Сварка газом: оборудование и технология, способы резки металлов и аппаратура

Содержание

Газовая дуговая сварка металлом — Gas metal arc welding

Сварочный процесс

Газовая дуговая сварка металла Сварка «МИГ»

Газовая дуговая сварка ( GMAW ), который иногда называют его подтипов металла инертного газа ( MIG ) сварки или металла активного газа ( MAG ) сварки , является сварочный процесс , в котором электрическая дуга формы между расходуемым МИГ проволокой электродом и металлом заготовки (ы), который нагревает металл (ы) заготовки, заставляя их плавиться и соединяться. Вместе с проволочным электродом через сварочную горелку проходит защитный газ , который защищает процесс от атмосферного загрязнения.

Процесс может быть полуавтоматическим или автоматическим. Постоянное напряжение , постоянный ток источника питания обычно используется с GMAW, но постоянные текущие системы, а также переменного тока , могут быть использованы. Существует четыре основных метода переноса металла в GMAW: шаровидный, с коротким замыканием, распыление и импульсное распыление, каждый из которых имеет определенные свойства и соответствующие преимущества и ограничения.

Первоначально разработанный в 1940-х годах для сварки алюминия и других цветных металлов, GMAW вскоре стал применяться для стали, поскольку он обеспечивал более быстрое время сварки по сравнению с другими сварочными процессами. Стоимость инертного газа ограничивала его использование в сталях до тех пор, пока несколько лет спустя не стали широко использоваться полуинертные газы, такие как диоксид углерода . Дальнейшие разработки в течение 1950-х и 1960-х годов сделали процесс более универсальным, и в результате он стал широко используемым промышленным процессом. Сегодня GMAW является наиболее распространенным процессом промышленной сварки, предпочтительным из-за его универсальности, скорости и относительной простоты адаптации процесса к роботизированной автоматизации. В отличие от сварочных процессов, в которых не используется защитный газ, например дуговой сварки в среде защитного металла , он редко используется на открытом воздухе или в других областях с движущимся воздухом. Родственный процесс, дуговая сварка порошковой проволокой , часто не использует защитный газ, а вместо этого использует полую электродную проволоку, заполненную флюсом .

Развитие

Принципы дуговой сварки в газе стали понимать в начале 19 века, после того как Хэмфри Дэви открыл короткие импульсные электрические дуги в 1800 году. Василий Петров самостоятельно произвел непрерывную электрическую дугу в 1802 году (за ним последовал Дэви после 1808 года). Только в 1880-х годах технология была разработана с целью промышленного использования. Сначала углеродные электроды использовались при сварке угольной дугой . К 1890 году металлические электроды были изобретены Николаем Славяновым и К.Л. Гробом . В 1920 году П.О. Нобель из General Electric изобрел ранний предшественник GMAW . Он использовал постоянный ток с оголенной электродной проволокой и напряжение дуги для регулирования скорости подачи. В нем не использовался защитный газ для защиты сварного шва, так как разработки в области сварочной атмосферы произошли только позже того десятилетия. В 1926 году был выпущен еще один предшественник GMAW, но он не был пригоден для практического использования.

В 1948 году GMAW был разработан Мемориальным институтом Баттеля . В нем использовался электрод меньшего диаметра и источник питания постоянного напряжения, разработанный HE Kennedy . Он предлагал высокую скорость наплавки, но высокая стоимость инертных газов ограничивала его использование цветными материалами и препятствовала экономии средств. В 1953 году было разработано использование углекислого газа в качестве сварочной атмосферы, которое быстро приобрело популярность в GMAW, поскольку сделало сварку стали более экономичной. В 1958 и 1959 годах была выпущена версия GMAW с короткой дугой, которая повысила универсальность сварки и сделала возможной сварку тонких материалов, полагаясь на электроды меньшего размера и более совершенные источники питания. Он быстро стал самым популярным вариантом GMAW.

Вариант переноса струйной дуги был разработан в начале 1960-х, когда экспериментаторы добавляли небольшое количество кислорода в инертные газы. Совсем недавно был применен импульсный ток, что привело к появлению нового метода, называемого импульсной сварочной дугой.

GMAW — один из самых популярных методов сварки, особенно в промышленных условиях. Он широко используется в листовой и автомобильной промышленности. Там этот метод часто используется для дуговой точечной сварки , заменяя клепку или контактную точечную сварку. Он также популярен для автоматизированной сварки , когда роботы обрабатывают детали и сварочный пистолет для ускорения производства. GMAW может быть трудно проводить на открытом воздухе, поскольку сквозняки могут рассеивать защитный газ и допускать попадание загрязняющих веществ в сварной шов; Дуговая сварка порошковой проволокой лучше подходит для использования вне помещений, например, в строительстве. Точно так же использование защитного газа в GMAW не подходит для подводной сварки , которая чаще всего выполняется с помощью дуговой сварки в защитном металлическом корпусе, дуговой сварки порошковой проволокой или дуговой сварки вольфрамовым электродом .

Оборудование

Для выполнения газовой дуговой сварки основным необходимым оборудованием является сварочная горелка, устройство подачи проволоки, источник сварочного тока , проволока сварочного электрода и источник защитного газа .

Сварочная горелка и устройство подачи проволоки

Изображение в разрезе сопла горелки GMAW.
(1)
Ручка горелки, (2) Литой фенольный диэлектрик (показан белым) и вставка металлической гайки с резьбой (желтая), (3) Диффузор защитного газа, (4) Контактный наконечник, (5) Выходная поверхность сопла GMAW на нержавеющей стали Сварочная станция MIG

Типичная сварочная горелка GMAW состоит из нескольких ключевых частей — переключателя управления, контактного наконечника, кабеля питания, газового сопла, трубопровода и гильзы для электрода, а также газового шланга. Управляющий переключатель или триггер при нажатии оператором инициирует подачу проволоки, подачу электроэнергии и поток защитного газа, вызывая зажигание электрической дуги. Контактный наконечник, обычно изготавливаемый из меди и иногда подвергающийся химической обработке для уменьшения разбрызгивания, подключается к источнику сварочного тока через силовой кабель и передает электрическую энергию на электрод, направляя его в зону сварки.

Он должен быть надежно закреплен и иметь соответствующий размер, поскольку он должен пропускать электрод, сохраняя при этом электрический контакт. На пути к контактному наконечнику проволока защищена и направляется кабелепроводом и вкладышем электрода, что помогает предотвратить коробление и поддерживать непрерывную подачу проволоки. Газовое сопло равномерно направляет защитный газ в зону сварки. Непостоянный поток не может должным образом защитить зону сварки. Сопла большего размера обеспечивают больший поток защитного газа, что полезно для сильноточных сварочных операций, при которых образуется большая сварочная ванна. Газовый шланг от резервуаров защитного газа подает газ к форсунке. Иногда в сварочную горелку также встроен водяной шланг, охлаждающий пистолет при работе с высокой температурой.

Устройство подачи проволоки подает электрод к изделию, продвигая его по каналу к контактному наконечнику. Большинство моделей обеспечивают постоянную скорость подачи проволоки, но более совершенные машины могут изменять скорость подачи в зависимости от длины дуги и напряжения.

Некоторые механизмы подачи проволоки могут достигать скорости подачи до 30 м / мин (1200 дюймов / мин), но скорости подачи для полуавтоматической GMAW обычно находятся в диапазоне от 2 до 10 м / мин (75-400 дюймов / мин).

Стиль инструмента

Наиболее распространенным электрододержателем является полуавтоматический держатель с воздушным охлаждением. По нему циркулирует сжатый воздух для поддержания умеренных температур. Он используется с более низкими уровнями тока для сварки внахлестку или стыковых соединений . Второй наиболее распространенный тип электрододержателя — полуавтоматический с водяным охлаждением, единственное отличие которого состоит в том, что вода заменяет воздух. Он использует более высокие уровни тока для сварки Т или угловых соединений. Третий типичный тип держателя — автоматический электрододержатель с водяным охлаждением, который обычно используется с автоматизированным оборудованием.

Источник питания

В большинстве случаев дуговой сварки в газовой среде используется источник постоянного напряжения. В результате любое изменение длины дуги (которое напрямую связано с напряжением) приводит к значительному изменению подводимого тепла и тока. Более короткая длина дуги вызывает гораздо большее тепловложение, что заставляет проволочный электрод плавиться быстрее и тем самым восстанавливать исходную длину дуги. Это помогает операторам поддерживать постоянную длину дуги даже при ручной сварке с помощью ручных сварочных пистолетов. Для достижения аналогичного эффекта иногда используется источник постоянного тока в сочетании с устройством подачи проволоки, управляемым напряжением дуги. В этом случае изменение длины дуги заставляет регулировать скорость подачи проволоки, чтобы поддерживать относительно постоянную длину дуги. В редких случаях источник питания постоянного тока и устройство постоянной скорости подачи проволоки могут быть объединены, особенно для сварки металлов с высокой теплопроводностью, таких как алюминий. Это дает оператору дополнительный контроль над подводом тепла к сварному шву, но требует значительных навыков для успешной работы.

Переменный ток редко используется с GMAW; вместо этого используется постоянный ток, и электрод обычно заряжен положительно. Поскольку анод имеет тенденцию иметь более высокую концентрацию тепла, это приводит к более быстрому плавлению питающей проволоки, что увеличивает проплавление и скорость сварки. Полярность может быть изменена только при использовании специальных электродных проводов с эмиссионным покрытием, но поскольку они не пользуются популярностью, отрицательно заряженный электрод используется редко.

Электрод

Электрод представляет собой проволоку из металлического сплава , называемую MIG-проволокой, выбор, сплав и размер которой в первую очередь зависят от состава свариваемого металла, используемого варианта процесса, конструкции соединения и состояния поверхности материала. Выбор электрода сильно влияет на механические свойства сварного шва и является ключевым фактором качества сварки. В целом готовый металл сварного шва должен иметь механические свойства, аналогичные свойствам основного материала, без дефектов, таких как неоднородности, захваченные загрязнения или пористость в сварном шве. Для достижения этих целей существует множество электродов. Все имеющиеся в продаже электроды содержат в небольшом количестве раскисляющие металлы, такие как кремний , марганец , титан и алюминий, что помогает предотвратить кислородную пористость. Некоторые содержат денитрирующие металлы, такие как титан и цирконий, чтобы избежать пористости азота. В зависимости от варианта процесса и свариваемого основного материала диаметры электродов, используемых в GMAW, обычно варьируются от 0,7 до 2,4 мм (0,028–0,095 дюйма), но могут достигать 4 мм (0,16 дюйма). Наименьшие электроды, обычно до 1,14 мм (0,045 дюйма), связаны с коротким замыканием в процессе переноса металла, в то время как наиболее распространенные электроды в режиме распылительного переноса обычно имеют диаметр не менее 0,9 мм (0,035 дюйма).

Защитный газ

Принципиальная схема GMAW. (1) Сварочная горелка, (2) Заготовка, (3) Источник питания, (4) Устройство подачи проволоки, (5) Источник электродов, (6) Подача защитного газа.

Защитные газы необходимы при газовой дуговой сварке металлическим электродом для защиты зоны сварки от атмосферных газов, таких как азот и кислород , которые могут вызвать дефекты плавления, пористость и охрупчивание металла шва, если они соприкасаются с электродом, дугой или сваркой. металл. Эта проблема характерна для всех процессов дуговой сварки; Например, в более раннем процессе дуговой сварки экранированного металла (SMAW) электрод покрывается твердым флюсом, который при расплавлении дугой образует защитное облако диоксида углерода. Однако в GMAW электродная проволока не имеет флюсового покрытия, и для защиты сварного шва используется отдельный защитный газ. Это устраняет шлак, твердый остаток флюса, который накапливается после сварки и должен быть удален, чтобы открыть готовый шов.

Выбор защитного газа зависит от нескольких факторов, в первую очередь от типа свариваемого материала и используемого процесса. Чистые инертные газы, такие как аргон и гелий , используются только для сварки цветных металлов; со сталью они не обеспечивают достаточного проплавления сварного шва (аргон) или вызывают беспорядочную дугу и способствуют разбрызгиванию (с гелием). С другой стороны, чистый углекислый газ допускает сварку с глубоким проплавлением, но способствует образованию оксидов, что отрицательно сказывается на механических свойствах сварного шва. Его низкая стоимость делает его привлекательным выбором, но из-за реакционной способности дуговой плазмы неизбежно разбрызгивание, а сварка тонких материалов затруднена. В результате аргон и диоксид углерода часто смешивают в смеси от 75% / 25% до 90% / 10%. Как правило, при коротком замыкании GMAW более высокое содержание диоксида углерода увеличивает тепло и энергию сварного шва, когда все остальные параметры сварки (вольты, ток, тип и диаметр электрода) остаются неизменными. Поскольку содержание диоксида углерода увеличивается более чем на 20%, перенос распылением GMAW становится все более проблематичным, особенно с меньшими диаметрами электродов.

Аргон также обычно смешивают с другими газами, кислородом, гелием, водородом и азотом. Добавление до 5% кислорода (например, более высокие концентрации диоксида углерода, упомянутые выше) может быть полезно при сварке нержавеющей стали, однако в большинстве случаев предпочтительнее диоксид углерода. Повышенное содержание кислорода заставляет защитный газ окислять электрод, что может привести к пористости в осадке, если электрод не содержит достаточного количества раскислителей. Избыточный кислород, особенно при использовании там, где он не предписан, может привести к ломкости в зоне термического влияния. Смеси аргона и гелия чрезвычайно инертны и могут использоваться для обработки цветных металлов. Концентрация гелия 50–75% повышает необходимое напряжение и увеличивает нагрев дуги из-за более высокой температуры ионизации гелия. Иногда к аргону добавляют водород в небольших концентрациях (примерно до 5%) для сварки никелевых деталей и толстых деталей из нержавеющей стали. В более высоких концентрациях (до 25% водорода) его можно использовать для сварки проводящих материалов, таких как медь. Однако его не следует использовать для стали, алюминия или магния, поскольку он может вызвать пористость и водородное охрупчивание .

Также доступны смеси защитных газов из трех и более газов. Смеси аргона, двуокиси углерода и кислорода продаются для сварки сталей. Другие смеси добавляют небольшое количество гелия к комбинациям аргон-кислород. Утверждается, что эти смеси обеспечивают более высокое напряжение дуги и скорость сварки. Гелий также иногда служит базовым газом с добавлением небольшого количества аргона и диоксида углерода. Однако, поскольку он менее плотен, чем воздух, гелий менее эффективно защищает сварной шов, чем аргон, который плотнее воздуха. Это также может привести к проблемам со стабильностью дуги и проникновению, а также к увеличению разбрызгивания из-за гораздо более энергичной дуговой плазмы. Гелий также значительно дороже других защитных газов. Другие специализированные и часто патентованные газовые смеси требуют еще больших преимуществ для конкретных приложений.

Несмотря на то, что он ядовит, следы оксида азота могут использоваться для предотвращения образования еще более опасного озона в дуге.

Желаемая скорость потока защитного газа зависит в первую очередь от геометрии сварного шва, скорости, тока, типа газа и режима переноса металла. Сварка плоских поверхностей требует более высокого расхода, чем сварка материалов с канавками, поскольку газ рассеивается быстрее. Как правило, более высокая скорость сварки означает, что необходимо подавать больше газа для обеспечения надлежащего покрытия. Кроме того, более высокий ток требует большего потока, и, как правило, для обеспечения адекватного покрытия требуется больше гелия, чем при использовании аргона. Возможно, наиболее важно то, что четыре основных варианта GMAW имеют разные требования к потоку защитного газа — для небольших сварочных ванн в режимах короткого замыкания и импульсного распыления обычно подходит около 10  л / мин (20 фут 3 / ч ), тогда как для шаровидных передача, предпочтительно около 15 л / мин (30 футов 3 / ч). Вариант струйного переноса обычно требует большего потока защитного газа из-за его более высокого тепловложения и, следовательно, большей сварочной ванны. Обычно расход газа составляет приблизительно 20–25 л / мин (40–50 фут 3 / ч).

Трехмерная печать на основе GMAW

GMAW также использовался как недорогой метод для трехмерной печати металлических объектов. Для использования GMAW были разработаны различные 3D-принтеры с открытым исходным кодом . Такие компоненты, изготовленные из алюминия, конкурируют с более традиционно производимыми компонентами по механической прочности. Создав плохой сварной шов на первом слое, детали, напечатанные GMAW 3-D, можно удалить с подложки с помощью молотка.

Операция

Площадь сварного шва GMAW. (1) Направление движения, (2) Контактная трубка, (3) Электрод, (4) Защитный газ, (5) Расплавленный металл шва, (6) Затвердевший металл шва, (7) Заготовка.

Для большинства областей применения газовая дуговая сварка металлическим электродом — это довольно простой процесс сварки, который требует не более недели или двух для освоения базовой техники сварки. Даже когда сварка выполняется хорошо обученными операторами, качество сварки может колебаться, так как оно зависит от ряда внешних факторов. Все методы сварки GMAW опасны, хотя, возможно, и в меньшей степени, чем некоторые другие методы сварки, такие как дуговая сварка в среде защитного металла .

Техника

Базовая техника GMAW несложна, и большинство людей могут достичь разумного мастерства за несколько недель при условии надлежащей подготовки и достаточной практики. Поскольку большая часть процесса автоматизирована, GMAW освобождает сварщика (оператора) от бремени поддержания точной длины дуги, а также подачи присадочного металла в сварочную ванну, скоординированных операций, которые требуются в других процессах ручной сварки, таких как экранирование металлическая дуга. GMAW требует только, чтобы сварщик направлял пистолет в правильном положении и ориентации вдоль свариваемой области, а также периодически очищал газовое сопло пистолета для удаления скопившихся брызг. Дополнительные навыки включают знание того, как настроить сварочный аппарат так, чтобы напряжение, скорость подачи проволоки и скорость потока газа соответствовали свариваемым материалам и используемому размеру проволоки.

Важно поддерживать относительно постоянное контактное расстояние до рабочей поверхности (расстояние вылета ). Чрезмерный вылет может привести к преждевременному расплавлению проволочного электрода, вызывая разбрызгивание дуги, а также может вызвать быстрое рассеивание защитного газа, что ухудшит качество сварного шва. Напротив, недостаточный вылет может увеличить скорость накопления брызг внутри сопла пистолета и, в крайних случаях, может вызвать повреждение контактного наконечника пистолета. Расстояние вылета различается в зависимости от процесса сварки GMAW и применения.

Ориентация пистолета относительно сварной детали также важна. Его следует держать так, чтобы угол между заготовками делился пополам; то есть под углом 45 градусов для углового шва и 90 градусов для сварки плоской поверхности. Угол движения или угол упора — это угол пистолета по отношению к направлению движения, и он обычно должен оставаться приблизительно вертикальным. Однако желаемый угол несколько изменяется в зависимости от типа используемого защитного газа — с чистыми инертными газами нижняя часть горелки часто находится немного впереди верхней секции, тогда как противоположное верно, когда сварочная атмосфера представляет собой двуокись углерода.

Позиционная сварка, то есть сварка вертикальных или потолочных стыков, может потребовать использования техники плетения для обеспечения надлежащего наплавки и проплавления. При позиционной сварке под действием силы тяжести расплавленный металл выходит из ванны, что приводит к образованию кратеров и подрезов — двух условий, которые приводят к слабому сварному шву. Плетение постоянно перемещает зону плавления, чтобы ограничить количество наплавленного металла в любой точке. Поверхностное натяжение затем помогает удерживать расплавленный металл в луже до тех пор, пока он не затвердеет. Для развития навыков позиционной сварки требуется некоторый опыт, но обычно он быстро осваивается.

Качество

Двумя наиболее распространенными проблемами качества при GMAW являются окалина и пористость . Если их не контролировать, они могут стать причиной более слабых и менее пластичных сварных швов. Окалина — особенно распространенная проблема при сварке алюминия GMAW, обычно возникающая из-за частиц оксида алюминия или нитрида алюминия, присутствующих в материалах электрода или основных материалов. Электроды и детали необходимо очистить металлической щеткой или обработать химическими веществами для удаления оксидов с поверхности. Любой кислород, контактирующий со сварочной ванной, будь то из атмосферы или защитного газа, также вызывает образование окалины. В результате необходим достаточный поток инертных защитных газов и следует избегать сварки в движущемся воздухе.

В GMAW основной причиной пористости является улавливание газа в сварочной ванне, которое происходит, когда металл затвердевает до выхода газа. Газ может поступать из-за примесей в защитном газе или на заготовке, а также из-за слишком длинной или сильной дуги. Как правило, количество захваченного газа напрямую связано со скоростью охлаждения сварочной ванны. Из-за более высокой теплопроводности алюминиевые сварные швы особенно чувствительны к более высокой скорости охлаждения и, следовательно, к дополнительной пористости. Чтобы его уменьшить, заготовка и электрод должны быть чистыми, скорость сварки уменьшена, а ток должен быть достаточно высоким, чтобы обеспечить достаточный подвод тепла и стабильный перенос металла, но достаточно низким, чтобы дуга оставалась устойчивой. Предварительный нагрев также может помочь снизить скорость охлаждения в некоторых случаях за счет уменьшения температурного градиента между областью сварного шва и основным металлом.

Безопасность

Дуговая сварка в любой форме может быть опасной, если не будут приняты соответствующие меры. Поскольку в GMAW используется электрическая дуга, сварщики должны носить подходящую защитную одежду, в том числе толстые перчатки и защитные куртки с длинными рукавами, чтобы свести к минимуму воздействие самой дуги, а также сильного тепла, искр и горячего металла. Интенсивное ультрафиолетовое излучение дуги может вызвать солнечные ожоги незащищенной кожи, а также состояние, известное как дуга глаза , воспаление роговицы или, в случае длительного воздействия, необратимое повреждение сетчатки глаза . Обычные сварочные маски содержат темные лицевые пластины для предотвращения этого воздействия. В новых конструкциях шлема используется лицевая панель на основе жидких кристаллов, которая самозатемняется при воздействии дуги. Прозрачные сварочные завесы из поливинилхлоридной пластиковой пленки часто используются для защиты находящихся поблизости рабочих и посторонних лиц от воздействия дуги.

Сварщики часто подвергаются воздействию опасных газов и взвешенных в воздухе твердых частиц. GMAW производит дым, содержащий частицы различных типов оксидов , и размер частиц имеет тенденцию влиять на токсичность дыма. Более мелкие частицы представляют большую опасность. Концентрации углекислого газа и озона могут оказаться опасными при недостаточной вентиляции. Другие меры предосторожности включают хранение горючих материалов вдали от рабочего места и наличие поблизости работающего огнетушителя .

Режимы переноса металла

Три режима переноса в GMAW: шаровое, короткое замыкание и распыление. Существует несколько признанных разновидностей этих трех режимов переноса, включая модифицированное короткое замыкание и импульсное распыление.

Шаровидный

GMAW с глобулярным переносом металла считается наименее желательным из трех основных вариантов GMAW из-за его тенденции к высокому нагреву, плохой поверхности сварного шва и разбрызгиванию. Изначально этот метод был разработан как экономичный способ сварки стали с использованием GMAW, поскольку в этом варианте используется диоксид углерода, менее дорогой защитный газ, чем аргон. К его экономическим преимуществам добавлялась высокая скорость наплавки, обеспечивающая скорость сварки до 110 мм / с (250 дюймов / мин). По мере того, как сварочный шов выполняется, шарик из расплавленного металла от электрода имеет тенденцию нарастать на конце электрода, часто неправильной формы с большим диаметром, чем сам электрод. Когда капля окончательно отделяется под действием силы тяжести или короткого замыкания, она падает на заготовку, оставляя неровную поверхность и часто вызывая разбрызгивание. Из-за большой капли расплава процесс обычно ограничивается плоскими и горизонтальными положениями сварки, требует более толстых деталей и приводит к большей сварочной ванне.

Короткое замыкание

Дальнейшие разработки в области сварки стали с помощью GMAW привели к варианту, известному как перенос короткого замыкания (SCT) или GMAW с короткой дугой, при котором ток ниже, чем при шаровом методе. В результате более низкого тока значительно снижается тепловложение для вариации с короткой дугой, что позволяет сваривать более тонкие материалы, уменьшая при этом величину деформации и остаточного напряжения в зоне сварки. Как и при шаровидной сварке, расплавленные капли образуются на кончике электрода, но вместо того, чтобы падать в сварочную ванну, они перекрывают зазор между электродом и сварочной ванной в результате более низкой скорости подачи проволоки. Это вызывает короткое замыкание и гаснет дугу, но она быстро зажигается снова после того, как поверхностное натяжение сварочной ванны отрывает валик расплавленного металла от наконечника электрода. Этот процесс повторяется примерно 100 раз в секунду, благодаря чему дуга кажется постоянной для человеческого глаза. Этот тип переноса металла обеспечивает лучшее качество сварки и меньшее разбрызгивание, чем шаровое изменение, и позволяет выполнять сварку во всех положениях, хотя и с более медленным нанесением сварочного материала. Установка параметров процесса сварки (вольт, ампер и скорость подачи проволоки) в относительно узком диапазоне имеет решающее значение для поддержания стабильной дуги: обычно от 100 до 200 ампер при 17-22 вольт для большинства применений. Кроме того, использование переноса короткой дуги может привести к отсутствию плавления и недостаточному проплавлению при сварке более толстых материалов из-за более низкой энергии дуги и быстрого замерзания сварочной ванны. Как и шаровидный вариант, его можно использовать только на черных металлах.

Перенос холодного металла

Для тонких материалов используется технология Cold Metal Transfer (CMT), уменьшающая ток при регистрации короткого замыкания, производя много капель в секунду. CMT можно использовать для алюминия.

Спрей

Перенос распылением GMAW был первым методом переноса металла, использованным в GMAW, и хорошо подходил для сварки алюминия и нержавеющей стали с использованием инертного защитного газа. В этом процессе GMAW металл сварочного электрода быстро проходит по стабильной электрической дуге от электрода к заготовке, что по существу устраняет разбрызгивание и приводит к высококачественной отделке сварного шва. Когда ток и напряжение увеличиваются за пределами диапазона передачи короткого замыкания, перенос металла сварочного электрода переходит от больших глобул через маленькие капли к испаренному потоку при самых высоких энергиях. Поскольку этот вариант переноса парообразным распылением в процессе сварки GMAW требует более высокого напряжения и тока, чем перенос короткого замыкания, и в результате более высокого тепловложения и большей площади сварочной ванны (для данного диаметра сварочного электрода) он обычно используется только на заготовки толщиной более 6,4 мм (0,25 дюйма).

Кроме того, из-за большой сварочной ванны она часто ограничивается плоскими и горизонтальными положениями сварки, а иногда также используется для сварки вертикальных швов вниз. Обычно это нецелесообразно для корневых швов. Когда электрод меньшего размера используется в сочетании с меньшим тепловложением, его универсальность увеличивается. Максимальная скорость наплавки для GMAW со струйной дугой относительно высока — около 600 мм / с (1500 дюймов / мин).

Импульсный спрей

Разновидность режима распыления, импульсное распыление, основано на принципах распыления, но использует импульсный ток для плавления присадочной проволоки и позволяет одной маленькой капле расплавленного металла падать с каждым импульсом. Импульсы позволяют снизить средний ток, уменьшая общее тепловложение и, таким образом, уменьшая размер сварочной ванны и зоны термического влияния, позволяя сваривать тонкие детали. Импульс обеспечивает стабильную дугу и отсутствие брызг, так как не происходит короткого замыкания. Это также делает процесс пригодным почти для всех металлов, а также можно использовать более толстую электродную проволоку. Меньшая сварочная ванна делает вариацию более универсальной, позволяя выполнять сварку во всех положениях. По сравнению с GMAW с короткой дугой этот метод имеет несколько более низкую максимальную скорость (85 мм / с или 200 дюймов / мин), и для этого процесса также требуется, чтобы в качестве защитного газа использовался в основном аргон с низкой концентрацией диоксида углерода. Кроме того, требуется специальный источник питания, способный выдавать импульсы тока с частотой от 30 до 400 импульсов в секунду. Однако этот метод приобрел популярность, поскольку требует меньшего тепловложения и может использоваться для сварки тонких деталей, а также цветных металлов.

Сравнение с дуговой сваркой порошковой проволокой

Порошковый , самозащита или безгазовый провод вскармливании сварка была разработана для простоты и переносимости. Это позволяет избежать использования газовой системы обычного GMAW и использовать порошковую проволоку, содержащую твердый флюс. Этот флюс испаряется во время сварки и образует шлейф защитного газа. Хотя это соединение описывается как «флюс», это соединение малоактивно и действует в основном как инертный экран. Проволока имеет немного больший диаметр, чем для сопоставимого сварного шва в среде защитного газа, чтобы оставить место для флюса. Наименьший из доступных — 0,8 мм в диаметре по сравнению с 0,6 мм для сплошной проволоки. Защитный пар немного активен, а не инертен, поэтому всегда используется MAGS, но не MIG (защита от инертного газа). Это ограничивает процесс сталью, а не алюминием.

Эти безгазовые машины работают как DCEN, а не как DCEP, обычно используемый для сплошной проволоки GMAW. DCEP, или DC Electrode Positive, превращает сварочную проволоку в положительно заряженный анод , который является более горячей стороной дуги. При условии, что он переключается с DCEN на DCEP, для порошковой проволоки можно также использовать газозащитный механизм подачи проволоки.

Считается, что порошковая проволока имеет некоторые преимущества при сварке на открытом воздухе на объекте, поскольку шлейф защитного газа с меньшей вероятностью унесет ветром, чем защитный газ из обычного сопла. Небольшой недостаток заключается в том, что, как при сварке SMAW (электродной сваркой), на сварной валик может осаждаться некоторый флюс, что требует более тщательной очистки между проходами.

Сварочные аппараты с флюсовой сердцевиной наиболее популярны на уровне любителей, поскольку они немного проще, но в основном потому, что они позволяют избежать затрат на подачу защитного газа либо через арендованный баллон, либо из-за высокой стоимости одноразовых баллонов.

Смотрите также

Ссылки

Библиография

дальнейшее чтение

  • Блант, Джейн; Балчин, Найджел С. (2002). Здоровье и безопасность при сварке и родственных процессах . Кембридж, Великобритания: Вудхед. ISBN 978-1-85573-538-5.
  • Хикс, Джон (1999). Сварные соединения конструкции . Промышленная пресса. ISBN 978-0-8311-3130-2.
  • Минник, Уильям Х. (2007). Справочник по газовой дуговой сварке металлов . Тинли Парк: Гудхарт – Уиллкокс . ISBN 978-1-59070-866-8.
  • Тенденции исследований в области сварки . Парк материалов, Огайо: ASM International. 2003. ISBN 978-0-87170-780-2.

внешние ссылки

газовая сварка — это… Что такое газовая сварка?


газовая сварка
га́зовая сва́рка
соединение деталей с нагревом (плавлением) мест сварки газовым пламенем, получаемым при сжигании различных горючих веществ в кислороде. Различают водородно-кислородную, бензино-кислородную, ацетилено-кислородную и другие виды сварки. Наибольшее промышленное применение получила ацетилено-кислородная сварка. В отличие от электрической дуги или других источников энергии, газовое пламя нагревает материал медленнее и более плавно. Это определяет целесообразность применения газовой сварки для соединения деталей из чугуна, инструментальных сталей, когда нужны подогрев или медленное охлаждение в процессе соединения металла. Для газовой сварки не требуется сложного оборудования (используются сварочные горелки и газ из баллона), поэтому этот способ сварки часто применяется при ремонтных работах. Разновидностью газовой сварки является газопрессовая сварка, производимая с осадкой (сдавливанием) после нагрева соединяемых частей – труб, рельсов и т. п.

Сварочная горелка для газовой сварки:

1 – кислород; 2 – горючий газ; 3 – регулятор подачи кислорода; 4 – регулятор подачи горючего газа

Энциклопедия «Техника». — М.: Росмэн. 2006.

.

  • газобетон
  • газовая турбина

Смотреть что такое «газовая сварка» в других словарях:

  • газовая сварка — Сварка плавлением, при которой для нагрева используется тепло пламени смеси газов, сжигаемой с помощью горелки. [ГОСТ 2601 84] [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] газовая сварка Сварка плавлением, при… …   Справочник технического переводчика

  • ГАЗОВАЯ СВАРКА — ГАЗОВАЯ СВАРКА, сварка плавлением с помощью пламени, образованного при сжигании смеси горючего газа (ацетилена, водорода, паров бензина и др.) с кислородом в сварочной горелке. Созданию газовой сварки способствовали использованию процессов… …   Современная энциклопедия

  • Газовая сварка — ГАЗОВАЯ СВАРКА, сварка плавлением с помощью пламени, образованного при сжигании смеси горючего газа (ацетилена, водорода, паров бензина и др. ) с кислородом в сварочной горелке. Созданию газовой сварки способствовали использованию процессов… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • ГАЗОВАЯ СВАРКА — см. Сварка. Технический железнодорожный словарь. М.: Государственное транспортное железнодорожное издательство. Н. Н. Васильев, О. Н. Исаакян, Н. О. Рогинский, Я. Б. Смолянский, В. А. Сокович, Т. С. Хачатуров. 1941 …   Технический железнодорожный словарь

  • ГАЗОВАЯ СВАРКА — способ сварки металлических изделий с помощью газового пламени, образованного при сгорании смеси горючего газа (ацетилена, водорода, паров бензина и др.) с кислородом. Применяют для сварки тонкостенных изделий из стали, цветных металлов и сплавов …   Большой Энциклопедический словарь

  • Газовая сварка — Устройство газового резака …   Википедия

  • Газовая сварка — 32. Газовая сварка Сварка плавлением, при которой для нагрева используется тепло пламени смеси газов, сжигаемой с помощью горелки Источник: ГОСТ 2601 84: Сварка металлов. Термины и определения основных понятий оригинал документа …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • газовая сварка — способ сварки металлических изделий с помощью газового пламени, образованного при сгорании смеси горючего газа (ацетилена, водорода, паров бензина и др.) с кислородом. Применяют для сварки тонкостенных изделий из стали, цветных металлов и сплавов …   Энциклопедический словарь

  • газовая сварка — dujinis suvirinimas statusas T sritis chemija apibrėžtis Neišardomas metalinių detalių sujungimas dujų liepsna. atitikmenys: angl. gas welding rus. газовая сварка ryšiai: sinonimas – autogeninis suvirinimas …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • ГАЗОВАЯ СВАРКА — сварка плавлением, при к рой для нагрева используется теплота пламени смеси горючего газа (ацетилена, водорода, паров бензина и др.) с кислородом, сжигаемой с помощью горелки сварочной. Наибольшую темп ру (ок. 3200 °С) имеет ацетилено кислородное …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • газовая сварка — [gas welding] сварка плавлением, при которой свариваемые поверхности нагреваются газовым пламенем, питание газами горелок при газопламенной сварке осуществляется от баллонов (О2 и С2h3 ) и непосредственно от генераторов горючих газов. Такие газы …   Энциклопедический словарь по металлургии


Дуговая сварка в защитном газе: описание технологии, режимы, способы

Дуговая сварка в защитном газе представляет собой метод, который значительно повышает качество результата работы. Эта технология имеет ряд особенностей. Прежде чем применять ее, мастер должен ознакомиться с основами дуговой сварки, которая проводится в среде защитных газов. Об особенностях этой технологии будет рассказано далее.

 

Особенности методики

Одним из подвидов дугового соединения металлических изделий, заготовок является дуговая сварка в защитных газах. ГОСТом регламентирован процесс, во время которого в точку плавления подается газ. Это может быт аргон, кислород, азот или прочие разновидности. Существуют определенные особенности подобного процесса.

Каждый сварщик знает, что качество сварного шва зависит не только от умений мастера, а еще и от условий в точке плавления. В идеальном случае здесь должны присутствовать только электрод и присадочные материалы. Если сюда попадают иные элементы, они способны оказать негативное воздействие на сварку. Место спайки будет из-за этого недостаточно прочным.

Технология ручной дуговой сварки в защитном газе появилась еще в 1920 году. Применение подобных субстанций позволяет сделать швы без шлака. Они характеризуются высокой чистотой, не покрываются микротрещинами. Этот метод активно применяется в промышленности при создании разных элементов из металла.

Особые пропорции защитных газов позволяют снять напряжение в зоне расплава. Здесь не возникают поры, что заметно повышает качество спайки. Шов становится прочнее.

В промышленных условиях в ходе сварочных работ применяют стержни, смешанные с аргоном и диоксидом углерода. Благодаря такой комбинации дуга становится постоянной, оберегая зону расплава от сквозняков. Это позволяет соединить тонкие листы металла.

Если же требуется выполнить глубокую проплавку, смешивают углекислый газ и кислород. Этот состав обладает окислительными свойствами, защищает шов от пористости. Существует множество методик, которые предполагают применять разные газы в ходе сварочных работ. Выбор зависит от особенностей проведения этого процесса.

Техника сварки

Существуют разные режимы дуговой сварки в среде защитного газа. Применяется две основные методики. Первая из них предполагает применение плавящихся шпилей. По ним проходит ток, а стержень из-за этого расплавляется, образуя прочный шов. Этот материал обеспечивает прочное соединение.

Вторая методика предполагает проведение дуговой сварки в защитном газе неплавящимся электродом. В этом случае ток также проходит по стержню, но материал соединяется благодаря расплавлению краев металлических деталей, заготовок. Материал электрода не становится частью шва.

В ходе проведения подобных манипуляций применяются разные газы:

  • Инертные. Такие субстанции не имеют запаха и цвета. У атомов присутствует плотная оболочка из электродов. Это обуславливает их инертность. К инертным газам относятся аргон, гелий и т. д.
  • Активные. Растворяются в металлической заготовке, вступая с ней в реакцию. К таким средам относятся диоксид углерода, водород, азот и т. д.
  • Комбинированные. В ходе определенных процессов нужно применять обе разновидности газов. Поэтому сварка проходит в среде как активных, так и инертных газов.

Чтобы выбрать газовую среду, учитывают состав металла, экономичность самой процедуры, а также свойства спайки. Могут учитываться и прочие нюансы.

В ходе применения инертных газов устойчивость дуги повышается, что позволяет выполнить глубокую расплавку. Подобные вещества подаются в зону расплава несколькими потоками. Если он идет параллельно стержню, это центральный поток. Также есть боковые и концентрические струи. Также газ может подаваться в подвижную насадку, установленную над рабочей средой.

Стоит отметить, что при дуговой сварке, которая происходит в газовой ванне, тепловые параметры приемлемые для производства шва требуемой модели, качества и размера. Выбор режима Чтобы соответствовать требованиям ГОСТ, дуговая сварка в защитных газах может проводиться в разных режимах. Для этого в большинстве случаев требуется применение инверторов полуавтоматического типа. При помощи такой аппаратуры становится возможным регулировать поток электричества, его напряжения.

Инверторные полуавтоматы служат источником питания. Они могут отличаться мощностью, а также опциями. Эксплуатационные качества зависят от модели. Для большинства стандартных операций, в ходе которых не требуется проведение сварки толстых или нечасто используемых сплавов, применяются простые аппараты.

Автоматическая дуговая сварка в среде защитных газов различается массой параметров:

  • Радиус проволоки.
  • Диаметр проволоки.
  • Сила электричества.
  • Напряжение.
  • Скорость подачи контакта.
  • Расход газа.

Существующие полуавтоматические режимы дуговой сварки в защитных газах также разделяют на локальные и общие. В первом случае защитный газ поступает из сопла в зону сварки. Этот вариант применяется чаще. При помощи локальной сварки можно соединить разные материалы, но результат не всегда может быть удовлетворительным.

При использовании локальной подачи газа в зону расплава может попадать воздух. Это снижает качество шва. Чем больше заготовка, которую нужно сварить, тем хуже будет результат при использовании такой методики.

Если нужно сварить крупногабаритные детали, применяются камеры, в которых регулируется атмосфера. Из них откачивается воздух, создается вакуум. Дальше в камеру закачивают нужный по технологии газ. При помощи дистанционного управления производится сварка.

Подготовка к сварке

Чтобы правильно выполнить процедуру соединения металлических заготовок, нужно понимать сущность дуговой сварки в защитном газе. Сварка требует правильной подготовки. Эта процедура всегда одинаковая, независимо от технологии сварки. Сначала кромкам придают правильную геометрию. Это определяется ГОСТом 14771-76.

Механизированная дуговая сварка в защитном газе применяется для полной проварки сплава, что позволяет полностью соединить края заготовки. Зазора между ними не остается. Если же присутствует определенный отступ, разделка краев, проварку можно провести для заготовки, толщина которой не превышает 11 мм.

Для увеличения производительности в процессе автоматической сварки проводится разделка краев заготовок без откосов.

После проведения сварки в углекислом газе потребуется очищать всю плоскость шва от грязи и шлака. Чтобы загрязнение было менее значительным, поверхности обрабатывают особыми составами. Чаще всего это аэрозоли, которые распыляют на металл. Ждать его высыхания не нужно.

В ходе последующей сборки применяются стандартные запчасти, например, клинья, прихватки, скобы и т. д. Конструкция перед началом работы требует тщательного осмотра.

Преимущества и недостатки

Ручная и автоматическая дуговая сварка в защитных газах имеет как преимущества, так и недостатки.

К положительным качествам этого метода относятся:

  • Качество шва получается очень высокое. Этого не могут обеспечить иные методики сварки.
  • Большинство защитных газов стоит относительно недорого, поэтому процесс сварки не удорожается сильно. Даже дешевые газы обеспечивают качественную защиту.
  • Опытный сварщик, который ранее применял иные методики, легко освоит и эту технологию, поэтому поменять специфику маневров сможет даже крупное предприятие с большим количеством сотрудников в штате.
  • Процесс универсальный, позволяет сварить как тонкие, так и толстые листы металла.
  • Производительность высокая, что положительно сказывается на результатах работы производства.
  • Методика применяется не только для сварки черных, но и цветных металлов и сплавов.
  • Процесс сварки при использовании газовой защитной ванны легко поддается модернизации. Его можно переделать из ручного в автоматический.
  • Процесс сварки можно приспособить ко всем тонкостям производства.

Автоматическая и ручная дуговая сварка в среде защитных газов имеет и определенные недостатки:

  • Если сварка производится на открытом участке, нужно обеспечить хорошую герметичность камеры. В противном случае защитные газы могут выветриваться.
  • Если же сварка проводится в помещении, здесь обязательно должна быть обустроена качественная система вентиляции.
  • Некоторые разновидности газов стоят дорого (например, аргон). Это повышает себестоимость продукции, удорожает весь процесс производства.

Разновидности газов

Дуговая сварка в среде защитных газов производится в разных средах. Они могут быть активными или инертными. К последним относятся такие вещества как Ar, He и прочее. Они не растворяются в железе, не вступают с ним в реакцию.

Инертные газы применяют для сварки алюминия, титана и прочих популярных материалов. Дуговая сварка в защитном газе неплавящимся электродом применяется для стали, которая плохо поддается плавлению.

Активные газы также применяются в ходе проведения подобных работ. Но в этом случае чаще используют дешевые разновидности, например, азот, водород, кислород. Одним из самых популярных веществ, которые применяются в ходе сварки, является двуокись углерода. По цене это самый выгодный вариант.

Особенности газов, чаще всего применяемых в ходе процесса сварки, следующие:

  • Аргон не воспламеняется, а также не взрывоопасен. Он обеспечивает качественную защиту сварного шва от неблагоприятных внешних воздействий.
  • Гелий поставляется в баллонах с повышенной устойчивостью к давлению, которое здесь достигает 150 атм. Сжижается газ при очень низкой температуре, достигающей -269ºС.
  • Двуокись углерода является неядовитым газом, который не имеет запаха и цвета. Это вещество добывают из дымовых газов. Для этого применяется специальное оборудование.
  • Кислород является веществом, которое способствует горению. Его получают при помощи охлаждения из атмосферы.
  • Водород при контакте с воздухом становится взрывоопасным. При обращении с таким веществом важно соблюдать все требования безопасности. Газ не обладает цветом и запахом, помогает процессам воспламенения.

Особенности сварки в углекислоте, азоте

Дуговая сварка в защитном газе плавящимся электродом проводится при использовании углекислоты. Это самая дешевая методика, которая сегодня пользуется большим спросом. Под воздействием сильного нагрева в зоне плавления СО₂ превращается в СО и О. Чтобы уберечь поверхность от окислительной реакции, в проволоке присутствуют кремний и марганец.

Это также приводит к некоторым неудобствам. Кремний и марганец вступают между собой в реакцию, образуя шлак. Он проступает на поверхности шва, требуя устранения. Это выполнить несложно. На качество сварного шва это обстоятельство никакого воздействия не имеет.

Перед началом работы из баллона удаляют воду, для чего его переворачивают. Это нужно делать с определенной периодичностью. Если не выполнить такую манипуляцию, шов станет пористым. Его прочностные качества будут невысокими.

Дуговая сварка в защитном газе может выполняться при помощи азота. Эта технология применяется для спайки медных заготовок или деталей из нержавейки. С этими сплавами азот не вступает в химическую реакцию. В ходе проведения сварки применяются графитовые или угольные электроды. Если применять для этих целей вольфрамовые контакты, это вызывает их перерасход.

Важно правильно настраивать оборудование. Это зависит от сложности сварки, типа материала и прочих условий. Чаще всего применяется оборудование с напряжением 150-500 А. Оно создает дугу 22-30 В, а расход газа при этом составляет 10 л/мин.

Процесс сварки

Дуговая сварка в защитном газе является эффективной методикой. Но чтобы этого добиться, мастер должен выполнять все требования, выдвигаемые стандартами к этому процессу. Эта методика несколько отличается от иных техник, что мастер должен обязательно учитывать.

Сначала металл готовят для проведения процесса сварки. При использовании такой технологии эта процедура оказывает меньшее воздействие на результат, но проводить ее нужно. Далее проводится настройка оборудования в соответствии с параметрами сварки. Учитывается толщина и тип материала.

Когда оборудование будет готово, производится розжиг дуги. При этом подпаливают пламя горелки. Некоторые разновидности сварки предполагают проведение предварительного прогрева заготовки. Для этого сначала включают горелку, при помощи которой производится предварительная обработка металла.

Когда вокруг дуги начнет образовываться сварочная ванна, начинают подавать проволоку. Для этого оборудование оснащают специальным подающим устройством. Оно поставляет проволоку в зону расплава с определенной скоростью. Если нужно сделать длинный шов, это удобно, так как дугу не придется разрывать. Для этого применяется неплавкий электрод, который поддерживает дугу длительное время.

Если сварка происходит при использовании постоянного тока, его полярность должна быть обратной. Это сокращает вероятность разбрызгивания, но повышается расход металла. Коэффициент наплавления при использовании подобной методики заметно снижается. При прямой полярности он возрастает в 1,5 раз.

Ванну желательно вести слева направо (если мастер правша). Так будет видно процесс формирования шва. Также все действия нужно выполнять по направлению к себе. Шов создается просто, от мастера требуется только ровно вести аппарат на перманентной скорости.

Дуга отрывается от заготовки в обратном направлении относительно движения сварки. В некоторых случаях после такой манипуляции может потребоваться дополнительный прогрев.

Оборудование

Дуговая сварка в защитном газе производится при помощи специального оборудования. Оно применяет стандартные источники электропитания, а также обладает функцией регулировки напряжения.

Агрегаты для сварки оснащаются устройством, передающим проволоку. Также здесь предусмотрены узлы для подачи газов в зону плавления при помощи шлангов из баллонов. Процедура сварки производится при постоянной высокой частотности тока. От правильности регулировки зависит стабильность дуги. Также настраивается скорость подачи проволоки. Наиболее популярными агрегатами для проведения подобной сварки являются:

  • «Импульс 3А». Применяется для сварки алюминия, но недостатком является малая функциональность прибора. Его также можно применять для сварки черных металлов, а также создания потолочных швов.
  • «ПДГ-502». Применяется для проведения спайки в углекислом газе. Аппарат надежный и производительный. Работает от сети как 220 В, так и 380 В. Электричество может регулироваться от 100 А до 500 А.
  • «УРС 62А». Применяется при сварке в полевых условиях. Преимущественно используется для сварки алюминия, но может и обработать титан.

Средства защиты

Сварочные работы при использовании газа отличаются высокой степенью опасности, особенно при использовании взрывоопасных веществ. Поэтому сварщик должен применять в работе индивидуальные средства защиты. Они должны закрывать кожу, глаза, не позволять мастеру вдыхать вредные пары.

Даже если проводится кратковременная сварка в собственном гараже, мастер должен применять специальную маску, респиратор и термоустойчивые краги. В этом случае работа будет выполняться в безопасном режиме, что также сильно отражается на качестве результата.

Сварка газом


Как осуществляется газовая сварка своими руками?

  • Дата: 21-05-2015
  • Просмотров: 371
  • Рейтинг: 44

Газовая сварка широко востребована на производстве и в домашнем хозяйстве. Все больше частников, предпочитающих самостоятельно выполнять различные работы, делают это с использованием сложной техники. Это позволяет им выполнять усложненные задачи и осуществлять разнообразные проекты.

Схема самодельного сварочного аппарата.

По этой причине газовая сварка своими руками интересует домашних мастеров. Но прежде чем брать в руки горелку, надо узнать, чем и как это делается.

Сварочные работы на газе: назначение и специфика

Газосварка — это процесс плавления основного и присадочного металлов на кромках деталей в результате воздействия на них пламени горелки. Выбор химсостава присадочных прутков зависит от физико-химических характеристик основного металла.

Рисунок 1. Технология газовой сварки.

Пламя поддерживается за счет подачи к горелке газа вместе с технически чистым кислородом (рис.1). Добавление последнего и делает огонь пригодным для применения в сварке. Причем тем, какую долю занимает кислород, определяется свойство огня и его практическое применение.

По соотношению газов пламя газовой сварки делится на три вида:

  • восстановительное;
  • окислительное;
  • науглероживающее.

Пламя первого вида (его еще называют нормальным) содержит равные доли ацетилена и кислорода. Окислительный огонь образуется при избытке кислорода, а науглероживающий отличается избытком ацетилена.

В отличие от электродуговой сварки, газовая обеспечивает плавный нагрев металлических кромок.

С ее помощью при разных способах пайки и наплавки обрабатываются стальные детали, имеющие толщину 0,2-5 мм, различные типы инструментальных сталей, а также цветные металлы и чугун. Все указанные металлы необходимо сваривать путем мягкого и медленного нагревания

Какие газы применяются при газосварке?

Пламя газовой горелки создается благодаря сгоранию рабочих газов под воздействием кислорода. Чистота последнего должна быть не ниже 98%.

В газовой сварке в качестве горючих газов используются несколько газообразных химических элементов. Это ацетилен, метан, водород, пропан и пропанбутановые смеси, пары осветительного керосина и бензина. Все перечисленные вещества отлично горят на открытом воздухе.

Рисунок 2. Способы сварки — правый и левый.

Особенностью всех упомянутых газов является то, что они сами по себе не генерируют очень высокую температуру, необходимую для быстрого расплавления металлических структур. Для этого им требуется дополнительный кислородный поток.

Самым популярным среди указанных газообразных веществ на сегодняшний день является газ ацетилен. Он активно образуется в результате химической реакции при соединении карбида кальция с обыкновенной водой. Взаимодействуя с кислородной струей, ацетилен в момент сгорания «выдает» температуру до 3200-3400 °С. Для его получения используют специальные генераторы, которые в настоящее время широко производятся промышленностью.

В газосварочном аппарате соединение ацетилена с кислородом происходит в специальной смесительной части горелки. В эту камеру через шланги оба газа подаются по отдельности: ацетилен из генератора, а кислород из баллона, который традиционно имеет либо голубую, либо синюю окраску. В емкости окислитель содержится под давлением в 3-4 атмосферы.

Надо отметить, что составные компоненты газовой смеси подаются под разным давлением (у кислорода оно больше). Поэтому когда кислород попадает в центральный подающий канал горелки, его продвижение создает сильное разрежение, из-за чего ацетилен, закачиваемый под более низким давлением, самотеком засасывается в канал. Здесь, в смесительном отделе, газы смешиваются, вступают в реакцию и через наконечник поступают наружу, на точку сварки.

Особенности подготовки и сваривания металлов газосваркой

Рисунок 3. Углы наклона мундштука горелки при сварке различных толщин.

Для того чтобы правильно выполнять сварочные работы, необходимо понимать принципы сварочных операций и последовательность действий газосварщика. Технология этих работ включает подготовительные операции, в том числе обработку свариваемых кромок металлических заготовок и выбор способа сварки, настройку газовой горелки в надлежащее положение, а также определение всех требуемых параметров газосварочного аппарата, в том числе мощности огненной струи и диаметра проволочной присадки.

При подготовке к сварочным работам металлические кромки заготовки следует очистить от различных загрязнений, окалины и масла. На специальном станке или, если станка нет в наличии, с помощью обыкновенного зубила (можно использовать и пневматическую разновидность данного инструмента) на кромках делается скос, необходимый для заполнения будущего шва расплавленной сварочной присадкой.

Во время работы очень важно, чтобы положение свариваемых элементов было жестко фиксированным. Для того чтобы обеспечить невозможность их перемещения относительно друг друга, перед основной сваркой осуществляют прихватку краев заготовок.

Если идет речь о тонких металлических листах и коротких швах, то прихватки делают длиной по 6-7 мм каждая, между ними должны быть неприхваченные просветы длиной примерно 70-100 мм. Если соединяются детали из толстого металла, а швы планируется делать длинными, длина каждой прихватки должна достигать 25-30 мм при интервалах между ними в 300-500 мм.

Переходя к сварке, отметим, что ее качество в большой мере зависит от правильного положения горелки по отношению к стыковочному шву и от направления проводки по шву. Здесь различают правый и левый варианты направления производства сварочных операций (рис.2).

При использовании перемещения рабочего органа газосварочного агрегата вправо проводка осуществляется слева направо. В этом случае горелка перемещается перед проволочной присадкой, а е

Различные типы сварочных газов и их использование

Сварка намного сложнее, чем порой кажется. Когда люди впервые начинают заниматься сваркой, одна из проблем, которые действительно сбивают с толку: какой газ использовать?

Есть 10 основных газов, которые используются при сварке , и их можно смешивать вместе, чтобы создать еще больше возможностей! Однако хорошая новость заключается в том, что вы можете научиться быстро выбирать между ними, чтобы получить хорошо выполненную работу, которую вы хотите.

Наше руководство по различным типам имеющихся газов должно уменьшить любую путаницу, которая у вас есть, и убедиться, что каждый раз при сварке вы выбираете правильный газ для своей работы и делаете это с уверенностью!

Также вы можете ознакомиться с нашими обзорами лучших регуляторов сварочного газа.

Инертные и реактивные газы при сварке: краткий обзор

Есть два типа газа, которые подходят для сварки:

Инертные газы. Inert означает «инертный при определенных условиях».Это включает, но не ограничивается, благородные газы (которые, как правило, не реагируют в большинстве условий). Благородные газы также являются элементарными (чистыми элементами), но другие инертные газы обычно являются соединениями.

Однако важно помнить, что все инертные газы могут реагировать в определенных условиях, и поэтому выбор газа для сварки является важным шагом.

Реактивные газы. Как следует из названия, эти газы выбраны за их способность вступать в реакцию с другими элементами или соединениями.Они могут вызывать изменения состояния сварного шва или условий сварки.

Для чего используется газ при сварке?

Существует множество различных применений газа при сварке. Это может включать: очищать дугу от примесей (таких как пыль, другие газы, грязь и т. Д.).

Также используется для обеспечения стабильности дуги и обеспечения надлежащего переноса металла во многих сварочных процессах. следите за тем, чтобы сварочная ванна оставалась чистой под швом (это называется продувкой), как для покрытия, так и для нагрева.

Если вы не используете газ при сварке должным образом, вы можете получить слабый или пористый сварной шов или обнаружить, что при сварке будет слишком много брызг. Брызги не испортят сварной шов, но снизят производительность, так как требуют усилий для его очистки.

Защитный газ

Защитный газ

Воздух, попадающий в дугу, образует пузырьки воздуха в расплавленном металле. Это делает сварной шов слабым и непривлекательным. При сварке MIG или TIG необходимо использовать защитный газ, за ​​исключением случаев, когда присадочный материал имеет «покрытие из флюса» или «порошковое покрытие».

Обычно защитные газы инертны. Это связано с тем, что они не будут реагировать во время процесса сварки и не изменят стабильность или структуру предполагаемого сварного шва.

Выбор инертного газа повлияет на способ сварки и может улучшить проплавление, изменить текучесть металла при его плавлении и обеспечить гладкую поверхность валика.

Продувка

Продувочный газ

Продувочный газ выполняет ту же работу, что и защитный газ, но на обратной стороне сварного шва.

Обычно это делается во время сварки нержавеющей стали, и это достигается путем герметизации нижней части соединения и продувки газа над ним (вы можете использовать тот же или другой газ, что и на другой стороне соединения).

Покрытие

Защитное газовое покрытие

Покрытие не является обычным явлением, но его применяют, когда вы хотите убедиться, что сварной шов не будет окрашен или загрязнен. Пространство вокруг сварного шва заполнено газом для удаления любых загрязняющих веществ в воздухе.

Иногда это связано с помещением готового изделия в резервуар с газом, а в других случаях путем вытеснения газа из существующего пространства и его замены инертным газом.

Обогрев

Обогрев газом

Существует такой вид сварки, как газовая сварка и пайка, при которых пропускаемый через пистолет газ используется для увеличения теплоты реакции присадочного стержня. Это, конечно, требует реактивного газа.

Нет необходимости в дуге, когда газ обеспечивает мощность нагрева.

Во многих случаях газовый нагрев — это процесс предварительного нагрева для обычных сварочных работ.

Различные типы газа, используемые для сварки

Существует 10 различных «чистых» газов, которые можно использовать при сварке. Это:

Аргон

Используется во многих сварочных процессах из инертных благородных газов. Аргон не вступает в реакцию с большинством других веществ (хотя и при очень высоких температурах). Являясь 3-м наиболее распространенным газом на Земле, его также очень дешево использовать (в США).

Это защитный газ, используемый при работе с нержавеющей сталью и алюминием, но его можно использовать и с обычной углеродистой сталью, потому что он значительно способствует стабилизации дуги и постоянному переносу металла от электрода в сварочную ванну.

Сварочный газ аргон в основном используется для защиты и, в частности, для предотвращения загрязнения воздуха. Его можно использовать на этапе первичной сварки или использовать для продувки изнаночной стороны стыка. Это верный выбор для сварочного газа MIG и номер один для сварки TIG.

Цилиндр из аргона является основным элементом большинства областей сварки, поскольку сварка аргоном действительно очень распространена.

Двуокись углерода или CO 2

Также известный как газ MIG Другой очень распространенный вариант среди природных газов (мы выдыхаем CO 2 , как и все животные, хотя растения его вдыхают).

Это дешево и легко производить в промышленных масштабах.

Сварочный газ CO2 (в основном используемый для сварки MIG) используется для защиты дуги и ванны расплава.

Он стоит даже меньше, чем аргон, но заметно снижает качество сварного шва по сравнению с аргоном и может привести к большему разбрызгиванию, чем аргон.

Таким образом, его чаще используют в смеси с чем-то еще, чем чистый CO 2 . Смеси аргона CO 2 очень распространены.

Кислород

Мы дышим кислородом, и он очень важен для всей остальной жизни на Земле. Он ничего не имеет вкуса, ничего не пахнет и очень реактивен.

Чтобы использовать кислород при сварке, его обычно смешивают с другими защитными газами, чтобы изменить текучесть расплавленного металла, и это также может ускорить процесс.

Вы также можете использовать его для добавления тепла при сварке.

Если вы смешаете его с ацетиленом, вы можете создать пламя, которого будет достаточно для сварки стали (единственное пламя, которое будет).

Кислород может также избавить от необходимости использовать «защитную присадочную проволоку» при сварке.

Гелий

Самый дешевый газосварочный аппарат — Выгодные предложения на газосварочный аппарат от мировых продавцов газосварочного аппарата

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для газосварочного аппарата.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот лучший газосварочный аппарат вскоре станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели газовый сварочный аппарат на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в газосварочном аппарате и думаете о выборе аналогичного продукта, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.И, если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести газосварочный аппарат по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

GAS Сварочное оборудование — Weldequip

Качественное газорегулирующее оборудование от старых признанных британских производителей WESCOL-Birmingham, HI-LO-Sheffield и другие ведущие компании отрасли, такие как ESAB / MUREX.

Безопасность имеет значение с высоким давлением / горючими газами, поэтому мы не идем на компромисс с копии низкого качества.

  • Давление на выходе до 2500 psi
  • Номинальное входное давление 300 бар
  • Различные выходные патрубки для большинства приложений
  • Сделано в Великобритании

От 167 £ (с НДС)

  • Одноступенчатый манометр Wescol 2
  • Очистка и испытание под давлением и т. Д.
  • Выход 0-10 бар
  • Высокое качество, британское производство
  • Гарантированно безопасно!

45,80 £ (с НДС)

  • Испытания системы кондиционирования воздуха в автомобилях
  • Выходное соединение JIC 7/16 «
  • Подключение газового баллона с основанием или боковым входом
  • Превосходное качество Шеффилд Сделано

48,05 £ (с НДС)

  • Подходит для аргона, гелия, азота и сжатого воздуха
  • 0-10 Выход бара
  • Fabmaster Elite Series, производство Шеффилд
  • Прецизионный регулятор давления

£ 89 (с НДС)

  • Привет-Лоу FabMaster Elite
  • Сделано в Шеффилде
  • Кислород 5 бар, кислород 10 бар, ацетилен
  • Прецизионный регулятор давления

£ 89 (с НДС)

  • Одноступенчатый манометр Wescol 2
  • 0-3.Выходы 5 бар или 0-10 бар
  • Высокое качество, британское производство
  • Гарантированно безопасно!

£ 34,45 (с НДС)

  • Одноступенчатый манометр Wescol 2
  • Выход 0-1,5 бар
  • Высокое качество, британское производство
  • Гарантированно безопасно!

£ 34,45 (с НДС)

  • Wescol одноступенчатый с пробкой
  • Выходное давление 0-3,5 бар
  • Высокое качество, британское производство
  • Гарантированно безопасно!

28 фунтов стерлингов.50 (с НДС)

  • Одноступенчатый манометр 1 Wescol
  • с манометром на выходе
  • Выходное давление 0-3,5 бар
  • Высокое качество, британское производство
  • Гарантированно безопасно!

38,80 £ (с НДС)

  • Wescol Flamestop® Тип 83 Встроенный
  • Минимальные требования к уровню безопасности
  • Высокое качество, британское производство
  • Гарантированно безопасно!

15 фунтов стерлингов.50 (с НДС)

  • Wescol Flamestop® Тип RS
  • Полностью перенастраиваемый
  • Максимальная безопасность и долговечность
  • Высокое качество, британское производство
  • Гарантированно безопасно!

48,80 £ (с НДС)

  • Для пайки, пайки и нагрева кислородом / пропаном / пропиленом
  • Стандартное соединение для переносных и промышленных газовых баллонов
  • Высокое качество, британское производство
  • Гарантированно безопасно!

£ 167 (с НДС)

  • Оборудование высшего качества, произведенное в Великобритании
  • Все, что вам нужно, кроме кислородно-ацетиленовых баллонов
  • Доступен с переносной тележкой для газовых баллонов или без нее
  • Идеально для инженеров-холодильников и т. Д.

От 149 £ (с НДС)

  • Оборудование высшего качества, произведенное в Великобритании
  • Все, что вам нужно, кроме кислородно-ацетиленовых баллонов
  • Улучшенная версия переносная тележка для газовых баллонов в комплекте
  • Сварка низкоуглеродистой стали толщиной до 8 мм (5/16 дюйма)
  • Режет низкоуглеродистую сталь толщиной до 19 мм (3/4 дюйма)

221 £ (с НДС)

  • Оборудование высшего качества, произведенное в Великобритании
  • Все, что вам нужно, кроме кислородно-ацетиленовых баллонов
  • Доступен с переносной тележкой для газовых баллонов или без нее
  • Идеально подходит для кровельщиков и для очень тонкой сварки / пайки

От 239 £ (с НДС)

  • Для сверхтонкой пайки и сварки
  • Обжиг / сварка свинца, моделирование, ювелирные изделия и т. Д.
  • Многоступенчатые регуляторы газа для точного контроля пламени
  • Оборудование высшего качества, произведенное Шеффилдом

329 £ (с НДС)

  • Торговое оборудование для тяжелых условий эксплуатации Тип 5
  • Британский производства WESCOL
  • Алюминиевый футляр для рабочей площадки
  • Сварка низкоуглеродистой стали толщиной до 25 мм (1 дюйм)
  • Режет низкоуглеродистую сталь толщиной до 150 мм (6 дюймов)

£ 238 (с НДС)

  • Комплект газового резака Contractors 18/90
  • Британский производства WESCOL
  • Регуляторы с двойным манометром
  • в стандартной комплектации — не для регулируемого типа
  • Алюминиевый корпус Site Case
  • Режет низкоуглеродистую сталь толщиной до 250 мм (10 дюймов)

£ 189 (с НДС)

  • Оборудование для перегрева кислородом / пропаном
  • Для всех систем отопления в промышленности и цехах
  • До 600000+ БТЕ / час Производительность *
  • Высокое качество, британское производство
  • Резка с дополнительной насадкой
  • Гарантированно безопасно!

198 £ (с НДС)

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.