Сварка металлов является одним из важнейших технологических процессов, широко применяемых в промышленности. Для повышения качества сварных соединений в последние десятилетия все чаще используются специальные газовые смеси. Давайте разберемся, что представляют собой современные сварочные смеси, какие бывают виды и особенности применения.
Что такое сварочная смесь и зачем она нужна
Сварочная смесь - это газовая смесь, состоящая из двух или более инертных или активных газов, применяемая для защиты сварочной ванны и формирования качественного сварного шва.
Основное назначение сварочной смеси - обеспечить защиту расплавленного металла и сварочной дуги от вредного воздействия кислорода и азота воздуха. Это позволяет получить более качественное соединение деталей.
В качестве компонентов сварочных смесей чаще всего используются такие инертные газы, как аргон, гелий, азот и двуокись углерода (углекислый газ). Иногда добавляют небольшое количество кислорода или водорода.
По сравнению с использованием чистых газов, применение их смесей в определенных пропорциях дает ряд преимуществ:
- Улучшение формирования и стабилизация горения дуги;
- Уменьшение разбрызгивания расплавленного металла;
- Повышение глубины проплавления;
- Улучшение формы и внешнего вида шва;
- Повышение производительности процесса.
Таким образом, применение сварочных смесей позволяет получать соединения более высокого качества, повышать производительность и снижать расходы на сварочные материалы.
Классификация и маркировка сварочных смесей
Существует множество различных сварочных смесей. Их классифицируют по составу основных компонентов:
- На основе аргона (А);
- На основе гелия (Н);
- На основе углекислого газа (С).
Кроме того, различают смеси, содержащие кислород (О) и водород (В).
Сварочные смеси имеют буквенно-цифровую маркировку, обозначающую процентное содержание газов. Например:
- А-1 - 99% Ar + 1% O2;
- НК - 98% He + 2% CO2;
- CKB-1 - 82% CO2 + 17% Ar + 1% O2.
Наиболее распространены смеси на основе аргона и углекислого газа с обозначениями типа К-7, К-10, К-18, где цифра означает процентное содержание CO2.
Для сварки алюминия и магниевых сплавов используются смеси типа АрК, где К - код газа (Не или Ar).
Таким образом, каждая марка сварочной смеси имеет свой уникальный состав, позволяющий решать конкретные технологические задачи.
Выбор сварочной смеси в зависимости от задач
Выбор состава сварочной смеси зависит от решаемых технологических задач и особенностей свариваемого металла. Основные критерии подбора:
- Тип металла (углеродистая сталь, нержавеющая сталь, алюминий и т.д.);
- Толщина свариваемых заготовок;
- Требования к сварному шву (прочность, вязкость, коррозионная стойкость);
- Способ сварки и тип оборудования.
Для сварки конструкционных и углеродистых сталей хорошо подходят смеси на основе аргона и углекислого газа: К-7, К-10, К-18 и т.д. Они обеспечивают устойчивое горение дуги, хорошее формирование шва и невысокую стоимость.
Сварка высоколегированных и нержавеющих сталей требует применения чистого аргона или смесей с высоким содержанием аргона типа М21 (79% Ar + 20% CO2 + 1% O2).
Для алюминиевых сплавов подходят смеси на основе аргона и гелия (АрК, АрНК), обеспечивающие высокое качество соединения.
При сварке тонколистового металла до 2 мм нужны смеси с высоким содержанием инертных газов. Сварочная смесь (аргон в его основе) - идеальный тому вариант. Это дополнительно снижает деформацию металла и уменьшает зону термического влияния.
Для сварки толстых заготовок свыше 20 мм подходят смеси с добавлением CO2 и O2, увеличивающие глубину проплавления. Например, ОК 46.00 (Ar + CO2 + O2).
Таким образом, выбор оптимальной сварочной смеси позволяет максимально эффективно решать поставленные технологические задачи.
Особенности применения сварочных смесей
При работе со сварочными смесями есть ряд особенностей, которые нужно учитывать:
- Рассчитать необходимый расход газа в зависимости от parameters сварки;
- Правильно настроить газовый редуктор и расходометр;
- Использовать специальные газовые смесители для получения нужного состава из отдельных газов;
- Выполнять техническое обслуживание баллонов и редукторов;
- Соблюдать правила хранения и транспортировки газовых баллонов.
Основные проблемы при сварке смесями:
- Нестабильность горения дуги из-за неправильного состава смеси;
- Пористость шва при недостаточном объеме подаваемого газа;
- Разбрызгивание металла из-за избыточного расхода газа.
Для их решения нужно точно настраивать состав и расход газа, правильно выбирать сопло горелки и оптимизировать режимы сварки.
Таким образом, грамотное применение сварочных смесей позволяет значительно повысить качество сварных соединений.
Особенности сварочных смесей на основе различных газов
Состав сварочной смеси определяет ее свойства и особенности применения. Рассмотрим подробнее характеристики наиболее распространенных видов смесей.
Смеси на основе аргона
Аргон обеспечивает стабильное горение дуги и хорошее формирование шва. Смеси с его высоким содержанием применяют для сварки высоколегированных сталей, режущих инструментов, изделий авиакосмической промышленности.
Смеси на основе углекислого газа
Добавка CO2 в смесь увеличивает глубину провара и позволяет варить на форсированных режимах. Такие составы хороши для сварки углеродистых и низколегированных сталей невысокого качества.
Смеси на основе гелия
Гелий улучшает формирование шва, уменьшает зону термического влияния. Применяется главным образом для сварки тонколистового металла, а также алюминиевых и магниевых сплавов.
Сравнение свойств различных сварочных смесей
Для выбора оптимальной смеси полезно сравнить свойства основных их типов:
| Смесь | Достоинства | Недостатки |
| Ar + CO2 | Универсальность, невысокая стоимость | Требуются высокие навыки сварщика |
| Ar + O2 | Высокая производительность | Повышенное разбрызгивание |
| Ar + He | Высокое качество шва | Высокая стоимость |
Исходя из задач и особенностей объекта, можно выбрать наиболее подходящий вариант.
Особенности хранения и транспортировки сварочных смесей
Сварочная смесь в баллонах под давлением - распространенный вид поставки. При их хранении и транспортировке нужно соблюдать следующие правила:
- Баллоны должны храниться в сухом, проветриваемом помещении при температуре от -50 до +50 °С;
- Запрещается хранить баллоны рядом с легковоспламеняющимися веществами;
- При транспортировке баллоны нужно укладывать в горизонтальное положение и закреплять;
- Нельзя перевозить баллоны с газом в пассажирских салонах транспорта.
Соблюдение этих правил приведет к тому, что заправка сварочной смесью будет выполнено по всем стандартам.
Контроль состава и расхода при использовании смесей
Для получения качественных сварных швов критически важно:
- Точно контролировать процентное содержание газов в смеси;
- Поддерживать расход газа на нужном уровне;
- Не допускать утечек газа и подсоса воздуха.
Это обеспечивается использованием специального оборудования: расходомеров, ротаметров, газоанализаторов. Современные автоматизированные комплексы позволяют контролировать параметры в режиме онлайн.
Точный контроль сварочной смеси - залог стабильно высокого качества сварных соединений и эффективного расхода дорогостоящих технических газов.
