Инертные защитные газы

Химически инертные газы не взаимодействуют с нагретым и жидким металлом и практически не растворяются в сварочной ванне. Поэтому одним из широко распространенных способов сварки является сварка в атмосфере инертных газов. Защиту сварочной ванны можно осуществить либо струей защитного газа, либо сваркой в специальных камерах.

К химически инертным газам, используемым при сварке, относятся аргон и гелий. Аргон в основном получают из воздуха методом ректификации в разделительных колонках, т.к. объемное содержание аргона в воздухе 0,9325%. Гелий добывается из природных газов посредством их сжижения после предварительной очистки от примесей.

Аргон - газообразный чистый поставляется по ГОСТ 10157-79 двух сортов:

- высший сорт - содержание аргона не менее 99,993%;

- первый сорт – содержание аргона не менее 99,987%.

В чистом аргоне в качестве примесей остаются небольшие количества азота, кислорода и влаги.

Аргон высшего сорта предназначен для сварки химически активных металлов и сплавов на их основе (Ti, Zr, ниобий и т.п.). Аргон первого сорта применяется при сварке неплавящимся электродом алюминия и магния, а также нержавеющих сталей.

Гелий газообразный чистый поставляется по техническим условиям ТУ 51-689-79 двух сортов:

- гелий особой частоты - содержание гелия не менее 99,995 %;

- гелий высокой частоты - гелий не менее 99,985%.

В составе гелия в качестве примесей находится в небольшом количестве CO₂, CO, CH₄ и другие углеводороды.

При применении гелия в качестве защитного газа проплавляющая способность дуги резко увеличивается. Поэтому целесообразно применять гелий там, где необходима меньшая ширина и большая глубина проплавляемого шва.

Аргон и гелий хранятся и транспортируются в газообразном виде в стальных баллонах (водяной емкостью 40 л) под давлением 15 МПа. Баллоны для аргона окрашены в серый цвет, надпись зеленого цвета ("Аргон чистый"). Баллоны для гелия - цвет коричневый, надпись белого цвета (Гелий"). Часть верхней сферы баллона не окрашивается и на ней выбивают паспортные данные баллона.

 

Активные защитные газы

Активные защитные газы защищают зону сварки от воздуха, но сами либо растворяются в жидком металле, либо вступают с ним в химическое взаимодействие. Наиболее распространенным защитным газом является углекислый газ - "СО₂".

 При применении углекислого газа, сварочная проволока должна содержать дополнительное количество легирующих элементов. Наиболее широко применяется сварочная проволока Св-08Г2С, которая в своем составе содержит кремний и марганец.

Иногда в углекислый газ добавляется небольшое количество кислорода (2 - 5%). В этом случае уменьшается разбрызгивание и улучшается формирование металла шва.

Плотность углекислого газа в 1,5 раза больше плотности воздуха, что позволяет обеспечивать защиту расплавленного металла от воздуха.

Углекислый газ имеет следующие особенности:

- при повышении давления превращается в жидкость;

- при охлаждении без давления переходит в твердое состояние — сухой лед;

- сухой лед при повышении температуры переходит непосредственно в газ, минуя жидкое состояние.

Углекислый газ поставляется по ГОСТ 8050-85 трех сортов:

- высшего сорта – содержание СО₂ 99,8%

- 1-го сорта - содержание СО₂ 99,5%

- 2-го сорта - содержание СО₂   98,8%

Углекислоту транспортируют и хранят в стальных баллонах или цистернах большой емкостью в жидком состоянии с последующей газификацией на заводе, с централизованным снабжением сварочных постов.

При испарении 1 кг жидкой углекислоты при 0°С и 101,3 кПа образуется 506,8 л газа.

В баллоне водяной емкостью 40 литров под давлением 20 МПа содержится 25 кг жидкого СО₂, дающего при испарении 12,5 м³ газа при нормальном давлении. Баллоны для СО₂ окрашиваются в черный цвет, надпись желтого цвета «Углекислота».

В промышленности углекислый газ получают тремя способами:

- при действии серной кислоты на мел или обжиг известняка;

- сжиганием кокса в специальных топках;

- из дымовых газов обычных котельных установок.

 

 

Список используемой литературы

 

1. Завьялов В.Е., Иванова И.В., Кобецкой Н.Г. Технологические основы сварки плавлением. Учебное пособие. Изд-во СПбПУ, 2017. 224 с.

2. Завьялов В.Е., Иванова И.В., Кобецкой Н.Г. Технология сварки плавлением. Учебное пособие. Второе изд., дополненное. Изд-во СПбПУ, 2019. 509 с.

3. Иванова И.В. Технология и оборудование сварки плавлением. СПб.: Изд-во ПИМаш, 2010. 20 с. 

4. Иванова И.В., Калинина В.И., Паршин С.Г. Теория сварочных процессов. Лабораторный практикум. Изд-во СПбПУ, 2017. 40 с.

5. Паршин С.Г., Иванова И.В., Калинина В.И. Сварочные материалы. Оценочный расчет электродных покрытий. Практикум. Изд-во СПбПУ, 2016. 24 с.

6. Паршин С.Г., Иванова И.В., Калинина В.И. Сварочные материалы. Формирование состава шлака при плавлении электрода. Практикум. Изд-во СПбПУ, 2016. 20 с.

7. Петров. Г.А. Сварочные материалы. Л.: Машиностроение, 1972