Давление углекислоты при сварке полуавтоматом

Содержание

Советы по сварке полуавтоматом с газом и без

Давление углекислоты при сварке полуавтоматом

Сегодня сварка автомобиля полуавтоматом с газом в домашних условиях не является необычным явлением. Полуавтомат для сварки доступен не только в профессиональной деятельности.

В любом специализированном магазине предлагают качественные аппараты для сварки швов — цена их доступна потребителям.

Их популярность растет, благодаря простоте действий, швы на изделиях из меди, титана, стали, алюминия, нержавейки получаются аккуратные, качественные.

При этом пользователю не обязательно быть профессионалом.

Даже наличие небольших навыков и просмотр видео для начинающих помогут правильно заварить шов кузова автомобиля, выполнить соединение труб из нержавейки.

Конструкция, принцип действия сварочного полуавтомата

Сварочный полуавтомат представляет собой агрегат, работающий от электрического тока. Им преобразовывают электроэнергию в тепловую с помощью электрической дуги.

Сварка труб, кузова авто, других изделий из меди, титана, стали и нержавейки проводится электродной проволокой, которую нужно подавать в точку сварки постоянно.

В качестве электрода предполагается расход калиброванной проволоки определенной толщины.

Покрывают ее чаще всего медью, чтобы получить высокий уровень скольжения электроконтакта.

Проволока расположена на специальной катушке, что дает ей возможность при работе разматываться равномерно, ее расход будет под контролем.

Аппарат для сварки имеет:

  1. Устройство подачи электрода — схема механизма в разных моделях может отличаться подачей проволоки, ее расход можно регулировать, в аппарате может быть различное количество прижимных роликов. В зависимости от конструкции данного механизма зависит цена аппарата;
  2. Горелка — отличается потребляемой мощностью, каждый вид горелки может охлаждаться разными способами. Чем выше мощность, тем больше цена полуавтомата;
  3. Источник электроэнергии;
  4. Пистолет;
  5. Шланги различного диаметра;
  6. Редуктор для газа.

Сварочный полуавтомат может быть представлен несколькими видами, которые делят по характеристикам:

  • По способу перемещения. Полуавтоматы бывают переносными или передвижными, их используют в домашних условиях или в небольших мастерских для ремонта кузова автомобиля, труб, прочих изделий. Также есть стационарная техника — чаще всего используется на предприятиях. Цена переносного аппарата меньше, чем стоимость стационарного;
  • Способ защитных швов. Защитный шов может производиться газом, слоем флюса, порошковой проволокой;
  • Тип порошковой проволоки. Может использоваться сплошная стальная или алюминиевая проволока. Есть универсальные сварки, где установлено два вида проволоки — цена такого полуавтомата будет выше.

Сварщик в процессе работы может сталкиваться с разными металлами, в том числе и изделиями из нержавейки. В связи с этим разработчики полуавтомата внедрили режимы сварки полуавтоматом.

Настройка агрегата позволяет выбрать именно тот режим, давление, скорость подачи проволоки, которые нужны для сварки определенного тонкого металла или нержавейки.

:

Режимы могут быть такие:

  1. применяя короткое замыкание для дуговой сварки, или не применяя его;
  2. крупнокапельные, среднекапельные, мелкокапельные виды;
  3. применяя разбрызгивание флюса, не применяя его.

На выбор режима сварки также влияет назначение детали автомобиля, на которую нужно наложить шов.

Для облегчения проведения сварки, специалист может выбрать цикличную сварку — там применяется дуговой метод. Иногда применяется точечная сварка или импульсная.

Бывает сварка, где часть тонкого свариваемого металла, труб или нержавейки перемещается струйным методом или сваривается путем кругового переноса металла.

На практике часто используют импульсный дуговой режим, если при сварочных работах применяется сварка в среде углекислого газа. Ток при этом обратной полярности.

Таким образом, металл плавится при работе не очень быстро, но сварочный дуговой режим получается стабильным, шов — очень прочный.

Сварка в защитных газах применяется для соединения кузова, деталей автомобиля, труб, выполненных из цветного тонкого металла, меди, титана, оцинковки, легированной, углеродистой стали, нержавейки.

Применяется углекислота в баллоне углекислого газа, где высокое давление. Настройка расхода производится через пистолет. Особенно пригодится этот метод для сварки оцинковки.

Редуктор стабилизирует давление газа до того, как он попадет в зону рабочего процесса. Схема сварки с газом показана на видео.

:

Сварочный полуавтомат обладает рядом преимуществ в сравнении с обычной сваркой:

  • высокое качество швов;
  • при сваривании небольшого шва процесс может осуществляться на вертикальных поверхностях, т.е. растекаться металл не будет;
  • при работе полуавтоматом в окружающую среду не выделяются вредные вещества.

Какой сварочный аппарат нужен?

Выбирая сварочный аппарат для начинающих, стоит учитывать некоторые моменты: соединение толстого или тонкого металла будет необходимо, какой нужен будет соединительный шов, а также условия, в которых будет проводиться работа.

После определения задач, которые будет выполнять сварочный полуавтомат, нужно обратить внимание на качество, которое имеет техника.

Обязательно нужно узнать отзывы о марке полуавтомата, которую приобретаете, и о заводе, выпустившим его, как производится настройка. Цена не должна быть очень низкой.

Перед покупкой сварочного полуавтомата стоит оценить напряжение в помещении, где он будет использоваться.

Мощность агрегата напрямую будет зависеть от показателей электросети.

Если есть возможность подключаться к напряжению 380В (трехфазному), то можно купить трехфазную модель.

Качество работы в этом случае будет выше, цена, соответственно, также.

У полуавтоматов с малой мощностью цена будет невысокой, но обрабатывать им можно только тонкий металл. На фото изображены полуавтоматы.

При оформлении покупки важно узнать, если на аппарат гарантия и как далеко находится центр сервисного обслуживания.

Следует сразу уточнить, где можно купить расходные материалы в случае необходимости.

Как подготовить аппарат и провести сварку своими руками?

Чтобы работа со сварочным автоматом была безопасной, необходимо правильно подготовить агрегат к работе.

Схема действий включает подготовку поверхности материала, на который нужно наложить шов.

Поверхность детали автомобиля, труб или нержавейки следует очистить от мусора, грязи, удалить масло, влагу, ржавчину.

При выполнении этих операций нужно пользоваться тряпочкой, щеткой для металла.

Очищенную поверхность из меди, титана, стали необходимо обезжирить, протравить. На видео можно посмотреть, как правильно подготовить поверхность.

:

При работе полуавтоматом важна правильная настройка агрегата, расход, скорость подачи проволоки. Схема действий описана ниже.

Проверить заземление агрегата. Техника обязательно должна быть присоединена к проводнику заземления.

Проверить напряжение, которое есть в данный момент в сети, так как некоторые модели негативно воспринимают отклонения напряжения от нормы, скорость подачи проволоки будет снижена.

Установить режим агрегата. Производители выпускают полуавтоматы, имеющие большое количество настроек. Они дают возможность подобрать индивидуальный режим работы для разных металлов.

Диаметр наконечника должен быть больше, чем размер проволоки на несколько миллиметров, поэтому его нужно отрегулировать.

Настроить горелку и механизм с проволокой. Если этого не сделать, то процесс сваривания пройдет с ошибками, что вызовет брак в работе, большой расход материалов, неправильную скорость подачи.

Проволока также должна быть качественной, поэтому ее необходимо проверить на предмет различных повреждений, вмятин.

Чтобы правильно провести сварочные работы самостоятельно, без привлечения профессиональных сварщиков, должна быть изучена схема, просмотрено видео, после чего нужно выполнить такие этапы:

  • Подобрать необходимый сварочный ток, скорость подачи, давление, расход проволоки, выбрать необходимый режим. Как правило, к каждой модели сварочного полуавтомата дается инструкция, схема. При выборе параметров следует руководствоваться ее данными;
  • После настройки режима, техника должна сделать пробную сварку. Для этого производится шов на пробном куске толстого или тонкого металла, изделии из меди, титана, стали. Если будет необходимость, то выбранные параметры стоит откорректировать: давление, скорость, мощность. Если полуавтомат настроен, как рекомендует схема и стандарты ГОСТ, то дуга будет устойчивой и операцию можно выполнять на детали автомобиля, на поверхности труб;
  • Переключить механизм подачи проволоки в позицию «пуск» и подать флюс;
  • Держатель нужно поставить в таком положении, чтобы его наконечник поместился в сварочную зону;
  • Вместе с нажатием кнопки «пуск» нужно чиркать в месте соединения, после этих действий должна загореться дуга.

Сварка с газом

Сварка кузова автомобиля, труб, других изделий из меди, титана, стали полуавтоматом с газом представляет собой процесс соединения частей металла, путем подачи проволоки к месту соединения.

Вместе с этим подается защитный газ. Защитный газ является гарантией того, что воздух не окажет негативного воздействия нагретым, расплавленным металлам.

:

Схема проведения полуавтоматической сварки есть в ГОСТ, положения документа должны быть соблюдены.

Сварка в защитных газах имеет свои преимущества. Процесс не требует приобретения оборудования, у которого высокая цена.

Работы в среде углекислого газа можно проводить в любых частях строения, здания, расход дополнительного источника энергии не происходит.

При проведении сварочных операций есть возможность изменять мощность пламени, таким образом, можно соединять различные материалы: соединения меди и титана, латуни и свинца, прочие металлы, у которых температуры плавления отличаются.

В ГОСТ описаны требования, которые предъявляются к соединениям металлов, необходимая схема.

Сварка чугуна полуавтоматом, а также меди, свинца, латуни проходит быстрее, поверхности крепче свариваются именно этим видом сварки.

Если установить правильно вид, мощность аппарата, выбрать подходящую присадочную проволоку, ее правильный расход, скорость подачи, то швы будут высокого качества.

Поверхности, которые подвергались сварке, медленно нагреваются и так же остывают. При выполнении сварки на поверхностях из меди, титана, стали можно регулировать температуру пламени.

Если пламя направлено вертикально, то температура будет максимальной, если изменить у пламени угол наклона, уйти от вертикальных поверхностей, температура снизится.

Швы могут иметь более высокую прочность, чем швы, полученные сваркой электродуговым методом. Размер, вид швов указан в стандартах ГОСТ.

Данным видом сварки можно не только сваривать поверхности из меди, латуни, чугуна, титана, свинца, но и резать их, закалять.

:

В одном сварка проходит в среде аргона или другого инертного газа, без углекислого газа. Второй вид аппарата производит сварку в среде углекислого газа.

Применение газового баллона, при высоком давление углекислого газа, затрудняет ремонт кузова автомобиля, труб на открытой местности.

Но если проводить работы стационарно, то такой вид сварки, в среде углекислого газа, считается лучшим. Стандарты на аппараты, которыми проводят сварку в газовой среде, описаны в ГОСТ, прилагается схема для проведения работ.

Электродная проволока, применяемая при сварке с газом, содержит в составе марганец, кремний.

Она подается в точку сварки вместе с газом, расход проволоки строго контролируется.

Он защищает проволоку и металл от воздействия, оказываемого окружающей средой.

Какую марку проволоки выбрать для определенного сварочного полуавтомата, стоит уточнить в стандартах ГОСТ.

Применяя такой вид сварки, можно сэкономить время, так как не нужно менять электрод, зачищать швы от шлаков.

Несмотря на то, что швы при сварке с газом получаются крепче и аккуратнее, стоит помнить, что состав газа окажет влияние на внешний вид швов.

Так, сварка в среде чистого углекислого газа даст чешуйчатый рельеф шву. Если в углекислый газ добавить аргона, шов будет гладкий, ровный. Сварка при помощи аргона не требует дальнейшей обработки.

Сварка без газа

Сварка полуавтоматом без газа является перспективным направлением. Соединение происходит с помощью проволоки-флюса.

Она выглядит как стальная трубка, где находится специальный порошок для сварки.

:

Флюс по внешнему виду напоминает обмазку электродов. В момент, когда возникает высокая температура, флюс сгорает.

В результате создается облако из газа, которое внешне схоже со сваркой с помощью электрода.

Конструктивные элементы сварки полуавтомата без применения газа можно изучить в ГОСТ.

Сварка полуавтоматом без газа обладает основным достоинством — отсутствие баллонов, в котором есть давление газа.

Сварку кузова, труб можно проводить на любой точке местности, в любом строении.

Проволоку для выполнения сварочных работ можно выбрать с любым составом — он зависит от материала: поверхность из меди, титана, стали, алюминия, прочего металла.

В стандартах ГОСТ описаны требования к проволоке, которая используется при сварке деталей автомобиля, его кузова, труб полуавтоматом без использования газа.

Цена проволоки с различным составом будет отличаться. Расход также может быть различным в зависимости от объема работ.

Там же в ГОСТ описаны требования, которые предъявляются характеристикам, видам швов после применения сварки такого вида.

Специалисты рекомендуют после того, как будет наложен сварочный шов, сделать еще один сверху. Это связано с тем, что на шов может попасть шлак, образованный отработанным флюсом.

Такой шов не будет герметичным, поэтому понадобится дополнительная обработка.

:

Флюсовая проволока отличается повышенной жесткостью.

По этой причине подавать ее в область сварки необходимо с усилием. При проведении операций нужно следить, чтобы шланги не изгибались, полярность «массы» и фазы строго соблюдалась.

В ГОСТ есть схема, описаны условия, при которых должны проводиться работы.

Источник: http://rezhemmetall.ru/svarka-poluavtomatom.html

Дуговая сварка в защитных газах – что это, технология и особенности сварки в среде углекислого газа

Что представляет собой полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа? При ее выполнении в сварочную зону попадает углекислота. Под высокотемпературным воздействием она разлагается на 2 компонента – углеродную окись, кислород.

Подобная реакция считается окислительной. Окись углерода обеспечивает отличную защиту сварной зоны от влияния воздуха. Из-за кислорода углерод выгорает вместе с легирующими элементами. В результате в шве появляются поры.

Для того чтобы нейтрализовать углекислый газ, используют специальную сварную проволоку, которая содержит марганцевые и кремниевые компоненты. Они активнее железа, начинают окисляться раньше. При проведении сварки в защитном газе марганцевые и кремниевые элементы формируют соединение, которое легко плавится. После этого происходит их выведение на поверхность в шлаковой форме.

Какие газы могут применяться

Сварка в защитных газах может осуществляться с использованием:

  • Аргона (сварка ТИГ). Гарантирует максимальную степень защиты благодаря тому, что не вступает в реакцию с различными металлами. Стоит помнить, что, невзирая на отличные сварные характеристики, аргон считается вреднее прочих газов для человеческого здоровья. Взаимодействуя с кислородом, он не формирует взрывчатое соединение.
  • Гелия. Гелиевая сварка в защитных газах не слишком распространена. Гелий нередко входит в состав газовых смесей. Может использоваться как чистый, так и технический гелий. Каждый из них используется для определенных целей.
  • Водорода. Считается горючим веществом. Хранится в зеленых баллонах под высокой компрессией.
  • Азота. Азотная сварка в защитных газах выполняется, если речь идет о медных изделиях. Азот бесцветен и не имеет запаха, не горит. Делится на 4 разновидности, отличающиеся по чистоте содержания.
  • Углекислого газа. Он нетоксичен, весит больше воздуха. Ввиду этого углекислота обеспечивает вытеснение ненужных атмосферных элементов из сварной ванны. Сварка в углекислом газе обходится дешевле прочих.

Давление и расход углекислого газа

ГОСТ на сварку полуавтоматом с углекислотой регулируется нормативным документом 26170-5185. Соответственно с ним, обычного баллона, который наполнен углекислотой, хватит для 15-20 часов непрерывного сваривания. Для повышения эффективности применяют влагоосушитель. Давление углекислоты возможно регулировать. Выбирать режим сварки необходимо, учитывая требуемое качество шва.

Суть сварки полуавтоматом в среде углекислого газа заключается в том, что углекислота защищает свариваемое изделие от перегревания. Качество шва прямо зависимо от затрат углекислоты при сварке. Рабочий должен найти баланс между применением газа и затратами сварной проволоки.

Чтобы определить, сколько газа расходовать при сварке полуавтоматом, специалисты применяют такой способ. Сначала устанавливается примерное давление, позволяющее получить ровный шов. После этого подача газа и напряжение уменьшаются до тех пор, пока не начнется пузырение и шипение шва.

Осуществляя сварку с газом полуавтоматом, необходимо учитывать, что:

  • скорость подачи проволоки зависима от ширины расходника, равняется минимум 35, максимум – 250 миллиметрам в секунду;
  • подача газа зависима от качества флюса и погоды, может составлять 3-60 литров в минуту.

Рассчитать затраты углекислоты при полуавтоматическом сваривании возможно самостоятельно, если знать такие характеристики:

  • расходы на подготовку (равняются 10 процентам от полного расхода углекислоты);
  • удельный расход углекислоты, который необходим для прохождения шва.

Кроме того, при подсчетах учитывают, насколько толста проволока и материал, который обрабатывается.

В баллон наливается примерно 25 килограмм углекислого газа. После химической реакции из одного килограмма образуется приблизительно 509 литров газа. Следовательно, одного обычного баллона хватит для беспрерывного сваривания на протяжении минимум 10 часов.

В комплект оснащения для полуавтоматического сваривания включен:

  1. Выпрямитель. Может работать от трансформатора либо инвертора. Трансформаторное устройство лучше использовать для проволоки большой толщины. Инверторный выпрямитель позволяет равномерно подавать напряжение, формировать стабильную электродугу.
  2. Агрегат подачи. При его подборе необходимо помнить, что не любой флюс возможно применять при проведении сварки.
  3. Держатель со шлангами.

Комплект оснащения дает возможность работать в оптимальном режиме, формировать высококачественное сварочное соединение.

Плюсы и минусы

Сварка в защитных газах располагает такими ключевыми достоинствами:

  • высококачественный шов;
  • независимость от внешних факторов, подготовленности материала к обработке;
  • возможно работать со сложными сплавами, изделиями, сделанными из различных материалов;
  • можно выполнять глубинное проваривание;
  • разнообразные инверторные устройства, улучшающиеся с каждым годом;
  • удобно использовать приспособление, подающее проволоку, позволяющее создавать непрерывные длинные соединения.

Технология сварки в защитном газе обладает следующими минусами:

  • большая цена оснащения и расходников. Ввиду этого обычным людям затруднительно использовать подобный метод сваривания. Обыкновенно он применяется работниками серийных производств;
  • использование газа всегда опасно для рабочего и тех, кто поблизости. Сварщику нужно обязательно знать и соблюдать все существующие правила техники безопасности;
  • установить режим полуавтоматической сварки среде защитных газов новичку может быть сложно, так как необходимо учитывать множество показателей;
  • некоторые применяемые при сварке и резке газы вредны для человеческого организма. Стоит отметить, что сварка порошковой проволокой выполняется без использования какого-либо газа.

Методы

После выбора оптимальной быстроты подачи и силы электротока, подготовки деталей необходимо настроить расход углекислоты. Через тридцать секунд нужно возбудить дугу, начать сваривание. Последовательность действий именно такая, так как газу нужно время, чтобы вытеснить воздух из шлангов и каналов горелки.

Перед тем как приступить к сварке в защитных газах плавящимся электродом, рекомендуется потренироваться на бесполезном металлическом куске. Благодаря этому вы сможете добиться более высокого качества шва.

Механизированная сварка в среде защитных газов может осуществляться одним из следующих методов:

  • углом вперед, перемещая горелку с правой стороны в левую. Плавление материала уменьшается, шовный валик расширяется. Используется при сваривании тонкого металла;
  • углом назад, двигая горелку с левой стороны в правую. Металл проплавливается глубже, шов получается уже.

Механизированная сварка в среде углекислого газа проводится так:

  • Расположите горелку под углом в пять градусов относительно вертикали.
  • Перемещайте электродный элемент. Следите за тем, чтобы материал хорошо проплавлялся, образовывался качественный валик. Для предотвращения появления трещинок нужно выполнять сваривание первого слоя при слабом электротоке.
  • Закончить шов нужно, заполнив металлом кратер.
  • Прекратите подачу проволоки, отключите устройство.

Особенности сваривания в углекислом газе

Какой газ нужен для сварки полуавтоматом? Обыкновенно для этого применяют углекислоту. Полуавтоматическая/автоматическая сварка в среде защитных газов осуществляется постоянным электрическим током обратной полярности. Если сваривать металл током прямой полярности, это негативно отразится на электродуге. Возникнет дефект образования шва, электрод будет тратиться на угар, разбрызгивание.

Если осуществляется не сваривание, а наплавка, нужно применять ток прямой полярности. Обусловлено это тем, что он располагает наплавочным индексом, который приблизительно в полтора раза больше, чем у электрического тока обратной полярности.

Сварку неплавящимся электродом в защитных газах возможно осуществлять и на переменном электрическом токе, правда, для этого потребуется осциллятор. Источниками постоянного электротока будут служить преобразователи.

Схемы расположения и поперечные колебания электрода

Сваривание посредством инверторного полуавтоматического устройства сходно с дуговым. Главным источником высокой температуры считается дуга, образующаяся промеж обрабатываемого изделия и неплавкого электродного элемента из вольфрама. Сваривание необходимо осуществлять беспрерывно. Так швы будут получаться гораздо длиннее.

Для того чтоб заполнить участок соединения металлом, применяется специальная проволока. Она выбирается под тот вид материала, который обрабатывается. Проволока играет ту же роль, что и электродный элемент в дуговой сварке. Однако она не пропускает электроток. Ввиду того что ее толщина гораздо меньше, чем у обычных электродных элементов, проволока подается значительно быстрее.

Подачу осуществляет особый механизированный агрегат, передающий проволоку из мотка в сварную ванну. Он может располагать несколькими скоростями, их количество зависит от конкретной модели. Этот агрегат, заключающий в себе горелку и электродный держатель, считается отличительной чертой подобного метода сваривания, значительно упрощает продолжительное сваривание. Грамотно настроенные режимы подачи позволяют не тратить время на поставку расходника.

Скачать ГОСТ

ГОСТ 14771-76 Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры

Источник: https://oxmetall.ru/svarka/v-zashhitnyh-gazah

Углекислый газ, он же углекислота, он же двуокись углерода…

Углекислый газ бесцветный газ с едва ощутимым запахом не ядовит, тяжелее воздуха. Углекислый газ широко распространен в природе. Растворяется в воде, образуя угольную кислоту Н2CO3, придает ей кислый вкус. В воздухе содержится около 0,03% углекислого газа.

Читайте также  Расход сварочной проволоки при сварке полуавтоматом

Плотность в 1,524 раза больше плотности воздуха и равна 0,001976 г/см3 (при нулевой температуре и давлении 101,3 кПа). Потенциал ионизации 14,3В. Химическая формула – CO2.

В сварочном производстве используется термин «углекислый газ» см. ГОСТ 2601.

В «Правилах устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» принят термин «углекислота», а в ГОСТ 8050 — термин «двуокись углерода».

Существует множество способов получения углекислого газа, основные из которых рассмотрены в статье Способы получения углекислого газа.

Плотность двуокиси углерода зависит от давления, температуры и агрегатного состояния, в котором она находится. При атмосферном давлении и температуре -78,5°С углекислый газ, минуя жидкое состояние, превращается в белую снегообразную массу «сухой лед».

Под давлением 528 кПа и при температуре -56,6°С углекислота может находиться во всех трех состояниях (так называемая тройная точка).

Двуокись углерода термически устойчива, диссоциирует на окись углерода и кислород только при температуре выше 2000°С.

Углекислый газ – это первый газ, который был описан как дискретное вещество. В семнадцатом веке, фламандский химик Ян Баптист ван Гельмонт (Jan Baptist van Helmont) заметил, что после сжигания угля в закрытом сосуде масса пепла была намного меньше массы сжигаемого угля. Он объяснял это тем, что уголь трансформируется в невидимую массу, которую он назвал «газ».

Свойства углекислого газа были изучены намного позже в 1750г. шотландским физиком Джозефом Блэком (Joseph Black).

Он обнаружил, что известняк (карбонат кальция CaCO3) при нагреве или взаимодействии с кислотами, выделяет газ, который он назвал «связанный воздух». Оказалось, что «связанный воздух» плотнее воздуха и не поддерживает горение.

CaCO3 + 2HCl = СО2 + CaCl2 + H2O

Пропуская «связанный воздух» т.е. углекислый газ CO2 через водный раствор извести Ca(OH)2 на дно осаждается карбонат кальция CaCO3. Джозеф Блэк использовал этот опыт для доказательства того, что углекислый газ выделяется в результате дыхания животных.

CaO + H2O = Ca(OH)2

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O

Жидкая двуокись углерода бесцветная жидкость без запаха, плотность которой сильно изменяется с изменением температуры. Она существует при комнатной температуре лишь при давлении более 5,85 МПа. Плотность жидкой углекислоты 0,771 г/см3 (20°С). При температуре ниже +11°С она тяжелее воды, а выше +11°С — легче.

Удельная масса жидкой двуокиси углерода значительно изменяется с температурой, поэтому количество углекислоты определяют и продают по массе. Растворимость воды в жидкой двуокиси углерода в интервале температур 5,8-22,9°С не более 0,05%.

Жидкая двуокись углерода превращается в газ при подводе к ней теплоты. При нормальных условиях (20°С и 101,3 кПа) при испарении 1 кг жидкой углекислоты образуется 509 л углекислого газа.

При чрезмерно быстром отборе газа, понижении давления в баллоне и недостаточном подводе теплоты углекислота охлаждается, скорость ее испарения снижается и при достижении «тройной точки» она превращается в сухой лед, который забивает отверстие в понижающем редукторе, и дальнейший отбор газа прекращается. При нагреве сухой лед непосредственно превращается в углекислый газ, минуя жидкое состояние.

Для испарения сухого льда необходимо подвести значительно больше теплоты, чем для испарения жидкой двуокиси углерода — поэтому если в баллоне образовался сухой лед, то испаряется он медленно.

Впервые жидкую двуокись углерода получили в 1823 г. Гемфри Дэви (Humphry Davy) и Майкл Фарадей (Michael Faraday).

Твердая двуокись углерода «сухой лед», по внешнему виду напоминает снег и лед. углекислого газа, получаемого из брикета сухого льда, высокое — 99,93-99,99%. влаги в пределах 0,06-0,13%. Сухой лед, находясь на открытом воздухе, интенсивно испаряется, поэтому для его хранения и транспортировки используют контейнеры. Получение углекислого газа из сухого льда производится в специальных испарителях. Твердая двуокись углерода (сухой лед), поставляемая по ГОСТ 12162.

Двуокись углерода чаще всего применяют:

  • для создания защитной среды при сварке металлов;
  • в производстве газированных напитков;
  • охлаждение, замораживание и хранения пищевых продуктов;
  • для систем пожаротушения;
  • для чистки поверхностей сухим льдом.

Плотность углекислого газа достаточно высока, что позволяет обеспечивать защиту реакционного пространства дуги от соприкосновения с газами воздуха и предупреждает азотирование металла шва при относительно небольших расходах углекислоты в струе. Углекислый газ является активным газом, в процессе сварки он взаимодействует с металлом шва и оказывает на металл сварочной ванны окисляющее, а также науглероживающее действие.

Ранее препятствием для применения углекислоты в качестве защитной среды являлись поры в швах. Поры вызывались кипением затвердевающего металла сварочной ванны от выделения оксиси углерода (СО) вследствие недостаточной его раскисленности.

При высоких температурах углекислый газ диссоциирует с образованием весьма активного свободного, одноатомного кислорода:

СO2=CO+O

Окисление металла шва выделяющимся при сварке из углекислого газа свободным кислородом нейтрализуется содержанием дополнительного количества легирующих элементов с большим сродством к кислороду, чаще всего кремнием и марганцем (сверх того количества, которое требуется для легирования металла шва) или вводимыми в зону сварки флюсами (сварка порошковой проволокой).

Как двуокись, так и окись углерода практически не растворимы в твердом и расплавленном металле. Свободный активный кислород окисляет элементы, присутствующие в сварочной ванне, в зависимости от их сродства к кислороду и концентрации по уравнению:

Мэ + О = МэО

где Мэ — металл (марганец, алюминий или др.).

Кроме того, и сам углекислый газ реагирует с этими элементами.

В результате этих реакций при сварке в углекислоте наблюдается значительное выгорание алюминия, титана и циркония, и менее интенсивное — кремния, марганца, хрома, ванадия и др.

Особенно энергично окисление примесей происходит при полуавтоматической сварке. Это связано с тем, что при сварке плавящимся электродом взаимодействие расплавленного металла с газом происходит при пребывании капли на конце электрода и в сварочной ванне, а при сварке неплавящимся электродом — только в ванне. Как известно, взаимодействие газа с металлом в дуговом промежутке происходит значительно интенсивнее вследствие высокой температуры и большей поверхности контактирования металла с газом.

Ввиду химической активности углекислого газа по отношению к вольфраму сварку в этом газе ведут только плавящимся электродом.

Двуокись углерода нетоксична и невзрывоопасна. При концентрациях более 5% (92 г/м3) углекислый газ оказывает вредное влияние на здоровье человека, так как она тяжелее воздуха и может накапливаться в слабо проветриваемых помещениях у пола. При этом снижается объемная доля кислорода в воздухе, что может вызвать явление кислородной недостаточности и удушья. Помещения, где производится сварка с использованием углекислоты, должны быть оборудованы общеобменной приточно-вытяжной вентиляцией. Предельно допустимая концентрация углекислого газа в воздухе рабочей зоны 9,2 г/м3 (0,5%).

Углекислый газ поставляется по ГОСТ 8050. Для получения качественных швов используют газообразную и сжиженную двуокись углерода высшего и первого сортов.

Углекислоту транспортируют и хранят в стальных баллонах по ГОСТ 949 или цистернах большой емкости в жидком состоянии с последующей газификацией на заводе, с централизованным снабжением сварочных постов через рампы. В стандартный баллон с водяной емкостью 40 л заливается 25 кг жидкой углекислоты, которая при нормальном давлении занимает 67,5% объема баллона и дает при испарении 12,5 м3 углекислого газа. В верхней части баллона вместе с газообразной углекислотой скапливается воздух. Вода, как более тяжелая, чем жидкая двуокись углерода, собирается в нижней части баллона.

Для снижения влажности углекислого газа рекомендуется установить баллон вентилем вниз и после отстаивания в течение 10…15 мин осторожно открыть вентиль и выпустить из баллона влагу. Перед сваркой необходимо из нормально установленного баллона выпустить небольшое количество газа, чтобы удалить попавший в баллон воздух. Часть влаги задерживается в углекислоте в виде водяных паров, ухудшая при сварке качество шва.

При выпуске газа из баллона вследствие эффекта дросселирования и поглощения теплоты при испарении жидкой двуокиси углерода газ значительно охлаждается. При интенсивном отборе газа возможна закупорка редуктора замерзшей влагой, содержащейся в углекислоте, а также сухим льдом. Во избежание этого при отборе углекислого газа перед редуктором устанавливают подогреватель газа. Окончательное удаление влаги после редуктора производится специальным осушителем, наполненным стеклянной ватой и хлористым кальцием, силикогелием, медным купоросом или другими поглотителями влаги

Баллон с двуокисью углерода окрашен в черный цвет, с надписью желтыми буквами «УГЛЕКИСЛОТА».

Коэффициенты перевода объема и массы двуокиси углерода при Т=15°С и Р=0,1 МПа

Масса, кгОбъем газа, м3
1,848 1
1 0,541

Коэффициенты перевода объема и массы двуокиси углерода при Т=0°С и Р=0,1 МПа

Масса, кгОбъем газа, м3
1,975 1
1 0,506

Источник: http://weldering.com/uglekislyy-gaz-uglekislota-dvuokis-ugleroda

Как варить полуавтоматом в среде углекислого газа – пояснения для новичков

Чтобы процесс соединения деталей в единое целое не составлял труда и все получалось с первого раза, перед практическими работами нужно разобраться в теории, как производится сварка полуавтоматом в среде углекислого газа для начинающих. Рассмотрим основные аспекты и сущность  данного метода.

Понятие сварки полуавтоматом в среде СО2

Принцип действия для полуавтоматической сварки в режиме углекислоты очень схож с методом газовой сварки с газом и без. То есть, варить можно двумя способами – использую защитный газ или нет. Подробнее прочесть про этот метод можно здесь.

Сущность рассматриваемого способа заключается в элементарной химии. В сварочную зону под давлением подается углекислый газ (СО2). Сварочная дуга обеспечивает высокую температуру, за счет чего происходит реакция разложения и газ распадается на кислород (О2) и угарный газ (2СО). Процесс распада происходит по формуле:

2СО2=2О2+2СО

В результате этой реакции сварочная ванна защищена тремя газами – начальным углекислым газом и конечными продуктами реакции – кислородом и угарным газом

Углекислый газ имеет свойство к окислению с железом и углеродом, находящимся в металле. Чтобы защитить металл изделия от этого процесса, рекомендуется для сварочного аппарата применять проволоку с повышенным уровнем марганца и кремния.  Эти компоненты химически активнее, чем железо, поэтому сначала окисляются они, тем самым принимая на себя «удар» и защищают изделие.

Пока в сварочной зоне присутствуют эти два элемента, железо и углерод не будут окисляться. Отходы, то есть оксиды марганца и кремния, которые образуются при воздействии высокой температуры и окислительной реакции представляют собой легкоплавкое соединение, которое всплывает на поверхность сварочной ванны и кристаллизируется в виде шлака.

Этот компонент никак не влияет на качество шва.

Для сварки в среде углекислого газа одного стандартного баллона на 25 кг углекислоты хватает на 15 сварочных часов. С учетом реакции из одного килограмма получается почти 500 литров готового газа. При полноценной работе затраты в среднем считаются от 10 до 50 литров в минуту. Но расход зависит от многих факторов – давления, типа сварки, типа шва, применяемого аппарата, погодных условий и так далее.

Читайте также  Стан для сварки двутавровой балки

Такой метод называется сварка tig, то есть, это работы это соединение металлов с помощью электродов в среде защитного газа. Электрод может быть вольфрамовым или графитовым.

Особенности и режимы данного вида соединений

Полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа отлично подходит для новичков. Основной особенностью данного метода является применение обратной полярности постоянного тока. Это позволяет удерживать дугу. Если же наоборот, применить прямую полярность, то увеличивается риск потери дуги, что негативно отразится на качестве спаивания.

Работая на обратной полярности, можно избежать разбрызгивания электрода. Если же нужно наплавить металл, тогда лучше применить прямую, так и КПД будет в 1,5-почти 2 раза выше.

Режимы сварки, которые выставляются в настройках аппарата, зависят от многих факторов. Рассмотрим таблицу, где подробно расписаны возможные варианты настроек, отталкиваясь от толщины металла, из которого сделаны заготовки для сваривания.

Изучая данные из таблицы, можно заметить, что  напряжение дуги напрямую зависит от диаметра проволоки и от толщины металла. При усилении сварочного тока будет усиливаться глубина провара, что необходимо при работе с  толстыми металлами. Отталкиваясь от горения дуги, нужно настраивать скорость подачи электродной проволоки, чтобы не терять качество шва.

Характеристика углекислотной сварки

Углекислый газ не имеет никакого вкуса и запаха, также он является бесцветным. В умеренных количествах он не составляет опасности для здоровья и жизни человека, не взрывоопасен. Его плотность 1,98кг/м3, что говорит о том, что он намного тяжелее воздуха (с плотностью 1,2 кг/м3).

В продажу он поступает в железных баллонах по 10, 20 или 40 литров в жидком состоянии и под давлением. Перед сварочным процессом необходимо установить баллон на некоторое время вертикальное положение, чтобы вся влага, которая там есть стекла. После этого газ подается в сварочную зону. Установленный редуктор с регулятором контролирует давление и подачу газа.

Важно: перед приобретением баллона важно уточнить возможность дозаправки.

Сварка в углекислом газе может производиться несколькими видами оборудования для сварки:

  1. Выпрямитель это такой полуавтомат для сварки, внутри которого ток преобразуется из переменного в постоянный. Они применяются для любых видов дуговой сварки полуавтоматом с применением разных электродов и для соединения различных металлов, кроме алюминия.

2. Инвертор – это источник питания для сварочной дуги. Это аппарат, который может преобразовывать электроэнергию из сети 220В в постоянный ток для создания и удержания дуги. Подробнее ознакомиться с принципом действия и преимуществами инвертора можно здесь.

Технология сварки СО2

Когда все готово и настроено для полуавтоматической сварки в газовой среде, можно приступать. Для начала необходимо подготовить металлические детали, которые подлежат спаиванию. Залог качественного шва – это предварительная подготовка.

Чтобы материал идеально сплавился, нужно заготовки очистить от масла, грязи и остатков лакокрасочных изделий. Это можно сделать металлической щеткой или наждачной бумагой. После этого детали устанавливаются в то положение, при котором будет происходить их соединение.

Первый шов лучше всего производить на малой силе токе, чтобы посмотреть, как будет себя вести заготовка. Если сразу дать большой ток, то есть риск трещин и деформации деталей.

Полуавтоматическую сварку в газовой среде можно выполнять следующими методиками:

  • углом вперед (справа налево) используется для тонколистового металла;
  • углом назад (слева направо) обеспечивает глубокий провар, но шов при этом не будет широким.

Когда шов полностью готов, нельзя сразу отключать подачу газа, так как это чревато окислением. Сначала останавливается подача проводной проволоки, потом подача тока, а затем уже подача газа. Как раз за это время шов успевает кристаллизоваться. По завершению работы нужно сбить шлак со шва.

Преимущества и недостатки сварки в среде СО2

Сварка тиг углекислым газом широко применяется как в домашних условиях, так и в различных производственных отраслях. Это не удивительно, ведь данный вид соединений имеет ряд преимуществ:

  • есть возможность соединять тонколистовой металл;
  • можно сваривать разные типы металлов, с разными характеристиками и температурой плавления;
  • электрическая дуга отличается высокой стабильностью;
  • сварная ванна находится под надежной защитой от окисления и воздействия негативных факторов внешней среды;
  • шов в результате получается очень качественным;
  • технология полуавтоматической сварки в среде углекислого газа считается самой безопасной, в сравнении с другими тиг методами;
  • экономичность и доступность. Это показатель связан с тем, что 2 приобрести намного проще, чем смеси других газов, применяемых для защиты во время tig сварки.

Кроме преимуществ, можно и отметить несколько недостатков:

  • по качеству углекислота немного уступает другим смесям;
  • аппарат немного сложнее и дольше чистить, чем после гелий, аргона или азота;
  • затраты на материалы постоянно возрастают.

[Всего : 10    Средний: 2.6/5]

Источник: https://svarkaed.ru/svarka/vidy-i-sposoby-svarki/kak-varit-poluavtomatom-v-srede-uglekislogo-gaza-poyasneniya-dlya-novichkov.html

9 фактов, которые нужно знать о углекислом газе

Углекислый газ часто используется в качестве защитной среды для GMAW сварки углеродистых сталей. В случае применения этого газа для других металлов, он может спровоцировать окисление сварных швов, ухудшить металлургические свойства металла. С углеродистыми сталями двуокись углерода взаимодействует наоборот. Он придает полезные свойства сварному шву и не способствует его деформации.

В чем сила углекислого газа для сварки?

Применяя чистый углекислый газ в качестве экранирующей среды не стоит рассчитывать на невероятно красивый сварной шов, но в сочетании с другими газами, например, с аргоном, можно рассчитывать на улучшения стабильности сварочной дуги, получить оптимальную текучесть металла в сварочной ванне, повысить прочность сварных швов.

Чтобы понять почему так важен углекислый газ для сварки стоит предварительно ответить на другие вопросы:

  • Как возможна сварка с этим газом, если он способствует окислению?
  • Что делает его таким особенным?

9 фактов и преимуществ углекислого газа

Вот некоторые основные причины, из-за которых диоксид углерода применяется в качестве защитного газа для дуговой сварки углеродистых сталей. 9 фактов

Улучшенное проникновение

Как защитный газ двуокись углерода обеспечивает лучшее проникновение и более глубокий провар. Таким образом наличие в экранирующей смеси углекислого газа улучшает физико-химические свойства свариваемого металла в области боковой стенки и корня шва.

Минимизация затрат

Одним из самых больших преимуществ, которое весьма повышает ценность углекислого газа для сварки среди других защитных газов, является его низкая стоимость. Применяя двуокись углерода вместо кислорода можно избежать окисления в металле сварного шва. Будучи тяжелее чем кислород, СО2 обеспечивает лучшие характеристики экранирования.

 Но есть одно замечание. Чистый углекислый газ для сварки дешевле, чем аргон и гелий, но в сравнении с ними при его применении качество сварных швов становится хуже, могут быть сварочные брызги.

Поэтому чаще всего он применяется в комбинации с иными газами, позволяя таким образом повысить производительность сварочных работ и снизить их себестоимость.

Эффективен в сочетании с другими газами

Как мы говорили, чистый углекислый газ при сварке не дает очень высоких результатов для большинства металлов. Но если его смешать с другими газами, можно добиться значительного улучшения качественных свойств сварного шва и параметров сварочной дуги. К примеру, в сочетании с инертными газами (тот же аргон, соотношение 75% Ar + 25% СО2 или 82% Ar +18% СО2 (по стандарту)), устраняется проблема разбрызгивания и дуговой нестабильности.

Если во время сварки углеродистых и легированных сталей плавящимся электродом использовать смесь углекислого газа (до 20%), кислорода (до 5%) и аргона, то можно упредить пористость шва, оптимизировать свойства сварочной дуги, улучшить формирование швов. Смеси, содержащие указанные компоненты, ассоциируются как универсальные. Применяя их, можно выполнять сварку с разными режимами: импульсным и циклическим с короткой дугой, струйным, крупнокапельным и ротационным переносом металла. Такие смеси помогают сваривать углеродистые и низколегированные стали разной толщины.

Углекислый газ может быть в составе тройных смесей (Ar +СО2 + О2) или только в сочетании с чистым кислородом (добавляется от 2 – 5% до 20%). В последнем случае двойная смесь способствует уменьшению потерь металла при разбрызгивании на 30-40%, так как перенос электродного металла стает мелкокапельным за счет поверхностного натяжения.

Стоит отметить, бинарные газовые смеси (Аг + СО2) применяются при технике как обычного – так и импульсно-струйного переноса металла для большинства известных марок углеродистых сталей, нержавейки.

Предотвращение подреза сварного шва

Как известно, диоксид углерода является более плотным газом, он понижает звуковые колебания при сварке. Таким образом применение углекислого газа может предотвратить серьезные недостатки сварки, к которым относится подрез сварного шва.

Безопасность

Углекислота — это нетоксичный, а также не взрывоопасный газ. Если не соблюдать элементарных правил безопасности, превышение допустимой концентрации СО2 более 92г/м3 (5%) в закрытых помещениях, емкостях провоцирует кислородную недостаточность, удушье.

Хорошая вентиляция на рабочем месте является важным шагом, позволяющим сделать вашу работу более безопасной.

Защита от ржавчины

Углекислый газ в качестве защитной среды при сварке наименее чувствителен к возможной ржавчине на кромках (в разумных пределах, конечно) и предотвращает ее появление в сварном шве.

С одной стороны, применение СО2 защищает расплавленный металл и сварочную дугу от влияния окружающей атмосферы, с другой — этот газ разлагается при высокой температуре дуги на окись углерода и кислорода, проявляя окисляющее действие на расплавляемый металл.

 Для связывания кислорода и его удаления из сварочной ванны важным является повышенное количество раскислителей, таких, как кремний и марганец. Двуокись углерода с нормальным содержанием влаги при правильном сочетании с другими газами помогают предотвратить дефекты сварки, такие как пористость, непровар, непровар в металле сварного шва.

Простота и универсальность

  • Возможность проведения работ в разных пространственных положениях в режимах автоматической и полуавтоматической сварки.
  • Отсутствие необходимости в приспособлениях для подачи и отвода флюса.

Применение СО2 является наиболее эффективным при сварке тонколистовых углеродистых сталей. Этот газ часто используется при кузовном ремонте легковушек, грузовиков. Тут преимущества наличия защитной среды СО2 выявляются особенно четко.

Улучшение прочности сварного шва

В процессе сварки, подходящий состав газов и соответствующие расходные материалы являются первичными инструментами и факторами, влияющими на получение необходимой ударной вязкости металла в сварном шве. Диоксид углерода в сочетании с другими газами способствует повышению ударной вязкости сварного соединения.

Снижение поверхностного натяжения

Поверхностное натяжение является еще одной проблемой для углеродистых сталей. Из-за этого для них проникновение расплава хуже. Наплавляемый металл в расплавленном состоянии приобретает высокое поверхностное натяжение, которое не можно уменьшить при использовании таких инертных газов как гелий, аргон и т.д.

В этом случае диоксид углерода является единственным защитным газом, способным уменьшить интенсивность поверхностного натяжения, обеспечивает лучший провар.

 Таким образом описанные выше преимущества делают углекислый газ для сварки углеродистых сталей весьма важным инструментом хорошего сварного шва, особенно если речь идет о порошковых электродах.

Источник: https://blog.svarcom.net/news/9-faktov-kotorye-nuzhno-znat-o-uglekislom-gaze.html

Понравилась статья? Поделить с друзьями: