Топ горючих газів, які використовуються для зварювання та різання металу: ацетилен, аргон, кисень і їх суміші

Процес зварювання зазнав безліч модифікацій і апгрейдів з моменту своєї появи. Не корисна, на перший погляд, металева субстанція, яка реагувала з повітрям, показувала низький ККД і продуктивність в порівнянні з іншими методами з’єднання і обробки поверхонь. Переломний момент стався в той момент, коли людина почала варити метал в захисному газовому середовищі. З метою підвищити швидкість роботи і якість кінцевого виробу почали використовувати газ для зварювання.

Особливості

Більшість газів, які застосовуються в ході зварювання активні, тобто не реагують ні з металом ні з повітрям, тому і називаються «захисними». Вони створюють оболонку навколо робочих поверхонь, щоб розплавлений метал потрапляв тільки в місце призначення.

Нерідко використовуються і інертні гази, які є інгібіторами негативного впливу навколишнього середовища.

Різновиди

• Суміш аргону з 1-5% кисню. Застосовується цей газ для зварювання з плавкими електродами. Підійде для і легованих сплавів і сталей з низьким вмістом вуглецю. Додавання кисню до аргону знизить критичний струм, забезпечить захист від появи пір, поліпшить форму шва.
• Суміш аргону з 10-25% вуглекислого газу. Задіюють для зварювання плавкими електродами. Включення вуглекислого газу при зварюванні вуглецевих сталей дозволить уникнути пір, трохи підвищить стабільність дуги і забезпечить надійний захист для зони зварювання. При наявності протягу, поліпшить форму шва при зварюванні тонких металевих листів.
• Суміш аргону з вуглекислим газом (до 20%) і 5% кисню. Застосовується для зварювання плавкими електродами для вуглецевих і легованих сталей. Додавання активних газів поліпшить стабільність дуги, процес формування швів і попередить пористість.
• Суміш вуглекислого газу з киснем (до 20%). Використовується при зварюванні плавкими електродами вуглецевої сталі.Така комбінація має підвищену здатність окислюватися, що забезпечує глибоку проплавку і красиву форму шва, а так же, оберігає шов від появи пір.

Активні і пасивні гази для зварювання

Щоб отримати якісний металевий шов, застосовуються різні способи захисту. Наприклад, газо-шлаковий або газовий захист , який рятує від дії кисню та азоту в повітрі і забезпечує розплавлене покриття флюсом, що покращує якість шва.

Гази для зварювання діляться на дві групи:

• хімічно інертні;
• хімічно активні.

Гази з 1 групи не взаємодіють з нагрітим і розплавленим металом і практично не розчиняються в них. Для використання цих захисних газів дугувим методом, можна застосовувати плавкі та не плавкі електроди. Захисні гази 2 групи забезпечують захист в зоні зварювання, але вони або розчиняються в рідкому металі, або вступають в реакцію з повітрям і нейтралізують його згубний вплив.

Розглянемо конкретні гази, які застосовуються в зварюванні. Найбільш поширені з них це:

• Аргон. Хімічний елемент 8 групи в таблиці Менделєєва. Аргон добувають з повітряної атмосфери, так як це джерело ніколи не закінчиться. Аргон не вступаює в хім.реакцію і після використання знову повертається в атмосферу. Він буває трьох сортів:
  • вищої,
  • 1-ї категорії
  • 2-ї категорії.
• Зміст аргону в них, відповідно дорівнює 99,99%, 99,98%, 99,95% сотих відсотків. Домішки, які складають інше відсоток – це Кисень, Азот, Волога. Аргон гарантує хороший захист зварювальної ванни (це залежить від призначення і вмісту азоту), а саме від сорту. Для газового зварювання можуть використовувати суміш аргону з іншими газами, наприклад киснем або з вуглекислим газом. Зберігати і транспортувати аргон потрібно під тиском. Іноді допускається перевезення в рідкому вигляді і подальша газифікація.
• Ацетилен має вуглецевий склад з потрійною вуглецевим зв’язком. Він видобувається способом кальцинування карбіду і гідрогену, завдяки цьому він дуже поширений як газ для зварювання при підвищених температурах. Горіння ацетилену приводить до того, що виділяються тверді частинки вуглецю, які світяться. Світло може бути як жовтим так і білим. Це дозволяє, на відміну від кисню, застосовувати ацетилен як наповнювач для газових ліхтарів.
• Транспортувати і зберігати його потрібно в балонах під тиском 1,6 мПа або в рідкому. Він вибухонебезпечний, якщо вступить в зв’язок з киснем.
  При високому тиску. Подивимося на конкретні характеристики цього газу. Перше, що кидається в очі – це найвища температура горіння серед всіх зварювальних газів. Можливість отримувати ацетилен з генераторів і купувати його більше якісний склад робить його практично незамінним. У порівнянні з іншими горючими газами, він є найбільш вигідним. Його недоліки:
  • висока вибухонебезпечність
  • велика загазованість приміщення в процесі роботи
  • можливість появи дефектів (перевитрата, перегрів тонких металевих поверхонь).
• Кисень (при нормальних умовах) – газ, який не має кольору, смаку і запаху, активно підтримує процеси горіння. Він незначно важчий за повітря і погано розчинний у воді і спиртовому середовищі. При охолодженні стає прозорою блакитним рідиною без запаху. Для зварювання його використовують часто, але якість шва, грубо кажучи, чорнове. Отримати акуратний стібок і хорошу деталізацію – не так вже й просто, так як радіус розбризкування і розсіювання вельми великий. Головне перевага-низька ціна і доступність.

ВАЖЛИВО! З огляду на велику кількість режимів зварювання і автоматів для зварювання , практично будь-який газ може застосовуватися ефективно. Вся різниця буде полягати в витратах енергії і палива.

Горючі газові суміші

Зазвичай, гази для зварювання змішують для того, щоб забезпечити максимальну ефективність робочого процесу, приховати слабкі сторони і посилити сильні. До того ж, не всі гази однаково добре підійдуть для ручної, напів-автоматичної і автоматичного зварювання.

В ході розробки зварювального алгоритму також розраховують газову суміш, яка підійде оптимальним чином. Активний основний газ змішую з інертним, в пропорції 90/10.

Найпопулярніші газові суміші:

• аргон і вуглекислота;
• аргон і кисень;
• аргон і гелій;
• аргон і водень;
• аргон і активні гази.

Можуть застосовуватися й інші суміші, які міститять в собі вуглекислоту, водень, вуглець, гелій. Зокрема, вони використовуються для обробки рідких металів і в тих випадках, коли потрібно одержати високу якість зварювального шва, але пожертвувати часом , так як підготовка до зварювального процесу регулювання швидкості подачі електрода, тиску, вимагає часу. Також швидкість зварювання буде значно нижче, щоб в разі несправності не зіпсувати деталь.

Що використовувати для різання?

Різка передбачає абсолютно інший принцип використання газу. Тут потрібно використовувати ті ж гази, які вступають в реакцію з киснем з металом, для того, щоб якомога швидше руйнувати робочу поверхню.

• Кисень. Найдешевший, але, в той же час, найменш ефективний газ.
• Ацетилен. Оптимальний вибір для всіх типів зварювання. Чи не підійде для занадто тонких поверхонь.
• Псевдо-ацетилен або його замінники. Чи не дешевий варіант, особливо, якщо мова йде про великих партіях. Забезпечує преміальне якість і високу швидкість роботи.

Корисне відео

Дуже хорошу докладну лекцію по газам для зварювання можна подивитися в наступному відео:

Висновок

Не існує єдиного універсального газу для зварювання, кожен з них має як плюсами, так і мінусами, до того ж, ціна у всіх різна. Для більш точного підбору газу, потрібно прорахувати проект зварювання, вивчити специфікацію метала, з якого виготовлена ​​деталь.

Тільки так досягається максимальна ефективність. Кожен виробник буде нахвалювати свій газ і буде переконувати покупця, що він ефективніше інших, але це не більше, ніж маркетинговий прийом. Як говорить прислів’я: «7 разів відміряй і один раз відріж», а в нашому випадку «7 разів розрахуй, один раз звари»!