Газ для полуавтоматической сварки: виды и особенности

Газ для полуавтоматической сварки: виды и особенности

Зачастую сварочный полуавтомат используют в связке с проволокой без защитной среды, которая свойственна электродам. При этом возникает опасность негативного влияния кислорода на сварочную ванну. Попадая из атмосферы кислород ухудшает качество сварного шва, а само соединение ненадежно и легко подвержено механическому воздействию.

Этих трудностей можно избежать путем изоляции сварочной ванны с помощью газа. Конечно, вы можете применить метод обмазки электрода и использовать его, но связка проволока+газ гораздо эффективнее. В этой статье мы подробно расскажем, какой газ применять при сварке полуавтоматом, где он применяется и какие достоинства есть у такого метода сварки.

Область применения

Защитный газ для сварки полуавтоматом применяется во многих областях. Без него не проводится ни один сварочный процесс полуавтоматом, помимо тех, когда используется самозащитная проволока. Чаще всего его используют профессионалы, так как применение полуавтомата относится больше к высококвалифицированной работе. Газ используется в мастерских по ремонту техники, автомобилей. Часто это применяется при сборке металлоконструкций из цветных металлов. Практически на всех производственных предприятий, где есть необходимость работы с металлом, имеются полуавтоматы, работающие с помощью газовой защитной среды. Здесь нет определенной привязки к модели самого аппарата.

Что применяют в сварочных работах

Вот самые распространенные варианты:

  • Аргон. Самый распространенный в сварке газ. Это инертное вещество, поэтому он может применяться при сваривании тугоплавких или металлов с повышенной химической активностью;
  • Гелий. Очень распространенный вид. При его использовании мы получаем широкий шов хорошего качества;
  • Углекислый газ. Активное вещество, основная область применения – сварка с использованием короткой дуги. Также может использоваться в смесях с инертными газами;
  • Газовые смеси. Все эти варианты могут использоваться в виде смесей в любых пропорциях.

Какой газ нужен для полуавтомата

Сварщики и специалисты в этой сфере часто упускают из виду применяемый ими защитный газ и его вклад в процесс сварки.

Защитные газы влияют на режим переноса металла, свойства и геометрию сварочного шва, задымленность и многие другие характеристики сварочного шва.

Правильный выбор защитного газа для процессов дуговой сварки металла, таких как аргонодуговая TIG сварка и полуавтоматическая сварка MIG MAG могут резко повысить скорость, качество сварки и глубину проплавления.

Чистые сварочные газы

Чистые газы, используемые для сварки, это аргон, гелий, и углекислый газ. Эти газы могут иметь как положительное, так и негативное воздействие на дуговой процесс сварки и появление дефектов в сварочном шве.

    Аргон
    100% аргон обычно используются для аргонодуговой TIG сварки для всех материалов и MIG сварки цветных металлов. Аргон химически инертен, что делает его пригодным для сварки химически активных и тугоплавких металлов.

Этот газ имеет низкую теплопроводность и потенциал ионизации, что приводит к низкой передаче тепла на внешнюю область сварочной дуги. В результате формируется узкий столб дуги, который в свою очередь, создает традиционный для сварки в чистом аргоне профиль сварочного шва: глубокий и относительно узкий.

Гелий
Гелий также является одноатомным инертным газом, и чаще всего используется для аргонодуговой TIG сварки цветных металлов. В отличие от аргона, гелий имеет высокую проводимость тепла и потенциал ионизации, которые дают противоположный, чем при сварке в аргоне, эффект. Гелий обеспечивает широкий профиль сварочного шва, хорошее смачивание по краю и более высокое тепловложение, чем чистый аргон.

Углекислый газ
Углекислый газ CO2 – активный газ — обычно используется для полуавтоматической MAG сварки короткой дугой и MAG сварки порошковой проволокой. CO2 является наиболее распространенным из химически активных газов, используемых в MAG сварке. И единственным газом , который можно использовать в чистом виде без добавления инертного газа.

Углекислый газ является одним из самых дешевых защитных газов, что делает его привлекательным выбором, когда материальные затраты являются основным приоритетом при сварочном процессе. CO2 обеспечивает очень глубокое проплавление, что полезно для сварки толстого металла, однако, при сварке в этом газе менее стабильна сварочная дуга, что приводит к большому образованию брызг. Также его применение ограничивается сваркой на короткой дуге и делает не возможной сварку со струйным переносом.

Сварочные газы, используемые как компоненты сварочной смеси газов

  • Кислород
    Кислород — двухатомный, активный защитный газ обычно используется для MIG MAG сварки как один из компонентов сварочной смеси, в концентрации менее 10%.

Кислород обеспечивает очень широкий профиль сварочного шва с неглубоким проплавлением и высокое тепловложение на поверхности металла. Кислородо-аргонные смеси обладают характерным профилем проплавления сварочного шва в виде «шляпки гвоздя». Кислород также используется в тройных смесях с СО2 и аргоном, где он обеспечивает хорошую смачиваемость и преимущества струйного переноса.

Водород
Водород — двухатомный, активный компонент защитного газа обычно используется в сварочной смеси в концентрации менее 10%. Водород используется главным образом при сварке аустенитной нержавеющей стали для удаления оксида и повышения тепловложения. Как и для всех газов из двухатомных молекул, результат — широкий на поверхности сварочный шов. Проплавление увеличенное.

Водород не подходит для ферритных или мартенситных сталей из-за возникновения трещин.
Водород может быть использован в более высокой концентрации (от 30 до 40%) для плазменной резке нержавеющей стали — для увеличения мощности и сокращения шлака.

  • Азот
    Азот используется реже всего для защитных целей. Он в основном используется для того, чтобы повысить коррозионную стойкость в дуплексных сталях.
  • Сварочные смеси газов

    В зависимости от сварочного процесса и материалов для сварки используется множество различных сварочных газов и их смесей:

    Сварка TIG Сварка MIG MAG
    Сварочный газ
    или смесь
    Сталь Нерж.
    сталь
    Алюминий Сталь Нерж.
    сталь
    Алюминий
    Аргон ( Ar ) х х х х
    Гелий (He) х
    Углекислый газ (СО2) х
    Смесь Ar / СО2 х х
    Смесь Ar / О2 х х
    Смесь Ar / He х х х х
    Смесь Ar / СО2/ О2 х
    Смесь Ar / H2 х
    Смесь Ar / He / СО2 х х
    Смесь He / Ar / СО2 х

    Стоимость сварочного газа на фоне общей стоимости сварочных работ

    Если посмотреть на диаграмму распределения стоимости сварочных работ, то можно увидеть, что затраты на сварочный газ составляют всего 2-5% от всех затрат на сварку. Однако недооценивать эти затраты не следует.

    Выбор правильного газа и его качество значительно влияют на расход сварочных материалов, геометрию сварочного шва и на весь процесс сварки в целом. Также выбор газа влияет и на затрачиваемый труд на исправление дефектов и обработку сварочного шва после сварки.

    Особенности выполнения сварки под газом

    Техника работы на полуавтомате практически не отличаются от принципов применения классических аппаратов. С помощью полуавтомата можно варить горизонтальные и вертикальные швы, выполнять прихватывание заготовок, проваривать герметичные соединения, формировать сопряжение встык и внахлест.

    Способ формирования соединений полуавтоматическим сварочным аппаратом не отличается от классических методик, реализуемых с помощью ММА-оборудования. Температурные режимы и сила сварочного тока определяется по общепринятой схеме — исходя из толщины стыков и диаметра электрода.

    Единственной индивидуальной особенностью, которой обладает полуавтоматический газосварочный процесс, является простота соединения тонких заготовок. Поэтому полуавтомат используется преимущественно в кузовном ремонте и во время сборки тонколистовых металлоконструкций.

    Особенности аргоновых и углекислотных соединений

    Перед тем как определиться, какой газ использовать в смеси, надо рассмотреть особенности применения каждого их них.

    Согласно ТУ 2114-001-99210100-09 все перечисленные выше составы могут формироваться в самых различных пропорциях, отличающихся процентным содержанием каждой из составляющих. В подавляющем большинстве таких пропорций аргон или кислород содержится в объёмах, составляющих основную массу вещества (от 88 до 98%). Дополняющие их добавки (углекислый газ, в частности) редко превышают в объёмном исчислении 5-15 %.

    Аргон в пропорциональном соотношении с гелием чаще всего применяется с целью обработки цветных металлов и их производных. Основные типы заготовок, для обработки которых используется аргонодуговая сварка – это медные, алюминиевые, никелевые, а также хромоникелевые сплавы.

    Сварочные смеси из сочетания аргона с углекислым газом нередко применяются с целью подогрева металла перед сваркой или постепенного его охлаждения по окончании работ. Как правило, такая процедура организуется в случаях крайней необходимости.

    Этот газообразный состав достаточно взрывоопасен, так что работа в среде СО2 требует от оператора соблюдения мер безопасности при его подготовке и использовании.

    Особого внимания требует процесс сваривания металлических заготовок в смесях с высоким содержанием углекислого газа. Дело в том, что при его соединении с кислородом воздуха образуется опасный для здоровья человека угарный газ, для защиты от которого оператор должен работать в специальной маске.

    Таким образом, аргон и углекислота в сочетании с рядом активных добавок относятся к универсальным сварочным смесям газов, применяемым при работе с большинством марок чёрных и цветных металлов. Их сочетание наряду с высокой эффективностью использования отличается сравнительно низкой ценой.

    Какой газ подходит для сварочных работ?

    Для любительской сварки в бытовых условиях лучше выбирать полуавтоматы, которые можно подсоединить к стандартной сети 220 В, но это условие не единственное для правильного подбора оборудования. Часто пользователей смущает маркировка на инструментах: MAG, MIG. Что же обозначает данная аббревиатура?

    • MAG – полуавтомат для работы с углеродом.
    • MIG – полуавтомат для работы с аргоном.

    Также возможна комбинация данных газов или применение смесей, в которых они являются основой. От состава используемых смесей зависит конечный результат, качество сварного соединения. MAG или MIG предусматривает применение определенного типа присадочной проволоки. Универсальные варианты полуавтоматов способны функционировать с любой газовой смесью.

    Опытные сварщики советуют использовать для полуавтоматической сварки смесь, включающую углекислый газ/аргон, 20/80 соответственно. Состав газа в такой пропорции значительно облегчает проведение сварочных работ, позволяет получать абсолютно ровное высококачественное сварное соединение, при этом полученный шов не нуждается в дополнительной обработке.

    Критерии выбора смеси для аппарата

    Выбор защитного газа для сварки зависит от следующих факторов:

    • температуры горения;
    • расхода газа;
    • уровня защиты сварного шва;
    • тепла, выделяющегося на месте соединения заготовок.

    Чтобы понять, какой газ нужен, необходимо определить материал сварных заготовок.

    Металл Состав смеси Особенности процесса
    Углеродистая сталь Углекислый газ и аргон в соотношении 1:3 Высокая скорость сварки, отсутствие деформации заготовок. Подходит для работы с металлами толщиной до 3 мм
    Нержавеющая сталь Углекислота (2,5%), аргон (7,5%) и гелий (90%) Высокий уровень защиты свариваемых частей от окисления
    Низколегированная сталь Аргон и углекислый газ в соотношении 3:1 Прочный сварной шов, высокая устойчивость дуги
    Сплавы алюминия Гелий (65%) и аргон (35%) Применяется для сплавления толстых металлов толщиной до 76 мм

    Конечно, навык работы полуавтоматом придет со временем и опытом. Однако общие рекомендации новичкам такие:

    • Расстояние от сопла до изделия должно быть 8…12 мм
    • Вести горелку необходимо углом вперед 45…60° (от себя)

    Рекомендация! Для получения качественного сварного шва кромки изделия должны быть очищены от краски, загрязнений и обезжирены. Перед началом работы обработать внутреннюю поверхность газового сопла антипригарным спреем, для предотвращения налипания/легкой очистки от сварочных брызг.