Проволока для углекислотной сварки

Сварка металла в защитной среде углекислого газа считается профессионалами одной из самых эффективных. Особенно когда дело касается соединения тонких по толщине заготовок или деталей. Именно поэтому сварка в углекислом газе используется для ремонта кузовов автомобилей, минимальная толщина которых составляет 0,5 мм. К основным достоинствам данного вида сваривания металлов можно отнести:

• достаточно высокую производительность;
• незначительный нагрев свариваемых заготовок, что приводит к минимальному их короблению;
• варить швы можно в любом положении, и это не составляет большого труда, и не влияет на качество конечного результата;
• благоприятные условия проведения сварочного процесса;
• минимальные затраты, так как сам углекислый газ стоит очень дешево.

Проводить дуговую сварку в среде углекислого газа можно ручным способом, при помощи полуавтоматов и автоматов. В небольших цехах по ремонту автомобилей используется именно сварка в среде углекислого газа полуавтоматами. Это удобно, это позволяет регулировать подачу присадочной проволоки в зону сваривания, скорость которой варьируется в пределах 148-600 м/ч.

Режим и техника сварки

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

1. Сварка металлов проводится на постоянном токе при обратной полярности. Это когда минус подключается к заготовке, а плюс к электроду. В данном случае с полуавтоматами к присадочной проволоке.
2. Силу тока регулируют в зависимости от толщины свариваемых металлов, от скорости подачи присадочной проволоки в зону сваривания и от напряжения электрической дуги.
3. Напряжение дуги является очень важной составляющей сварочного процесса. От его значения зависят размеры сварного шва. К примеру, если напряжение большое, то ширина шва в процессе сварки также становится большой.
4. Вылет проволоки тоже играет немаловажную роль. Если вылет небольшой, то сварщик плохо видит и сам процесс соединения, и зону сварки. При большом вылете проволоки сварочная дуга дестабилизируется.

Поэтому качество сварки зависит от вылета проволоки из горелки, а также от скорости перемещения последней. Если скорость будет большая, то сварка произойдет прерывистыми участками. Если малая, то расплавленный металл заполнит не только зазор между заготовками, но и вытечет за его пределы, что приведет к последующей доработке стыка. К тому же при небольшой скорости появляется вероятность получения прожогов.

Что касается техники при сварке полуавтоматом, то она достаточно проста и не требует каких-то особых манипуляций с горелкой. В первую очередь перед началом сварочных работ необходимо убедиться, что углекислый газ подается из баллона на горелку. Для этого нужно всего лишь открыть вентиль на редукторе баллона и подставить ладонь под горелку. Небольшой ветерок говорит о том, что система подачи работает нормально.

Кстати, давление углекислоты в баллоне должно составлять 60-70 кгс/см², что контролируется манометром на редукторе, а вот давление самого газа в горелке показывает второй манометр на редукторе баллона. Его значение должно быть 2,0 кгс/см². Этот показатель не является абсолютным, потому что сам сварочный процесс может проходить при разных условиях. К примеру, сквозняки в цеху, на открытой площадке. При таких условиях давление на горелке необходимо поднять, что увеличит расход углекислоты.

Все готово, можно приступать к сварке. Для этого проволоку необходимо выпустить из горелки немного больше, чтобы легко ею можно было бы дотронуться до свариваемого металла для возбуждения дуги. Конец проволоки устанавливается на поверхность металлической заготовки, после чего сварщик нажимает на кнопку пуск на рукоятке горелки. Происходит поджиг дуги, после чего проволока убирается до необходимого размера. Открывается вентиль на редукторе баллона с углекислым газом, производится подача углекислоты в зону сварки.

В процессе углекислотной сварки горелку можно перемещать в любом направлении. Здесь важно, чтобы для сварщика данное направление было удобным. То есть, он смог бы отслеживать и контролировать сварочную операцию. При этом горелка должна располагаться под углом 60-70° по отношению к свариваемой поверхности заготовок.

Специалисты же отмечают различия направления сварки и угла наклона проволоки. К примеру, если варить слева направо, то горелку лучше держать углом назад. Если справа налево, то углом вперед. В первом случае глубина сваривания резко увеличивается, а вот ширина сварного шва заметно уменьшается. Во втором случае, наоборот, глубина проварки уменьшается, а ширина шва увеличивается. Последний вариант лучше всего подходит к сварке тонкостенных металлических деталей.

Внимание! Завершать сварочный процесс необходимо полным заполнением кратера расплавленным металлом. Подачу проволоки после этого нужно прекращать, а вот с отключением газа лучше повременить. Здесь важно, чтобы расплавленный металл в сварочной ванне остывал постепенно. Поэтому стоит немного поддержать температурный режим до того, пока металл не застынет.

Особенности процесса сваривания

Сварка в углекислом газе полуавтоматом – это практически тот же процесс, что и сварка под флюсом. Все дело в том, что не все металлы могут свариваться без защитного слоя. Но сваривание углекислотой – это в первую очередь дешево, потому другие виды сварки полуавтоматами также имеют высокое качество конечного результата.

В чем суть применения углекислого газа. Он защищает зону сварки от окружающего воздуха, в котором присутствует влажность и кислород. Но под действием высоких температур углекислота распадается на тот же кислород и угарный газ. Так вот этот кислород начинает взаимодействовать с металлом, окисляя его. Что, конечно, не очень хорошо. Вот почему так важно нейтрализовать окисляющий химический элемент.

Это можно сделать одним единственным способом – подавать в зону сварки металл, в состав которого входят раскислители. А это кремний или марганец. Так как эти два металла более активны, чем железо, то они первыми и вступают в реакцию с кислородом. Поэтому для сварки в углекислоте используется стальная проволока, в состав которой входят два эти элемента. Это очень важный момент. При этом считается, что оптимальное соотношение марганца к кремнию в составе присадочной проволоки должно быть 1,5-2,0. То есть, марганца должно быть почти в два раза больше.

Самое главное, что при взаимодействии кислорода с марганцем и кремнием образуются оксиды этих металлов. Они не растворяются в жидком расплавленном металле, образованном в сварочной ванне. Но хорошо взаимодействуют друг с другом, превращаясь в шлак, который легко выводится из зоны сваривания. Вот несколько особенностей сварки в углекислом газе.

Комплектность оборудования

Сварочный пост комплектуется нижеследующим оборудованием и принадлежностями.

• Источник постоянного тока. Это может быть сварочный трансформатор или инвертор. Второй источник поддерживает стабильную дугу.
• Газовый баллон вместимостью 40 литров, куда может поместиться углекислый газ весом 25 кг. Его спокойно хватит на непрерывную работу в течение 15 часов.
• Подающий механизм. Сегодня производители предлагают огромнейший ассортимент этого устройства, так что выбрать есть из чего. К примеру, очень популярная модель А-547-У. Механизм подачи располагается в небольшом металлическом чемоданчике, который легко переносится. Некоторые модели снабжаются ремнем для переноски на плече. В чемоданчик помещается и катушка с проволокой. Сюда же установлен газовый клапан, как вторичный защитный элемент. Первый, понятно, редуктор на баллоне.
• Промежуточным элементом от баллона до горелки – осушитель (подогреватель электрический) газа.
• Горелка с комплектом шлангов и кабелей.

Итак, сварка металлических заготовок в среде защитного углекислого газа – эффективный способ сваривания. Он зависит от выбранного режима работы и техники проведения процесса. А в качестве конечного результата получается хорошо сформированный шов с отличным проваром по всей глубине зазора, плюс великолепные технические свойства наплавленного металла.

Углекислотная сварка — популярный метод полуавтоматической сварки металлов с применением углекислого газа. И хотя эта технология известна меньше века, она все же смогла доказать свою необходимость при проведении современных сварочных работ.

В этой статье мы подробно расскажем, что такое углекислый газ, каковы достоинства применения углекислоты в сварке и какие особенности нужно учитывать в работе.

Общая информация

Углекислый газ (она же углекислота, СО2, двуокись углерода) — это газ без цвета и запаха, широко применяемый в полуавтоматической сварке. Углекислота поставляется в сжиженном виде в баллонах под давлением в 70 атм. Самый популярный баллон для сварки — 40 литровый, герметичный и защищенный от коррозии. Но бывают и баллоны меньших объемов, их удобно использовать в домашней сварке, когда компактность играет большую роль. Срок годности одного баллона составляет не более двух лет.

Углекислый газ (СО2) — самый недорогой и при этом эффективный газ для полуавтоматической сварки. Он защищает сварочную ванну от кислорода, а металл — от окисления. С ним просто работать и его можно приобрести в любом специализированном магазине. А в связке с аргоном углекислота позволяет варить соединения высокого качества.

Особенности

Полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа получила очень широкое распространение как на крупных заводах, так и на маленьких предприятиях. Но в чем особенности сварки в углекислоте? Почему этот метод сварки так популярен?

Все просто. При углекислотной сварке детали практически не деформируются, что крайне важно на производстве, которое не хочет терять прибыль из-за бракованных изделий. К тому же, для сварки в углекислоте не обязательно проводить тщательную подготовку металла, шов получится качественным и надежным даже если просто удалить видимую грязь и масло. Вы даже можно подгонять детали на глаз, шов все равно получится приемлемым.

Суть такой сварки тоже проста. Возбуждается электрическая дуга и с ее помощью плавится металл. В сварочную зону подается углекислота, которая выполняет защитную роль. Струя газа в прямом смысле обтекает сварочную зону, и защищает ее от окисления и негативного влияния кислорода.

Но есть одна особенность: углекислота не на 100% нейтральна. Так что ее нельзя использовать без присадочной проволоки. В данном случае проволока не даст кислороду проникнуть в сварочную ванну и окислить металл. В работе следует применять проволоку с повышенным содержанием кремния и марганца. Ниже вы можете видеть таблицу с рекомендуемыми типами проволоки.

Если выбранная вами проволока будет содержать в составе медь, то это значит, что она обладает антикоррозийными свойствами, что очень хорошо. Такую проволоку можно долго хранить, и она обеспечивает стабильное горение дуги. К тому же, шов получается качественным и без пор. Говоря о диаметре сложно давать конкретные рекомендации. Скажем одно: на наш взгляд проволока диаметром 0,8 миллиметров наиболее оптимальна для сварки большинства металлов, и к тому же она не оказывает существенных нагрузок на сварочный аппарат.

Отдельно хотим обратить ваше внимание на распространенный миф. Якобы порошковая проволока способна в полной мере заменить защитный газ при сварке полуавтоматом. Это большое заблуждение. Наш опыт показал, что при сварке в среде углекислого газа шов гарантировано получается лучше, чем при сварке без него и с применением порошковой проволоки. Но применением порошковых присадочных материалов оправдано в случаях, когда невозможно транспортировать газовый баллон на место сварки или вероятность появления дефектов не играет большой роли.

Достоинства

Полуавтоматическая сварка с углекислотой отлично зарекомендовала себя при сварке углеродистой стали малых толщин. В таких случаях классическая ручная дуговая сварка или газовая сварка недостаточно эффективны, поскольку эти методы просто деформируют металл, не позволяя сформировать качественный шов.

Также полуавтоматическая сварка с углекислотой широко применяется при ремонте кузовов. В таком случае она имеет сразу несколько преимуществ. Во-первых, проволока подается автоматически с помощью подающего механизма, сварщику не нужно следить за этим. Во-вторых, такая сварка в разы эффективнее и быстрее газовой сварки, например. В-третьих, при работе с тонкой сталью скорость сварочных работ также увеличивается, поскольку проволока быстро плавится.

Не забывайте, что при таком методе сварки металл вокруг практически не нагревается, что благоприятно сказывается на детали. При этом сварочное соединение получается не только качественным, но еще и красивым. Также этим методом можно без проблем заменить газовую ацетиленовую сварку без потери качества, еще и уменьшив себестоимость работ за счет дешевизны углекислоты.

Если сравнивать полуавтоматическую сварку в углекислоте с ручной дуговой сваркой, то и здесь у нее много преимуществ. Прежде всего, сварочная зона хорошо защищена от кислорода, чего нельзя сказать про РДС, там требуется дополнительно использовать флюс. Также можно варить в любых пространственных положениях, что очень удобно при работе в труднодоступных местах. Еще сварочный процесс лучше виден и за ним удобнее наблюдать.

Еще одно преимущество — высокая скорость сварки. Вы никогда не сможете с помощью РДС сварить огромное количество продукции, а вот с помощью углекислоты вполне. Не говоря уже о технологии. Сварка полуавтоматом несложная, а подача проволоки и вовсе автоматизирована. Это не сравнится по сложности со сваркой РДС, где сварщик все делает самостоятельно.

При сварке углекислотой дуга зажигается легко и горит стабильно, не нужно часто менять электроды и зачищать сварное соединение от шлаковой корки. Если сварщику не нужно двигаться на большие расстояния во время сварки, то данный метод просто незаменим, поскольку крайне продуктивен.

Также сварочный полуавтомат в связке с углекислотой будет незаменимым инструментом при сварке различных металлических конструкций, где необходимо сделать множество мелких швов. Например, если нужно сварить ворота, заборы, решетки и прочее. Поэтому в любой ремонтной мастерской вы встретите полуавтомат. При этом цена ремонта будет в два раза меньше, чем если бы вы варили с применением технологии РДС. Поэтому на многих промышленных предприятиях РДС сварка вытеснена полуавтоматической сваркой в среде защитных газов.

Вместо заключения

Сварочный углекислотный газ — отличная альтернатива аргону. Он стоит дешево, с ним легко работать. По этой причине углекислота часто встречается в гараже у домашних сварщиков, решивших освоить полуавтоматическую сварку. К тому же, сейчас производители предлагают огромный ассортимент полуавтоматов. Многие бюджетные модели стоят всего 100$ и позволяют выполнить большинство несложных задач. Так что рекомендуем подробно изучить тему сварки в углекислоте и применить полученные знания на практике. Желаем удачи!

Углекислота для сварки металлов широко используется в качестве защитного газа. Он подается через специальное сопло в горелке полуавтоматического аппарата и надежно защищает сварочную зону от кислорода и азота воздуха, а также от водяных паров.

Специфика технологии

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

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

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

Что такое углекислый газ?

Молекула углекислого газа СО₂ состоит из атома углерода и двух атомов кислорода. При нормальных условиях оксид углерода представляет собой газообразное вещество тяжелее воздуха, без цвета и запаха.

Оксид углерода обладает низкой химической активностью, что делает его отличным кандидатом на роль создателя защитной атмосферы вокруг сварочной зоны. Это же свойство используется при работе углекислотных огнетушителей, прекращающих доступ кислорода воздуха к очагу возгорания.

При атмосферном давлении в жидком состоянии находиться не может. При охлаждении до -78 о С затвердевает, образуя рыхлую массу, напоминающую снег. Это так называемый «сухой лед», используемых для охлаждения продуктов в пищевой промышленности и торговле.

Вещество выделяется в ходе окисления органических веществ — при сгорании, гниении, дыхании живых организмов.

Перевозится вещество в газообразном состоянии, в емкостях под давлением.

Сфера применения

Углекислота в производстве обходится существенно дешевле аргона, гелия и других, но уступает им по своим защитным свойствам. Сварка в атмосфере СО₂ используется для рядовых соединений из обычных конструкционных сталей.

Для более ответственных конструкций, специальных сталей, высоконагруженных узлов используют более дорогое, капризные в хранения и применении инертные газы.

При массовом производстве типовых металлоконструкций применение углекислого газа для защиты сварочной зоны дает заметную разницу в себестоимости.

Дешевле обходится и организация хранения СО₂.

Запорно-регулирующая аппаратура для баллонов

При работе с оксидом азота используют специальную запорно-распределительную арматуру. Редуктор понижает входное давление со 100 атм. до рабочего значения в 3 атм.

Он снабжен двумя манометрами: на выходе и на входе, по которым сварщик следит за значением давления.

Редуктор снабжен двумя фильтрами, задерживающими примеси.

Установка необходимого рабочего давления осуществляется вращением рукоятки регулятора.

С помощью накидных гаек устройство присоединяется к баллону и к шлангу, снабжающему потребителя.

Предохранительный клапан при возникновении нештатной ситуации сбрасывает избыток давления в атмосферу.

Особенности заправки

Углекислотный баллон для полуавтомата заряжают двумя методами:

• перепусканием из емкости хранилища через редуктор и расходомер в заправляемый баллон;
• закачкой в заправляемый баллон с помощью компрессора.

Независимо от способа наполнения важно точно установить вес пустого баллона. Взвесив баллон после заполнения, можно точно установить количество закачанного СО₂.

Заправка баллонов оксидом углерода, в отличие от ацетилена или кислорода, не требует чрезвычайных мер предосторожности. Однако расслабляться при этом нельзя: в случае массовой утечки углекислый газ образует атмосферу, непригодную для дыхания. Поэтому необходимо тщательно проверять состояние баллонов, арматуры и шлангов на отсутствие механических повреждений.

При заправке способом «баллон в баллон» тот баллон, из которого заправляют, рекомендуют перевернуть дном вверх и следить за его температурой.

Расход

Расход углекислоты для выполнения сварки полуавтоматом определяется сочетанием ряда факторов.

• погодные условия (температура, ветер, влажность);
• качество сварочных материалов;
• квалификация и опыт сварщика.

Она может изменяться от 3 до 60 литров в минуту.

При расчете планового расхода учитывают такие характеристики, как диаметр сварочной проволоки и толщину заготовок. К расчетному значению, равному произведению удельного расхода на длину шва, добавляют запас в 10% на подготовительные операции.

Из стандартного баллона, содержащим 25 кг СО₂, после понижения давления до рабочего образуется приблизительно 500-510 литров газа. При максимальном расходе этого количества хватит на 8 часов работы сварочного углекислотного полуавтомата. В среднем баллона хватает на 15-20 часов.

Плюсы и минусы

Работа в атмосфере СО₂ имеет следующие преимущества перед другими видами сварки:

• надежная защита сварной зоны от химически активных веществ;
• дешевизна;
• возможность варить «на весу», без использования подкладочных пластин;
• устойчивая дуга на тонкостенных заготовках;
• рациональное использование тепловой энергии электродуги.

Кроме достоинств, методу присущ и ряд недостатков:

• низкая пригодность для работы с высоколегированными сплавами и цветными металлами;
• сложность проведения многослойной сварки;
• опасность удушья при работе в непроветриваемых объемах.

Длительно время подготовки и запуска процесса делает его малопригодным для небольших объемов сварочных работ, которые нужно выполнить быстро.

Техника безопасности.

Углекислый газ имеет два потенциально опасных фактора воздействия:

• взрыв баллона при нагреве;
• удушье при работе в замкнутом непроветриваемом объеме при превышении уровня концентрации в 5%.

Исходя из этих рисков и формируются требования техники безопасности к проведению работ с СО₂.

Во время транспортировки:

• все баллоны должны перевозиться в специальном поддоне, в вертикальном положении;
• на каждом баллоне должны быть резиновые предохранительные кольца.

Во время хранения и заправки:

• все помещения должны быть оборудованы газоанализирующей аппаратурой;
• при заправке баллона необходимо контролировать его температуру;
• не допускается перезаправка баллона свыше нормативного значения;
• не прикасаться к трубопроводам, шлангам и арматуре без защитных перчаток.

Во время работы:

• при работе в замкнутом объеме организовать постоянный контроль содержания СО₂ в воздухе;
• обеспечить вентиляцию или снабдить сварщика изолирующей маской с подачей воздуха;
• работать вдвоем, причем один человек должен находиться снаружи объема и следить за состоянием сварщика.

При соблюдении требований безопасности углекислый газ не представляет угрозы для здоровья.

Опасность угарного газа СО.

Угарный газ – сильно ядовитое вещество. При вдыхании ведет к общему угнетению функций организма и тяжелому отравлению. Возможен и летальный исход. Работать в атмосфере угарного газа допускается только в изолирующей дыхательной аппаратуре.

Полярность

Полярность при сварке полуавтоматом в среде углекислого газа обратная, то есть «плюс» подсоединяется к заготовке, а «минус» — к электроду. При работе прямой полярностью в среде СО₂ будет трудно обеспечить стабильность электродуги. Нестабильная дуга при такой схеме подключения приводит к возникновению дефектов сварного шва.

Работа

Перед началом сварки проводятся обязательные подготовительные работы. в них входят следующие операции:

• зачистка зоны шва от механических загрязнений, остатков старых лакокрасочных покрытий, следов коррозии и т.п.;
• обезжиривание поверхности с использованием органических растворителей, кислот или щелочей;
• пробный шов для окончательного уточнения величины рабочего тока, особенно при соединении заготовок малой толщины.

Сварочный полуавтомат с углекислотой размещают так, чтобы шланг не мешал движениям сварщика.

Сварку полуавтоматом-инвертором в среде СО₂ выполняют двумя методами, различающимися углом наклона относительно направления движения руки:

• углом вперед, применяется для сварки листовых заготовок малой толщины;
• углом назад, дает возможность глубокого провара на деталях средней и большой толщины, ширина шва при этом получается меньше.

После того, как шов заварен до конца, требуется сохранять подачу газа до остывания сварочной зоны. Это предотвратит окисление нагретого металла. Сначала следит прервать подачу сварочной проволоки, потом- отключить ток и только потом- газ. Ха этот промежуток времени шов остынет.

Далее следует зачистить зону шва от шлака и окалины

Полуавтоматическая сварка в атмосфере углекислоты позволяет обеспечит высокое качество и приемлемую себестоимость сварного соединения. Расход СО₂ зависит от параметров детали и условий работы и составляет от 3 до 60 л/час. При работе необходимо соблюдать правила техники безопасности.