Практическая работа № 13

Тема: Защитные газы, применяемые при электрической сварке плавлением

Время выполнения заданий – 2 урок

Задание:

1. Изучить теоретический материал.

2. Ответить на вопросы:

2.1.  Какие газы применяют для защиты дуги в процессе сварки?

2.2.  Дайте краткую характеристику защитных газов: аргона, углекислого газа, кислорода.

2.3.  Какие смеси защитных газов применяют при сварочных работах?

2.4.  Какие требования предъявляются к условиям хранения и перевозки защитных газов?

2.5.  В какие цвета окрашиваются баллоны для хранения аргона, углекислоты и кислорода?

3. Составить и выполнить алгоритм «Подготовка газовых баллонов к выполнению сварочных работ»

1. Защитные газы

Защитные газы подразделяются на две группы: химически инертные, не взаимодействующие с расплавленными металлами и практически не растворяющиеся в них, и активные, которые защищают зону сварки от воздуха, но при этом вступают в хими­ческое взаимодействие с жидким металлом и могут растворяться в нем.

К химически инертным газам, используемым при сварке, относятся аргон и гелий.

Аргон — бесцветный, нетоксичный и невзрывоопасный газ, без запаха и вкуса. Аргон почти в 1,5 раза тяжелее воздуха и может накапливаться в плохо проветриваемых помещениях у пола, в приямках, вызывая кислородную недостаточность и удушье. Газо­образный и жидкий аргон высшего и первого сорта, предназна­ченный для использования в качестве защитной среды при свар­ке, резке и плавке активных и редких металлов и сплавов на их основе, алюминия, алюминиевых и магниевых сплавов, нержаве­ющих хромоникелевых жаропрочных сплавов и легированных ста­лей различных марок, а также при рафинировании металлов в металлургии, выпускают в соответствии с ГОСТ 10157—79. Аргон высшего сорта содержит объемную долю чистого аргона не менее 99,992 %, аргон первого сорта — не менее 99,987 %. Газообразный аргон поставляют в стальных баллонах серого цвета с соответству­ющей надписью и полосой зеленого цвета вместимостью 40 дм³ под давлением (15 + 0,5) МПа, при температуре 20 "С. В одном баллоне содержится 6200 л газа. При транспортировке и хранении наполненных баллонов при повышенной температуре давление газа в них не должно превышать рабочее давление при температу­ре 20 °С более чем на 10 %. Жидкий аргон поставляют в специаль­ных транспортных цистернах.

Гелий — бесцветный, нетоксичный и невзрывоопасный газ, без запаха, значительно легче воздуха и аргона. Гелий для сварки по­ставляется по ТУ 51-689—75 трех марок: А (с объемной долей чи­стого гелия 99,995 %), Б (99,99 %) и В (99,99 %) в стальных балло­нах при давлении 15 МПа или в сжиженном состоянии при давле­нии до 0,2 МПа. В баллоне вместимостью 40 дм³, окрашенном в коричневый цвет, с белой надписью, содержится 6000 л газа. Ге­лий значительно дороже аргона, поэтому его применяют в осо­бых случаях при сварке химически чистых и активных металлов и сплавов. Для сварки в гелии характерны большая глубина про-плавления (благодаря высокому значению потенциала ионизации) и особая форма шва.

К химически активным газам относят углекислый газ, или диоксид углерода (С0₂), и смеси газов, содержащие С0₂, кислород и др.

Углекислый газ — это бесцветный газ, хорошо растворяющийся в воде, нетоксичный и невзрывоопасный. Однако его содержание в воздухе более 5 % (92 г/м³) может вызвать кислородную недо­статочность и удушье. Углекислый газ тяжелее воздуха в 1,5 раза и может накапливаться в слабо проветриваемых помещениях у пола и в приямках. Поэтому помещения, где проводится сварка с его использованием, должны быть оборудованы общеобменной при-точно-вытяжной вентиляцией. Диоксид углерода может находить­ся в газообразном, сжиженном и твердом (в виде сухого льда) состояниях. Для сварки используется диоксид углерода высшего сорта, содержащий не менее 99,8 % объемной доли чистого С0₂, и первого сорта, содержащий не менее 99,5 % чистого С0₂ по ГОСТ 8050-85.

Углекислый газ поставляют в баллонах вместимостью 40 дм³, окрашенных в черный цвет, с желтой надписью, или в специаль­ных емкостях. В стандартный баллон заливают 25 кг жидкого угле­кислого газа под давлением около 0,6 МПа (при этом давлении и комнатной температуре он превращается в жидкость, при испа­рении которой получается около 12 600 л углекислого газа).

При сварке плавящимся электродом значительное влияние на характер переноса электродного металла, производительность рас­плавления электрода, разбрызгивание и форму проплавления ока­зывает состав защитного газа, в котором горит дуга. Хорошие пер­спективы по улучшению этих показателей обеспечивает примене­ние смесей газов.

Применение смеси углекислого газа с 2... 15 % кислорода улуч­шает перенос электродного металла и позволяет получать более плавную наружную поверхность шва. При сварке сталей широко используется смесь, содержащая 80 % аргона и 20 % углекислого газа. Она обеспечивает мел ко капельный и струйный перенос элек­тродного металла. Применение многокомпонентных смесей, в со­став которых входят аргон, углекислый газ, оксид азота, водород и другие газы, позволяет повысить производительность расплав­ления и наплавки более чем в два раза при благоприятной форме проплавления и высококачественной наружной поверхности шва.

4. Условия хранения и транспортировки сварочных материалов

Защитные газы хранят и транспортируют преимущественно в баллонах емкостью 40-50 дм3 (литров) при давлении 15 МПа, а жидкую углекислоту – до 6 МПа.

Для предохранения от коррозии и быстрого опознания баллоны, согласно требованиям существующих нормативных документов, окрашиваются в различные цвета и имеют соответствующие надписи (табл. 31).

Таблица 31

Окраска баллонов для газов и надписи на них

Наряду с баллонным снабжением сварочных постов защитными газами применяют танки-газификаторы для углекислого газа, аргона и кислорода. Газы перекачивают в специальные хранилища, откуда по магистралям газы поступают на рабочие места. Трубопроводы окрашивают в цвета, аналогичные цветам баллонов. Однако там, где не требуется большого расхода газов, применяется традиционная баллонная система питания сварочных постов и для рампового питания небольших цехов или участков. Транспортировка газов производится с соблюдением инструкций, регламентирующих квалификацию спецводителя: ограниченные по времени стоянки; поддержание определенного давления при вынужденных и аварийных остановках и другие специальные условия, связанные с эксплуатацией специальных автоцистерн.