллона при неконтролируемом росте давления.

С учетом этих рисков были разработаны правила безопасности. При перевозке емкостей с газом необходимо:

  • размещать все изделия на специальном поддоне;
  • удерживать емкости в вертикальном положении;
  • снабжать тару резиновыми кольцами, предотвращающими утечку газа.

При заправке и хранении соблюдают следующие правила:

  • в помещениях должны быть установлены датчики газа;
  • не допускается превышение нормативного объема;
  • температура баллона не должна повышаться при заправке;
  • нельзя касаться съемных элементов емкости без защитных рукавиц.

При работе в закрытом пространстве необходимо:

  • постоянно контролировать уровень СО2 в воздухе;
  • проветривать помещение или надевать подающую кислород изолирующую маску;
  • работать с напарником (второй человек должен находиться за пределами резервуара).
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...