Сварка в защитных газовых смесях

Электросварочные работы в среде чистых газов (особенно дву-окиси углерода) в промышленно развитых странах не произво-дятся давно. Вместо них применяются многокомпонентные газовые смеси. Для защиты сварочной дуги используются смеси на основе аргона, гелия и других технических газов. Многолетний опыт при-менения газовых смесей показывает, что смеси по ряду параметров значительно повышают качество сварного соединения по сравнению с чистыми газами. Кроме того, использование сварочных смесей позволяет снизить себестоимость сварочных работ.

1. Защитные газовые смеси для сварки плавящимся электродом

Газовая смесь К-2 (Pureshield РЗ ). Это наиболее универсальная из всех смесей для углеродисто-конструкционных сталей. Состоит из 82% аргона и 18% двуокиси углерода. Подходит практически для всех типов материалов. Газовая смесь К-3.1 (Argoshield 5). Эта смесь состоит из 92% аргона, 6% двуокиси углерода, 2% кислорода. Разработана для листовых и узких профильных (сортовых) сталей. Дает устойчивую дугу с низким уровнем разбрызгивания, небольшим усилением и плоским гладким профилем сварного шва. Смесь превосходна для глубокого провара и идеально подходит для сварки листового металла. Газовая смесь К-3.2 (Argoshield ТС). Это смесь 86% аргона, 12% двуокиси углерода, 2% кислорода. Дает устойчивую дугу с широкой зоной нагрева и хорошим проваром профиля, подходит для глубокого провара, сварки коротких швов и для наплавки. Может ис-пользоваться для сварки во всех положениях. Идеально подходит для ручной, автоматической и сварки с применением робота-автомата. Газовая смесь К-3.3 (Argoshield 20). Это смесь 78% аргона, 20% двуокиси углерода, 2% кислорода. Специально разработана для глубокого провара широкого ассортимента профилей. Смесь хорошо подходит для наплавки и сварки толстых прокатных (сортовых) сталей. Газовая смесь НП-1 (Helishield HI). Это смесь 85% гелия, 13,5% аргона, 1,5% двуокиси углерода. Данная смесь дает великолепные чистые швы с гладким профилем и незначительное, либо не дает совсем, окисление поверхности. Идеально подходит для тонких материалов, где высокая скорость прохода дает низкий уровень деформации (искривления) металла. Газовая смесь НП-2 (Helishield H7). Это смесь 55% гелия, 43% аргона, 2% двуокиси углерода. Придает низкий уровень сварочному армированию и обеспечивает высокую скорость сварки. Смесь хорошо подходит для автоматической сварки и для применения роботов-автоматов с использованием широкого спектра толщин свариваемых материалов. Газовая смесь НП-3 (Helishield Н101). Это смесь 38% гелия, 60% аргона, 2% двуокиси углерода. Придает стабильность дуге, что обеспечивает низкий уровень разбрызгивания и снижает вероятность появления дефектов шва. Газовая смесь НП-3 рекомендуется для сварки материалов толщиной свыше 9 мм. Обозначение (и далее по тексту), принятое в Европе (смотри табл. 3). От выбора защитной газовой смеси зависит качество сварки. Так, смеси, содержащие в своем составе гелий, повышают температуру сварочной дуги, что улучшает проплавление сварного шва, увеличивая производительность сварки в целом. Данные защитные газовые смеси применимы для электродуговой сварки как углеродистых, так и легированных сталей.

2. Защитные газовые смеси для сварки неплавящимся вольфрамовым электродом

Газовая смесь НН-1 (Helishield H3). Это инертная газовая смесь, состоящая из 30% гелия и 70% аргона. Дает более эффективный нагрев, чем аргон. Увеличивается проплавление и скорость сварки, более ровная поверхность шва. Газовая смесь НН-2 (Helishield H5). Это инертная газовая смесь, состоящая из 50% гелия и 50% аргона. Наиболее универсальная газовая смесь, подходит для сварки материалов практически любой толщины. Газовая смесь НН-3 (Helishield H2). Это инертная газовая смесь, состоящая из 70% гелия и 30% аргона. Использование этой смеси для сварки тонких материалов может существенно понизить пористость, увеличить скорость сварки и уменьшить, или даже устранить, необходимость подогрева. Сварка неплавящимся электродом с использованием газовых сварочных смесей применяется для соединения цветных металлов и легированных сталей. Рекомендуемые защитные газовые смеси в зависимости от типа и толщины материала (сварка плавящимся электродом). » Посмотреть таблицу

3. Производственные затраты и себестоимость сварочных работ

Для того, чтобы правильно оценить затраты на сварочные работы, необходим комплексный подход к решению этой задачи. Производителям сварочных работ необходимо учитывать, что затраты на сварку не ограничиваются только затратами на приобретение защитного газа и проволоки (электрода). Общая себестоимость сварочных работ складывается из следующих элементов: в разработки технологии;

• изготовления и подготовки материала к сварке;
• процесса сварки;
• зачистки и правки сваренной металлоконструкции;
• исправления брака (если таковой имеется).

Выводы

Итак, сравнивая два способа защиты сварочной ванны (дву-окись углерода и многокомпонентные газовые смеси), можно сделать выводы в пользу применения многокомпонентных газовых смесей, так как только при этом способе защиты стало возможным:

• увеличение количества наплавленного металла за единицу времени (табл. 1 и 2);
• снижение потерь электродного металла на разбрызгивание (табл. 1 и 2);
• снижение количества прилипания брызг (набрызгивания) в районе сварного шва и как следствие уменьшение трудоемкости по их удалению (табл. 1 и 2);
• повышение пластичности наплавленного металла, особенно ударной вязкости (табл. 1 и 2);
• стабилизирование процесса сварки и улучшение качества-ме-талла шва (снижение пористости и неметаллических включе-ний);
• использование газовых сварочных смесей требует высокой культуры производства и квалификации сварщика;
• для сварки металлоконструкций с использованием газовых сварочных смесей приемлемо использование отечественных сварочных полуавтоматов (автоматов, роботов);
• для обеспечения стабильности процесса сварки необходимо создать условия равномерной подачи сварочной проволоки в зону сварки;
• смеси, содержащие более 12% СО2, не обеспечивают перехода с капельного переноса электродного металла в струйный, что снижает диапазон применения подобных смесей для сварки толщин свыше 9 мм;
• сварку в вертикальном положении можно вести только в режиме капельного переноса электродного металла;
• использование смеси Аг + О2 с процентным содержанием кислорода свыше 3% неприемлемо для п/автоматической сварки плавящимся электродом углеродистых сталей (ввиду мощного теплового излучения и неэффективности защиты металла сварного шва, так как появляется пористость);
• в режиме струйного переноса электродного металла сварку необходимо вести короткой дугой во избежание несплавлений наплавленного металла с основным;
• применение той или иной газовой сварочной смеси предопределяется толщиной свариваемого металла, степенью его легирования и требованиями к качеству металла сварного шва и сварного соединения в целом.

Влияние защитной среды на параметры сварки

» Посмотреть таблицу 1

Механические свойства наплавленного металла

» Посмотреть таблицу 2

Перечень исходных газов, используемых для получения газовых смесей.

» Посмотреть таблицу 3

Компонентный состав и нормы для характеристик газовых смесей

» Посмотреть таблицу 4

Сравнительные данные по защитным газовым смесям в Европе и России

» Посмотреть таблицу 5