Правила сварки в среде углекислого газа

Сварка в углекислом газе

Советскими исследователями К.В.Любавским и Н.М.Новожиловым в начале 50-х годов был разработан способ сварки в защитной среде углекислого газа, который в настоящее время  нашел широкое применение во всех странах мира.

Сущность процесса сварки в углекислом газе заключается в следующем. Поступающий в зону сварки углекислый газ защищает ее от вредного влияния атмосферы воздуха.

Причем при высокой температуре сварочной дуги углекислый газ частично диссоциируется на окись углерода и кислород 2С02↔2СО + O2.

Вследствие того, что температура дуги не везде одинакова, неодинаков и состав газовой смеси в зоне дуги. В центральной части, где температура дуги высокая, углекислый газ диссоциирует почти полностью.

В области, прилегающей к сварочной ванне, количество углекислого газа преобладает над суммарным количеством кислорода и окиси углерода.

Все три компонента газовой смеси защищают металл от воздействия воздуха, в то же время окисляют его как при переходе капель электродной проволоки в сварочную ванну, так и на поверхности:

Порядок и интенсивность окисления элементов зависят от их химического сродства к кислороду. Вначале окисляется кремний, имеющий большее сродство к кислороду, чем другие элементы. Окисление марганца также происходит значительно интенсивнее, чем окисление железа и углерода.

Следовательно, нейтрализовать окислительный потенциал углекислого газа можно введением в присадочную проволоку избыточного кремния и марганца, В этом случае погашаются реакции окисления железа и образования окиси углерода, но сохраняются защитные функции углекислого газа в отношении атмосферы воздуха.

Качество наплавленного металла зависит от процентного содержания кремния и марганца в сварочной проволоке (при условии наличия необходимого количества углекислого газа). Хорошее качество наплавленного металла при сварке углеродистых сталей гарантируется тогда, когда в составе проволоки соотношение Мn к Si составит

Мn/ Si = 1,5 / 2

Образовавшиеся окислы кремния и марганца не растворяются в  жидком металле,  а  вступают во   взаимодействие друг с другом, образуя легкоплавкое соединение, которое в  виде  шлака  всплывает  на  поверхность   сварочной   ванны.

Техника и режимы сварки. Прихватку деталей из углеродистых сталей под сварку в углекислом газе осуществляют либо электродами типа Э42 или Э42А, либо полуавтоматической сваркой в углекислом газе. Прихватку деталей из легированных сталей выполняют электродами соответствующего назначения.

При сборке выдерживают одинаковые зазоры, которые в стыковых соединениях не должны превышать 1,5 мм.

Смещение свариваемых кромок относительно друг друга не должно превышать 1 мм для толщин 4—10 мм и 10 % толщины для толщин более 10 мм. Схема общего вида сварочного поста показана на рис. 1.

Рис. 1. Схема поста полуавтоматической сварки тонкой электродной проволокой в углекислом газе: 1 — держатель; 2 — подающий механизм; 3 — кнопка включения; 4 — защитный щиток; 5 — манометр на 0,6 МПа; 6 — переходной штуцер для установки манометра; 7 — кислородный редуктор с манометром высокого давления; 8 — осушитель газа; 9 — подогреватель газа; 10 — баллон с углекислым газом; 11 — сварочный выпрямитель (или генератор); 12 — пульт управления.

Сварку в углекислом газе выполняют во всех пространственных положениях, вертикальные и потолочные швы выполняют на малых токах и проволокой небольшого диаметра.

Параметрами режима сварки в углекислом газе являются род и полярность тока, диаметр электродной проволоки, величина сварочного тока, напряжение дуги, расход углекислого газа, вылет и наклон электродной проволоки по отношению к свариваемому изделию.

При сварке применяют постоянный ток обратной полярности. Величину сварочного тока и диаметр электродной проволоки выбирают в зависимости от толщины металла и положения шва в пространстве. В табл. 1 показаны приемы перемещения конца электродной проволоки при сварке стыкового соединения в нижнем положении.

Слой шва	Приёмы перемещения электродной проволоки	Ориентировочные размеры колебаний электродной проволоки, мм
Первый	Возвратно-поступательное	a	b
3 — 10	—
Средний	По вытянутой спирали	4 — 20	4 — 15
Верхний	Змейкой	3 — 6	10 — 30

Материалы и оборудование. Углекислый газ имеет следующие особенности:

• при повышении давления превращается в жидкость;
• при охлаждении без давления переходит в твердое состояние — сухой лед;
• сухой лед при повышении температуры переходит непосредственно в газ, минуя жидкое состояние.

Для сварки применяют углекислоту по ГОСТ 8050 — 76, поставляемую в баллонах в жидком состоянии. При испарении 1 кг жидкой углекислоты при 0°С и 760 мм рт. ст. образуется 506,8 л газа. В стандартный баллон емкостью 40 л заливают 25 кг жидкой углекислоты, что составляет 12,67 м3 газа. Вредными примесями в углекислом газе являются азот и влага.

Влага удаляется из газа осушителем, который заполняется силикагелем, алюминием или медным купоросом, которые перед заправкой в осушитель необходимо прокалить при температуре 250 —300°С в течение 2 — 2,5 ч.

Рис. 2. Приспособление для удаления влаги из баллонов с углекислотой

Рекомендуется также для снижения влажности углекислого газа баллон с углекислотой ставить вентилем вниз (рис. 2) и дважды через 15 — 20 мин после опрокидывания баллона спускать воду. Сварочная проволока применяется в зависимости от марки свариваемой стали. В табл. 2 приведены некоторые марки сварочных проволок, применяемые при сварке различных сталей.

Таблица 2. Применение марок проволоки для сварки сталей различных марок

Марка	Применение
Св-08ГС	Для сварки углеродистых и низколегированных сталей на токах 300 — 400 А
Св-08Г2С	Для сварки углеродистых и низколегированных сталей на токах 600 — 750 А
Св-10ХГ2С	Для сварки низколегированных сталей повышенной прочности
Св-08ХГ2СМ	Для сварки теплоустойчивых сталей типа 15ХМА
Св-08ХГСМФ	Для сварки теплоустойчивых сталей типа 20ХМФ
Св-08Х3Г2СМ	Для сварки стали 30ХГСА
Св-08Х14ГТ; Св-10Х17Т	Для сварки хромистых сталей типа Х13, Х17
Св-06Х19Н9Т	Для сварки коррозионностойких сталей марок 0Х18Н10, 0Х18Н9
Св-08Х19Н10Б	0Х18Н9Т и 0Х18Н10Т

Полуавтоматы. Для сварки в углекислом газе применяют следующие полуавтоматы: ПШП-10, А-547, А-537,  сварочную головку ТСГ-7 для сварки труб и другое оборудование.

Полуавтомат ПШП-10 предназначен для дуговой сварки углеродистых нержавеющих и жаропрочных сталей, алюминиевых сплавов и других металлов плавящимся электродом в среде защитных газов. Полуавтомат позволяет выполнять сварку постоянным током. В его комплект входят катушка с кронштейном и шкаф с электроаппаратурой.

Полуавтомат А-547 предназначен для сварки тонкой электродной проволокой диаметром 0,8—1,0 мм.

Полуавтомат А-537 предназначен для сварки электродной проволокой диаметром 1,6 — 2 мм.

Источник: http://build.novosibdom.ru/node/334

Дуговая сварка в среде углекислого газа в сравнении с газовой сваркой обладает следующими положительными качествами: — узкой зоной нагрева, в связи с чем свариваемые детали не подвергаются значительным тепловым деформациям и получают незначительное тепловое воздействие на соседние детали; не требуется тепловой изоляции околосварочной зоны; лакокрасочное и антикоррозионное покрытия разрушаются в меньшей степени, снижается опасность их воспламенения; — уменьшается объем подготовительных, правочных и доводочных работ перед окраской; — увеличение скорости проведения сварочных работ, благодаря быстрому плавлению электрода; — улучшение механических характеристик сварных швов (прочность, ударная вязкость и т. д.) при соединении деталей; — получение качественного шва даже при сварке недостаточно тщательно очищенных и подогнанных друг к другу поверхностей свариваемых деталей;

— получение качественного шва при сварке листов различной толщины.

Точечная сварка, выполненная в среде защитных газов, дополнительно обладает следующими преимуществами: — возможностью осуществления односторонней сварки, когда затруднен или невозможен подход ко второй детали;

— неизменно высокой прочностью сварных точек, в том числе при наличии воздушных зазоров и остатка краски между листами.

При таком виде сварки в зону дуги подают защитный газ, струя которого, обтекая электрическую дугу в зоне сварки, предохраняет металл от воздействия воздуха окружающей среды, окисления и азотирования.

В качестве защитного газа используют химически неактивные (инертные) газы, такие, как аргон, гелий или их смеси (способ MIG), или активные газы (С02 и различные газовые смеси, оказывающие химическое воздействие на расплавленный металл в зоне сварки; способ MAG).

Способ MAG, предназначенный для сварки малолегированных и углеродистых сталей, в частности панелей кузова, благодаря высокой эффективности нашел широкое распространение при ремонте кузовов легковых автомобилей.

Наиболее дешевым и приемлемым защитным газом при ремонте кузовов является С02, хотя газовые смеси, состоящие из Аг и С02 (например, 80…90% Аг 20… 10% С02) или из Аг, С02 и 02 (например, 80% Аг, 15% С02 и 5% 02), позволяют получить сварочный шов более высокого качества, чем при сварке в среде С02.

Поскольку углекислый газ не является абсолютно нейтральным, то с целью уменьшения окислительного действия свободного кислорода, применяют электродную проволоку с повышенным содержанием раскисляющих присадок (марганца — Г, кремния— С) типа Св-08ГС-0 или Св-08Г2С-0 по ГОСТ 2246—70*. Таким образом достигается равнопрочность сварного шва и основного металла.

Диаметр проволоки 0,8 мм для сварки панелей кузова выбран как оптимальный для основных толщин металла и нагрузок на сварочные полуавтоматы.

Преимущества дуговой сварки в среде защитных газов по сравнению с газовой сваркой заключаются в следующем: — процесс подачи плавящегося электрета механизирован; — в 5 раз выше скорость сварки тонколистовой стали; в 4 раза уменьшена зона термического влияния на свариваемых деталях; — шов получается качественнее по внешнему виду и механическим свойствам; — дефицитный карбид кальция и кислород заменены более дешевым углекислым газом; снижен расход материалов; — деформация металла сведена к минимуму, и поэтому упростилась обработка сварочного шва;

— снижены вредные выделения газов при сварке. Общим положением для проведения сварочных работ на всех режимах является надежное соединение заземляющего кабеля с кузовом. Место закрепления зажима выбирают на минимальном удалении от места сварки и зачищают до металла от краски, ржавчины или мастики.

Сварочные полуавтоматы позволяют выполнять шов во всех пространственных положениях, что является важным обстоятельством при ремонте кузова легкового автомобиля. Места кузова и кузовные детали, подлежащие сварке, очищают от масла, краски, ржавчины и т. д.

Подготовка кромок для сварки при соединении деталей внахлест должна обеспечить хороший электрический контакт. Контакт должен обеспечиваться между проволочным электродом и первым листом, между двумя наложенными друг на друга листами и между нижним листом и массой. Величина нахлестки зависит от толщины металла свариваемых деталей и равна пятнадцати толщинам верхнего листа.

На лицевых панелях кузова для улучшения его внешнего вида в месте сварки после вырезки поврежденной зоны выполняют параллельную отбортовку кромки. Вырезанную новую деталь подгоняют в углубление, выполненное отбортовкой.

Если соединяют бывшие в употреблении элементы деталей, то необходимо очистить сопрягаемые поверхности от краски, противошумной мастики и других частиц по всей ширине отбортовки.

Соединяемые детали устанавливают и закрепляют друг к другу тисочными зажимами или струбцинами и выполняют сварку.

Рис. 1. Зависимость силы тока и скорости подачи проволоки от толщины свариваемых деталей при диаметре сварочной проволоки 0,8 мм

Увеличение напряжения более 23В приводит к возрастанию разбрызгивания и сильному окислению металла шва, снижению стойкости к образованию пор.

При снижении напряжения менее 17В затрудняется возбуждение электрической дуги и, как следствие, ухудшается формирование сварочного шва. Режим сварки выбирают по зависимости, представленной на рис. 1.

Виды сварочных соединений зависят от конструктивного расположения элемента, доступности к соединяемым деталям, их назначения в конструкции кузова и толщины свариваемых деталей. Сварку осуществляют сплошным, прерывистым или точечным швом, а также по выполненным отверстиям.

Рис. 2. Сварка: 1 — сплошной шов; 2 — внахлестку по отверстиям

Перед сваркой подсоединяют заземленный провод. При его отсутствии электрическая дуга не возникает и проволока, разматываясь, отталкивает горелку. Перед началом сварки необходимо проверить, чтобы электродная проволока выходила из сварочной горелки на 8…10 мм. Этого достигают нажатием на пусковую кнопку. Лишнюю проволоку удаляют бокорезом.

После проверки правильности подгонки соединяемых деталей и надежности их фиксации конец электродной проволоки направляют к кромкам соединяемых деталей. При контакте проволоки со свариваемой деталью сварщик одевает каску, включает привод горелки, и начинается процесс сварки.

Происходят одновременное горение электрической дуги, подачи защитного газа и проволоки в горелку. В процессе сварки сварщик располагается так, чтобы были хорошо видны расплав металла и положение соединяемых кромок.

Для обеспечения большей ровности шва, сварочную горелку держат двумя руками.

При сварке внутреннего угла для лучшего распределения металла горелку покачивают в боковом направлении.

Если между свариваемыми кромками имеется зазор или в процессе сварки прожигается отверстие, то горелку на короткое время задерживают на одном месте.

Остановку горелки на более длительное время выполняют с целью удержания расплавленного металла от стекания на обратную поверхность шва. Вертикальный шов всегда ведут сверху вниз.

Регулирование напряжения и скорости подачи проволоки производят в зависимости от толщины свариваемых деталей, типа соединения и диаметра электродной проволоки. Если параметры сварки подобраны правильно, то дуга сопровождается легким потрескиванием.

При больших значениях напряжения сварки и скорости подачи проволоки происходит быстрое расплавление и образуются отверстия. Если напряжение нормальное, но скорость подачи проволоки мала, то сварочный шов получается выпуклым или плохо проваренным.

В данном случае горение дуги сопровождается не потрескиванием, а шипением, и проволока плавится в виде крупных довольно медленно плавящихся капель.

Если скорость подачи проволоки нормальная, а напряжение слишком высокое, то потрескивание дуги становится медленнее, происходит более быстрое расплавление в глубину, что приводит к прожиганию отверстия.

При нормальной скорости подачи проволоки, но низком напряжении дуга сопровождается нормальным потрескиванием, сварочный шов получается выпуклым с небольшим непроваром и более узкий.

Если напряжение и скорость подачи проволоки недостаточны, то плавление металла происходит в виде крупных, относительно медленно плавящихся капель.

Потрескивание становится более медленным с легким шипением, а сварочный шов получается узким и плохо проваренным.

Перед окончательной сваркой производят прихватку установленных деталей, которая заключается в соединении панелей точками по углам и в местах перегиба металла. При необходимости, когда выполняют соединение большой длины, прихватку осуществляют дополнительно на расстоянии 40…50 мм друг от друга.

Затем снимают фиксирующие устройства, а получившиеся сварочные точки шлифуют до уровня основного металла. После производят окончательную сварку деталей сплошным швом. Для уменьшения влияния температурных деформаций и короблений сварку соединений большой длины проводят “вразбежку”, т. е.

меняют место сварки между двумя прихватками по длине свариваемых деталей. Сначала проваривают участок между ближайшими точками, а затем между двумя другими, расположенными как можно дальше от предыдущих.

Таким образом, короткими участками, максимально удаленными друг от друга, проваривают весь шов.

Сварку прерывистым швом на тонколистовом металле выполняют при большом зазоре в соединяемых деталях, имеющих большие открытые поверхности (крылья), с целью исключения прожога.

Уменьшение передачи теплоты металлу достигают периодическим прерыванием на 0,3 с подачи сварочной проволоки.

При наличии подачи защитного газа и сварочного тока, но отсутствии подачи проволоки дуга гаснет и сварочная ванна остывает.

Все основные манипуляции со сварочной горелкой и приемы сварки выполняют аналогично, как и при режиме непрерывной сварки.

Точечная сварка возможна во всех пространственных положениях, в том числе и в труднодоступных. Для этого вида сварки применяют газовое сопло с боковыми отверстиями на конце.

Перед выполнением точечной сварки с использованием полуавтоматов для сварки в среде углекислого газа выполняют следующие подготовительные работы: — устанавливают диаметр электродной проволоки 0,6 или 0,8 мм; — снимают сопло и контактную трубку, предназначенные для непрерывной сварки, и на их место устанавливают более короткую контактную трубку и сопло, используемые для точечной сварки. Газовое сопло устанавливают на 10…15 мм впереди мундштука для создания необходимого расстояния до поверхности свариваемых деталей. Конец сопла для точечной сварки имеет форму двух-, а иногда трехступенчатого усеченного конуса, предназначенного для прижатия к поверхности детали и обеспечения выхода углекислого газа; — отрезают конец электродной проволоки заподлицо с торцом сопла; — открывают кран баллона с углекислым газом и регулируют его расход для точечной сварки; — регулируют напряжение и скорость подачи электродной проволоки согласно режиму точечной сварки. Значения этих параметров намного выше, чем при непрерывной сварке панелей такой же толщины; — устанавливают переключатель сварочного аппарата в положение “Сварка точками”; — настраивают регулятор на время, которое определяет продолжительность подачи проволоки. Время сварки устанавливают 0,3…3,0 с;

— соединяют с массой нижнюю панель, зачищенную до чистого металла.

При включении контактора осуществляется подача газа, а при его размыкании появляется дуга и механизм подачи проволоки перемещает ее в течение установленного времени.

Образовавшаяся дуга прежде всего расплавляет металл верхней детали, а затем, пронизав жидкий металл верхней детали, расплавляет металл нижней детали.

В случае если сварщик не уберет быстро горелку или регулятор времени не остановит подачу электродной проволоки, подачу газа и электрического тока, то металл прожжется насквозь. Если режим выбран правильно, то на противоположной стороне нижней детали будет заметен небольшой прилив в центре точки. Далее перемещают горелку и аналогично выполняют следующие точки.

Перед сваркой панелей кузова предварительно пробуют выполнить несколько точек на отходах листов из металла той же толщины, что и металл свариваемых деталей.

Если величины напряжения, скорости подачи электродной проволоки и времени являются оптимальными, то сварочная точка имеет небольшую выпуклость, а на обратной стороне детали заметен центр провара. Если точка не проварена, то следует увеличить время сварки.

При определении разовой подачи проволоки ориентировочно пользуются соотношением: что на каждые 0,1 мм толщины детали, с которой контактирует сопло, подача проволоки должна быть 15 мм.

Получившуюся выпуклость сварочных точек зачищают обычными механическими способами.

При изменении напряжения и скорости подачи проволоки и постоянном времени подачи проволоки получают следующее качество сварочной точки: — если напряжение и скорость подачи проволоки очень высокие, то интенсивное плавление приводит к прожиганию отверстий в детали, а проволока в горелке расплавляется до уровня контактной трубки.

В противном случае точка слишком расплывчата с очень глубоким проваром; — если напряжение нормальное, но маленькая скорость подачи проволоки, то сварочная точка получается узкой, металл нижней детали слабо или совсем не расплавлен; — если скорость подачи проволоки нормальная, а напряжение высокое, то точка расплывчата и немного выпуклая, а провар нормальный;

— если скорость подачи проволоки маленькая и напряжение очень низкое, то точка немного расплывчата и слабо проварена или совсем не проварена.

Точечная сварка в ремонтной технологии кузова является самым распространенным видом, в том числе при сварке несущих элементов кузова (усилителей, лонжеронов, поперечин пола, порогов и других деталей).

Сварка по отверстиям позволяет экономно использовать материалы, электроэнергию и сокращает трудозатраты. На фланцах или кромках привариваемой панели предварительно выполняют сверлом или дыроколом отверстия диаметром 5 мм. Затем свариваемые кромки зачищают, деталь устанавливают по месту, прижимают газовое сопло к сопрягаемой панели (рис.

Прочность соединения панелей, таким способом не уступает прочности их соединения точечной сваркой, выполненной электроконтактным способом в условиях предприятия-изготовителя.

Благодаря незначительному выступанию сварочной точки над поверхностью основного металла этот способ эффективен для сварки лицевых панелей, так как значительно сокращаются затраты на шлифование поверхностей в местах сварки.

Шаг сварочных точек при ремонте кузова определяют для каждой детали отдельно. Однако ориентиром может быть число заводских точек сварки, которыми деталь приварена к кузову.

Сварку соединяемых деталей выполняют по отверстиям, полученным при отсоединении поврежденных деталей.

При частичных заменах лицевых панелей сварку ремонтной вставки с основной деталью производят встык сплошным швом при малой ширине соединяемых деталей, например рамка ветрового окна, порог, или внахлестку точками с шагом 20…30 мм.

Реклама:

Читать далее: Устранение дефектов поверхностей кузова в труднодоступных местах

— Устранение коррозии кузова

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Источник: http://stroy-technics.ru/article/soedinenie-detalei-dugovoi-svarkoi-v-srede-uglekislogo-gaza

Область применения сварки в среде углекислого газа

Применение сварки в среде углекислого газа позволило механизировать сварочные работы при изготовлении ответственных сварных конструкций и заменить во многих случаях ручную дуговую сварку полуавтоматической и автоматической сваркой.

Полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа позволяет механизировать процесс сварки в монтажных условиях, когда применение других методов механизированной сварки исключается или затруднено. Дуговая сварка в углекислом газе плавящимися электродами находит большое применение.

Сравнительная дешевизна углекислого газа, высокое ка-чество сварных швов при правильно выбранной технологии сварки, а также ряд технологических преимуществ открывает этому способу широкие перспективы в различных отраслях машиностроения и строительства.

Указанным способом удается механизировать сварку вертикальных соединений, обеспечить хороший провар корня стыковых соединений без прожогов на весу, без подкладных колец и т. д.

В углекислом газе не следует сваривать изделия из толстого металла со швами большой протяженности и правильной формы (особенно в массовом производстве, где может быть применена дуговая сварка под флюсом).

Наиболее целесообразным в большинстве случаев оказывается метод полуавтоматической сварки в углекислом газе. В развитии этого способа сварки в настоящее время определилось два основных направления:

— сварка проволокой диаметром 1,6 — 2,0мм (это направление создано ЦНИИТМАШем);

— сварка тонкой проволокой диаметром 0,5 – 1,2мм (это направление созда-но институтом электросварки).

На турбинном заводе, изготавливающем толстостенные сварные кон-струкции, наибольшее применение нашел способ сварки в углекислом газе проволокой диаметром 1,6 – 2,0 мм.

Автоматическую сварку в углекислом газе рекомендуется применять при массовом изготовлении малогабаритных деталей с угловыми соединениями, при выполнении кольцевых поворотных стыков без подкладок соединений тол-стого металла с тонким, а также при выполнении многослойных швов на со-единениях с глубокой разделкой кромок и т.д. Для сварки толстого металла проволокой диаметром 1,6-2,5мм можно использовать любую сварочную авто-матическую головку, но со специальным мундштуком. Прогрессивный способ сварки в защитной среде углекислого газа имеет следующие технические и экономические преимущества перед другими спосо-бами сварки:

— производительность сварки в углекислом газе при одинаковых режимах на 25% выше производительности сварки под флюсом и в 3 раза выше производительности ручной дуговой сварки. Количество расплавленного металла при полуавтоматической сварке на обратной полярности в угле-кислом газе составляют 6-8 кг/час;

— стоимость одного килограмма металла, наплавленного в углекислом газе, на 20% дешевле, чем при сварке под флюсом, в 2 раза дешевле, чем при ручной дуговой сварке качественными электродами;

— хорошая видимость открытой дуги обеспечивает точность наложения швов, что особенно важно при полуавтоматической сварке криволиней-ных, прерывистых и труднодоступных швов и различных монтажных швов, для которых затруднено применение сварки под флюсом.

ВЫБОР СВАРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

На механические и физико-химические свойства металла шва весьма существенное влияние оказывает его химический состав. Поэтому для получения свойств, удовлетворяющих требованиям надежности конструкции при эксплуатации, важным является правильный выбор сварочных материалов (проволоки, защитных газов, флюсов).

При выборе сварочных материалов следует исходить из следующих условий:

— возможности осуществлять сварку в тех положениях, в каких будет находиться во время сварки изделие;

— возможности получения плотных беспористых швов;

— возможности получения металла шва, обладающего высокой технологической прочностью, т.е. не склонного к образованию горячих трещин;

— возможности получения металла шва, имеющего требуемую эксплуатационную прочность;

— низкой токсичности;

— экономической эффективности.

В зависимости от предъявляемых к изделию специальных требований, при выборе сварочных материалов необходимо учитывать дополнительное требование – получение металла шва, обладающего комплексом специальных свойств (напр., высокой коррозионной стойкостью, жаропрочностью, износостойкостью и др.).

При ручной сварке конструкционных углеродистых и легированных сталей выбор электродов производится по ГОСТ 9467-75. Этот ГОСТ предусматривает два класса электродов. Первый класс — электроды для сварки углеродистых и легированных конструкционных сталей, требования к которым установлены по механическим свойствам наплавленного металла и содержанию в нем серы.

Второй класс регламентирует требования к электродам для сварки легированных теплоустойчивых сталей, и электроды классифицируются по механическим свойствам и химическому составу металла шва. ГОСТ 10052-75 устанавливает требования на электроды для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами.

Проволоку выбирают с учетом: -способа сварки; — рассчитанных режимов сварки; — применяемого сварочного оборудования; — требуемых свойств сварных соединений; — марки свариваемых сталей. Выбор флюсов для сварки производится по ГОСТу 9087-81.

Этот ГОСТ предусматривает 3 группы флюсов: — для сварки углеродистых, низколегированных и среднелегированных сталей (АН-348А, АН-348АМ, ОС4-45,ОСЦ-45М, АН-60, АН-22, АН-64, ФЦ-9); — для сварки высоколегированных сталей (АН-26, АН-22,АН-30, АНФ-16, Ф-17, ФЦК-С, К-8); — для сварки цветных металлов и сплавов.

Флюсы выбирают в сочетании со сварочной проволокой и учитывают: — марку и толщину свариваемой стали; — способ сварки; — требования к свойствам сварных соединений. В качестве защитных газов при сварке применяют инертные газы и активные газы. Аргон, предназначенный для сварки, регламентируется ГОСТом 10157-79, поставляется высшего, первого и второго сорта.

Аргон второго сорта предназначен для сварки нержавеющих сталей. Гелий поставляется по ГОСТ 20461-75. Для сварки применяется технический гелий с содержанием гелия 99,8%. Наиболее распространенным из активных газов является углекислый газ. Для сварочных целей обычно применяется углекислота, поставляемая по разработанным ЦНИИТМАШем техническим условиям.

Защитные газовые смеси необходимо применять в соответствии с технологической инструкцией «ЭМК Атоммаш» 02859.25090.00201. Инертные газы применяют для сварки корневых швов легированных сталей, а также для сварки высоколегированных сталей, цветных металлов и сплавов. Для сварки углеродистых и низколегированных сталей может быть использована углекислота пищевая по ГОСТ 8050-85.

Общие принципы выбора сварочных материалов можно характеризовать следующими условиями: — обеспечением требуемой эксплуатационной прочности сварного соединения, т. е.

определенного уровня механических свойств металла шва в сочетании с основным металлом; — обеспечением необходимой сплошности металла шва (без пор и шлаковых включений или с минимальными размерами и количеством указанных дефектов на единицу длины шва); — отсутствием холодных и горячих трещин, т. е. получением металла шва с достаточной технологической прочностью; — получением комплекса специальных свойств металла шва (жаропрочности, жаростойкости, коррозийной стойкости). После обоснования выбора сварочных материалов для принятых в проекте способов сварки необходимо привести в форме таблиц химический состав этих материалов или механические свойства и химический состав наплавленного металла.

ОБОСНОВАНИЕ РЕЖИМОВ СВАРКИ

— получения швов с оптимальными размерами и формой;

— обеспечения такого термического цикла, который обеспечит оптимальные свойства зоны термического влияния и металла шва.

Источник: https://cyberpedia.su/15xf04a.html

9 фактов, которые нужно знать о углекислом газе

Углекислый газ часто используется в качестве защитной среды для GMAW сварки углеродистых сталей. В случае применения этого газа для других металлов, он может спровоцировать окисление сварных швов, ухудшить металлургические свойства металла. С углеродистыми сталями двуокись углерода взаимодействует наоборот. Он придает полезные свойства сварному шву и не способствует его деформации.

В чем сила углекислого газа для сварки?

Применяя чистый углекислый газ в качестве экранирующей среды не стоит рассчитывать на невероятно красивый сварной шов, но в сочетании с другими газами, например, с аргоном, можно рассчитывать на улучшения стабильности сварочной дуги, получить оптимальную текучесть металла в сварочной ванне, повысить прочность сварных швов.

Чтобы понять почему так важен углекислый газ для сварки стоит предварительно ответить на другие вопросы:

• Как возможна сварка с этим газом, если он способствует окислению?
• Что делает его таким особенным?

9 фактов и преимуществ углекислого газа

Вот некоторые основные причины, из-за которых диоксид углерода применяется в качестве защитного газа для дуговой сварки углеродистых сталей. 9 фактов

Улучшенное проникновение

Как защитный газ двуокись углерода обеспечивает лучшее проникновение и более глубокий провар. Таким образом наличие в экранирующей смеси углекислого газа улучшает физико-химические свойства свариваемого металла в области боковой стенки и корня шва.

Минимизация затрат

Одним из самых больших преимуществ, которое весьма повышает ценность углекислого газа для сварки среди других защитных газов, является его низкая стоимость. Применяя двуокись углерода вместо кислорода можно избежать окисления в металле сварного шва. Будучи тяжелее чем кислород, СО2 обеспечивает лучшие характеристики экранирования.

 Но есть одно замечание. Чистый углекислый газ для сварки дешевле, чем аргон и гелий, но в сравнении с ними при его применении качество сварных швов становится хуже, могут быть сварочные брызги.

Поэтому чаще всего он применяется в комбинации с иными газами, позволяя таким образом повысить производительность сварочных работ и снизить их себестоимость.

Эффективен в сочетании с другими газами

Как мы говорили, чистый углекислый газ при сварке не дает очень высоких результатов для большинства металлов.

 Но если его смешать с другими газами, можно добиться значительного улучшения качественных свойств сварного шва и параметров сварочной дуги.

К примеру, в сочетании с инертными газами (тот же аргон, соотношение 75% Ar + 25% СО2 или 82% Ar +18% СО2 (по стандарту)), устраняется проблема разбрызгивания и дуговой нестабильности.

Если во время сварки углеродистых и легированных сталей плавящимся электродом использовать смесь углекислого газа (до 20%), кислорода (до 5%) и аргона, то можно упредить пористость шва, оптимизировать свойства сварочной дуги, улучшить формирование швов.

Смеси, содержащие указанные компоненты, ассоциируются как универсальные. Применяя их, можно выполнять сварку с разными режимами: импульсным и циклическим с короткой дугой, струйным, крупнокапельным и ротационным переносом металла.

Такие смеси помогают сваривать углеродистые и низколегированные стали разной толщины.

Стоит отметить, бинарные газовые смеси (Аг + СО2) применяются при технике как обычного – так и импульсно-струйного переноса металла для большинства известных марок углеродистых сталей, нержавейки.

Предотвращение подреза сварного шва

Как известно, диоксид углерода является более плотным газом, он понижает звуковые колебания при сварке. Таким образом применение углекислого газа может предотвратить серьезные недостатки сварки, к которым относится подрез сварного шва.

Безопасность

Углекислота — это нетоксичный, а также не взрывоопасный газ. Если не соблюдать элементарных правил безопасности, превышение допустимой концентрации СО2 более 92г/м3 (5%) в закрытых помещениях, емкостях провоцирует кислородную недостаточность, удушье.

Хорошая вентиляция на рабочем месте является важным шагом, позволяющим сделать вашу работу более безопасной.

Защита от ржавчины

Углекислый газ в качестве защитной среды при сварке наименее чувствителен к возможной ржавчине на кромках (в разумных пределах, конечно) и предотвращает ее появление в сварном шве.

С одной стороны, применение СО2 защищает расплавленный металл и сварочную дугу от влияния окружающей атмосферы, с другой — этот газ разлагается при высокой температуре дуги на окись углерода и кислорода, проявляя окисляющее действие на расплавляемый металл.

 Для связывания кислорода и его удаления из сварочной ванны важным является повышенное количество раскислителей, таких, как кремний и марганец. Двуокись углерода с нормальным содержанием влаги при правильном сочетании с другими газами помогают предотвратить дефекты сварки, такие как пористость, непровар, непровар в металле сварного шва.

Простота и универсальность

• Возможность проведения работ в разных пространственных положениях в режимах автоматической и полуавтоматической сварки.
• Отсутствие необходимости в приспособлениях для подачи и отвода флюса.

Применение СО2 является наиболее эффективным при сварке тонколистовых углеродистых сталей. Этот газ часто используется при кузовном ремонте легковушек, грузовиков.

Тут преимущества наличия защитной среды СО2 выявляются особенно четко.

Улучшение прочности сварного шва

В процессе сварки, подходящий состав газов и соответствующие расходные материалы являются первичными инструментами и факторами, влияющими на получение необходимой ударной вязкости металла в сварном шве. Диоксид углерода в сочетании с другими газами способствует повышению ударной вязкости сварного соединения.

Снижение поверхностного натяжения

Поверхностное натяжение является еще одной проблемой для углеродистых сталей. Из-за этого для них проникновение расплава хуже. Наплавляемый металл в расплавленном состоянии приобретает высокое поверхностное натяжение, которое не можно уменьшить при использовании таких инертных газов как гелий, аргон и т.д.

В этом случае диоксид углерода является единственным защитным газом, способным уменьшить интенсивность поверхностного натяжения, обеспечивает лучший провар.

 Таким образом описанные выше преимущества делают углекислый газ для сварки углеродистых сталей весьма важным инструментом хорошего сварного шва, особенно если речь идет о порошковых электродах.

Источник: https://blog.svarcom.net/news/9-faktov-kotorye-nuzhno-znat-o-uglekislom-gaze.html

Применение углекислоты при сварке

В нашем каталоге можно подобрать необходимое оборудование и материалы для сварки.

Дополнительную информацию о товарах Вы всегда можете узнать по телефону:

+7 (4712) 770-188

Эффективный и малозатратный метод сварки

В сварочном деле в последнее время широко применяется процесс, который именуется полуавтоматической сваркой и происходит в среде углекислого газа. Этот метод имеет ряд отличительных особенностей, которые можно назвать преимуществами.

При данном процессе зона нагрева получается узкой – это хорошо тем, что свариваемые части не рискуют подвергнуться тепловой деформации и даже не получают значительного теплового воздействия, как и прочие близко расположенные детали конструкции. В связи с этим такой вид работ, как изоляция околосварочной зоны, не требуется.

Этот метод характеризуется тем, что сварные швы обладают улучшенными механическими качествами: их прочность, ударная вязкость и другие функциональные показатели выше. Если даже поверхности соединяемых частей недостаточно хорошо очищены и подготовлены, если, например, металлические листы имеют разную толщину, — шов все равно в условиях применения углекислого газа получится качественным.

Как применяется углекислота? Она подается в зону дуги и выполняет роль защитного газа: газовая струя обтекает электрическую дугу в том месте, где проводится сварное соединение, и таким образом предохраняет металлические поверхности от чрезмерного нагревания, воздействия воздуха и окисления.

Газ углекислый (СО2) – наиболее недорогой защитный газ. Если применять наряду с ним аргон, то шов будет еще более высокого качества. Чтобы уменьшить окислительное действие, используется электродная проволока с большим содержанием раскисляющих добавок. Это делается для того, чтобы прочность самого соединения и остальной поверхности была одинаковой.

Эти преимущества следующие: механизируется подача плавящего электрода; возрастает скорость самих работ; зона теплового влияния уменьшается в 4 раза; расход материалов снижается, поскольку некоторые из них (карбид и кислород) замещаются углекислым газом, который гораздо дешевле. Вредные выделения, характерные для газовой сварки, менее интенсивны.

Использование углекислоты дает возможность вести сварочные работы в любых пространственных положениях, наблюдать за формированием шва. Процесс характеризуется большей производительностью, чем при ручном дуговом варианте, он в техническом отношении очень прост, напряжение при этом совсем невысокое и не представляет для жизни никакой опасности.

В процессе полуавтоматической сварки с использованием углекислого газа нет необходимости часто заменять электроды и зачищать образовывающиеся швы от шлаков. Как тонкие листы стали, так и толстые листы можно обрабатывать с помощью этого метода.

В стационарных условиях данный вид обработки – самый подходящий. В изготовлении различных металлических конструкций, в которых есть много небольших швов (например, решетки, двери, ворота), он также проявил себя как наиболее эффективный.

Это объясняет частую замену ручной сварки полуавтоматической.

Источник: http://www.tweld.ru/primenenie-uglekisloti-pri-svarke.html

Полуавтоматическая сварка в среде защитных газов (MIG/MAG) – Осварке.Нет

Полуавтоматическая сварка — механизированная дуговая сварка металлическим плавящимся электродом (проволокой) в среде защитных газов. Способ также известен как MIG/MAG сварка. В зависимости от типа используемого защитного газа различают сварку в инертных газах (MIG) и активных (MAG).

В качестве активных газов преимущественно используют сварку в среде углекислого газа.

Рис. 1. 1 — горелка, 2 — сопло, 3 — токоподводящий наконечник, 4 — электродная проволока, 5 — дуга, 6 — шов, 7 — ванна, 8 — основной металл, 9 — капля металла, 10 — газовая защита.

Сущность метода и общие принципы полуавтоматической сварки

Механизированная сварка, как и другие виды дуговой сварки, осуществляет за счет большей тепловой энергии сварочной дуги сконцентрированной в месте ее горения.

Температура дуги больше температуры плавления металлов, поэтому под ее воздействием кромки сварного изделия плавятся, образуя сварочную ванну из жидкого металла.

Дуги при этом горит между основным металлом и сварочной проволокой, которая выполняет функции подвода дуги к зоне сварки и является присадочным металлом для заполнения зазора между кромками.

Сварочная проволока с кассеты непрерывно подается в зону сварки при помощи подающего механизма, который проталкивает ее по каналу в рукаве к соплу сварочной горелки.

Сварочная дуга, расплавленный металл, конец сварочной проволоки, околошовная зона находятся под защитой газа, выходящего с горелки. Для получения более качественного шва, иногда выполняют подачу защитного газа дополнительно с обратной стороны шва.

В отличии от ручной сварки, отсутствие покрытых электродов позволяет механизировать процесс или полностью автоматизировать.

Оборудование для полуавтоматической сварки

В комплект оборудования для механизированной сварки входят источник питания сварочной дуги, подающий механизм, газовое оборудование, горелка. Для повышения производительности и избежания перегрева горелки при серийном производстве могут использоваться системы охлаждения.

Для сварки в среде защитных газов изготавливают источники питания с жесткими внешними вольт-амперными характеристиками. Сварка производится на источниках постоянного тока — сварочные выпрямители, преобразователи, инверторы или специальные установки, содержащие в себе источник питания и подающий механизм, а также блок управления. Источники питания переменного тока практически не используются.

Для организации работы в цехах на производстве со стационарными сварочными постами целесообразно использовать многопостовые источники питания. Для этих целей можно использовать преобразователи и выпрямители. Существует две схемы организации многопостовой сварки. Первая схема используется когда сварка производиться одинаковыми режимами на каждом посте с частыми замыканиями сварочной цепи (возбуждение дуги). При такой схеме в цепь каждого сварочного поста включают дроссель, который способствует снижению влияния постов друг на друга при одновременной работе. Вторая схема может быть использована для регулирования режимов сварки индивидуально на каждом посте с минимальным влиянием постов друг на друга. В таком случае напряжение холостого хода многопостового источника питания устанавливают на максимум, а снижение силы тока (регулирование) выполняется с помощью балластного реостата на каждом посте.

Механизмы подачи проволоки используются для стабильной подачи проволоки и регулирования скорости подачи в сварочную горелку. Обычно подающий механизм состоит из электродвигателя, редуктора, тормозящего устройства, подающих и прижимных роликов, а также кассеты с проволокой. Существуют различные варианты исполнения подающих механизмов — закрытого и открытого типа. В зависимости от числа роликов различают двухроликовые и четырехроликовые подающие механизмы. Последние более надежные и рекомендуется использовать для проволоки большего сечения или при сварке порошковой проволокой. Для увеличения радиуса проведения сварочных работ и обеспечения стабильной подачи сварочной проволоки могут применяться промежуточные механизмы подачи. Это позволяет увеличить зону проведения сварочных работ от 10 до 20 метров. Промежуточные механизмы синхронизируются с основным что позволяет значительно удалятся от источника питания или полуавтомата и газового оборудования.

Сварочные полуавтоматы — специальные установки для механизированной сварки в среде защитных газов содержащие в себе источник питания, подающий механизм, горелку и блок управления процессом. Дополнительно полуавтомат может иметь дистанционный пульт управления, включать схемы позволяющие выполнять сварку в импульсно-дуговом режиме и т.д.

Сегодня чаще используется схема сварки от сварочного полуавтомата, чем источник питания + подающий механизм.

Выполняет несколько функций, среди которых: направление проволоки в зону сварки, подвод тока к сварочной проволоке, подача защитного газа, управление процессом при помощи кнопки управления.

Все это возможно благодаря использованию специального шланга внутри которого находится сразу несколько элементов — сварочные кабеля, управляющие провода, спиралеобразный канал для направления проволоки, трубка для подачи газа, а иногда и для подачи воды.

Газовое оборудование для полуавтоматической сварки

В состав газового оборудования для сварки полуавтоматом входят: баллон, редуктор, ротаметр, подогреватель, осушитель, смеситель газов, рукава (шланги).

Баллоны В баллонах хранят и транспортируют сжатые газы. Содержащийся в баллоне газ можно распознать по цвету и надписи на баллоне.

Редуктор (регулятор давления)Редуктор присоединяется к вентилю баллона, предназначен для понижения давления от баллонного до рабочего и постоянного его поддержания. Для регулирования расходов газа (давления) вращают маховик на редукторе.

Подогреватель При сварке в среде углекислого газа редуктор дополнительно комплектуется подогревателем газа, чтобы избежать замерзания редуктора. При большем расходе углекислого газа наблюдается резкое снижение температуры, что приводит к замерзанию в редукторе влаги содержащейся в углекислоте. Работает подогреватель от постоянного (20 В) и переменного (36 В) тока.

Осушитель Для поглощения влаги находящейся в углекислом газе в состав газового оборудования иногда включают осушитель большего или низкого давления. Осушитель высокого давления устанавливается перед редуктором, а низкого — после редуктора. Поглощает влагу специальное вещество — алюмогликоль или силикагель. Свойства обеих веществ можно восстановить путем прокалывания при температуре 250-300 ºC.

Ротаметр Обратите внимание Ротаметры используются для определения расходов защитного газа, когда на редукторе нет предустановленного расходомера.

Рукава (шланги) Гибкие трубки изготавливаемые из вулканизированной резины усиленные льняной тканью. С их помощью защитный газ транспортируется к горелке и другим частям газового оборудования.

Смеситель газов Смеситель газов предназначенный для приготовления смеси газов при подаче из нескольких баллонов.

Техника полуавтоматической сварки

Сварка стыковых соединений полуавтоматом

Детали не большей толщины 0,8-4 мм сваривают без разделки кромок закрепленными в сборочно-сварочных приспособлениях.Сваривают тонкий металл на подкладках из того же металла что и изделие или на медных и нержавеющих съемных подкладках. Металл толщиной свыше 4мм можно сваривать как на весу, так и на подкладках.

Тонкий металл при сварке полуавтоматом гораздо легче сваривается при в вертикальном положении. Сварку ведут углом назад, а горелку передвигают в направлении сверху-вниз. При этом сварщику хорошо видно формирование шва и зону сварки.

Для сварки толстого металла лучше использовать газы повышающие тепловую мощность дуги — гелий или смеси гелия и аргона. При этом нужно следить за положением горелки относительно шва. Небольшое отклонение горелки от вертикали способно привести к несплавлению кромок сварных деталей.

Сварка угловых и тавровых соединений полуавтоматом

Сварку угловых предпочтительней вести при расположении сварных деталей в лодочку. При этом выпуск электродной проволоки увеличивают на 10-15% по сравнению со сваркой стыковых швов в нижнем положении.

Сварка угловых и тавровых швов усложняется плохим наблюдением за формированием шва из-за сопла горелки. Расстояние e = 0, при толщине металла до 5 мм, и e = 0,8-1,5 при толщине металла свыше 5 мм.

Сварка нахлесточных соединений

Сварка нахлесточных соединений при толщине металла меньше 1,5 мм выполняется на медной или стальной подкладке за один проход.

Сварка деталей толщиной более 1,5 мм выполняется на весу за несколько проходов.

Сварка горизонтальных швов полуавтоматом

Сварка горизонтальных швов ведется «углом вперед» без поперечных колебательных движений горелкой. Металл толщиной более 6 мм сваривают за несколько проходов.

Сварка деталей до 3 мм ведется под прямым углом горелки оси горелки относительно сварных деталей, без разделки кромок.

Сварка деталей более 3 мм в горизонтальном положении сваривается с разделкой верхней кромки, а горелка наклоняется относительно верхней детали под углом примерно 70º.

Сварка вертикальных швов

Сварку вертикальных швов рекомендуется выполнять проволокой диаметра 0,8-1,2 мм со свободным формированием шва. Можно применять технику частых коротких замыканий или использовать источники с импульсной дугой. Детали толщиной до 4 мм лучше сваривать способом сверху-вниз без колебательных движений. Если предполагается выполнять сварку односторонним швом, лучше собирать детали с зазором.

Сварка потолочных швов

Потолочные швы толщиной более 6 мм лучше сваривать за несколько проходов. Сварку алюминия и его сплавов полуавтоматом рекомендуется вести углом вперед, а сварку сталей, меди, титана и других металлов — углом назад.

Преимущества и недостатки полуавтоматической сварки

К преимуществам сварки полуавтоматом относят:

• Возможность сравнительно легко получить качественное сварное соединение, в том числе для тонкостенных сварных конструкций.
• Высокая производительность сварки данным методом по сравнению с ручной дуговой сваркой, газовой сваркой и др.
• Механизированную сварку в среде защитных газов можно выполнять во всех пространственных положениях: нижнем, горизонтальном, вертикальном и потолочном.
• Отсутствие флюсов и покрытий, а соответственно операций по очистке шва от шлака.
• Дуга при сварке в защитных газах более сконцентрированная, поэтому зона термического влияния минимальная.
• Сварка сопровождается незначительными напряжениями и деформациями.
• Возможность полной автоматизации процесса сварки.

Недостатки способа:

• При сварке на открытом воздухе или сквозняке повышается вероятность нарушения газовой защиты.
• Разбрызгивание электродного металла во время сварки, особенно при использовании углекислого газа.
• При сварке на режимах с повышенной мощностью возникает потребность в использовании систем водного охлаждения из-за сильного нагрева оборудования.

Источник: http://osvarke.net/mig-mag/