углекислота в баллонах и сварочные аппараты, редуктор для сварки в углекислотной среде, расход
Сварочный процесс с применением углекислого газа относят к разновидности сварки, выполняемой под защитой флюса. Такой тип работ чаще всего осуществляют плавящимися электродами, и этот метод нашёл применение в сфере проведения различного типа монтажных работ, а также используется при ремонте или для восстановления деталей с тонкими стенками.
Особенности
Согласно требованиям ГОСТ, сварка в углекислом газе выполняется автоматическими или полуавтоматическими сварочными устройствами, которые оснащены горелками, выделяющими углекислотную смесь из сопла. При проведении сварки в углекислой среде важно учитывать, что любые нестандартные держатели должны выдерживать радиальное истечение газа по отношению к оси электрода.
Сущность процесса сварки состоит в том, что работы ведутся под защитой углекислого газа.
Перед проведением работ и пропусканием сварочной проволоки в дюритовый шланг, конец прутка требуется завальцовывать, а сам шланг обязательно проверяют на отсутствие утечек и перегибов, так как в системе должно быть давление для равномерной подачи газа. Такие требования ГОСТ должны соблюдаться неукоснительно. Если не придерживаться установленного режима, то оборудование быстро выйдет из строя, а качество сварки будет неудовлетворительным.
Перед тем как приступить к выполнению сварочных работ, требуется определить нужный для обеспечения качественного сварочного шва диаметр проволоки, чтобы он соотносился с толщиной стыкуемых между собой заготовок, а также выбрать режим сварки. Согласно выбранному режиму сварки, потребуется определить расход углекислого газа и проверить уровень давления в газовом баллоне. Для получения разряда электрической сварочной дуги выполняют касание концом сварочной проволоки к поверхности рабочей области заготовок, тогда как выпуск проволоки производят при помощи нажатия кнопки пуска, расположенной на держателе.
В процессе сварки устойчивость электродуги, стойкость её защиты от окисляющего действия кислорода, а также быстрота остывания металла и форма сварочного шва напрямую зависят от правильного перемещения и наклона горелки аппарата относительно рабочей поверхности заготовок.
При сварке с применением углекислой среды улучшается качество сварного шва, снижается напряжение металла после выполнения работ, а также гарантируется прочность соединения между собой заготовок.
Применение углекислоты позволяет следить за сварочным процессом, снижает степень загрязнения рабочей поверхности брызгами расплавленного металла, а также сводит к нулю появление дефектов в сварочных швах.
Способы
Углекислый газ в этом случае является одним из наиболее выгодных с экономической точки зрения из-за низкой себестоимости.
Рассмотрим наиболее распространенные способы применения углекислого газа для различных вариаций сварки.
- Сочетание аргона и 25% углекислой смеси. Такой состав используют для работы с плавящимися электродами. Добавление к аргону углекислоты позволяет работать с высокоуглеродистыми металлами без образования внутри шва пористой структуры. Кроме того, углекислый газ усиливает стабильность электродуги, повышает эффективность сварки на ветру, улучшает качество шва при работе с тонкостенными заготовками.
- Сочетание аргона с 20% углекислоты и 5% кислорода. Такой газ применяют для работы с плавящимися электродами при сварке легированной или углеродистой стали. Газовая смесь повышает стабильное состояние электродуги, улучшает форму и качество шва и исключает появление пористости.
- Сочетание углекислой смеси и 20% кислорода.
Для выполнения сварочных работ защитная углекислая смесь в область сварки может поступать центрально или сбоку, если скорость сварки достаточно высокая.
Чтобы сэкономить расход дорогих инертных газов, их потоки разделяют, причём внутренний поток – это инертный газ, а более широкий наружный – это всегда более дешёвый углекислый газ.
Применяемые материалы и оборудование
Так как сварочный процесс с применением углекислого газа осуществляется автоматическим или полуавтоматическим оборудованием, то выбор расходных материалов будет зависеть от выбора режима и метода выполнения этих работ.
Углекислый газ
В составе газа – углекислота, газообразное вещество, не обладает цветом, запахом и нетоксично
Для маркировки на чёрном фоне баллона делают надпись жёлтого цвета «Углекислота».
Для выполнения высококачественных сварочных работ применяют
Сварочная проволока
Следующим важным материалом, необходимым для сварки, является электрод. Для работы в среде углекислого газа применяются
Выбирая электроды, нужно обратить внимание на то, чтобы их поверхность была чистой, не имела следов коррозии и окалины.
Если в электроде будут посторонние включения, то это отразится на качестве шва, ослабляя его возникновением пористости. Кроме того, электроды с примесями будут способствовать разбрызгиванию жидкого металла. Если требуется очистить электроды перед работой, их можно протравить в растворе серной кислоты 20% концентрации. После травления проволоку нужно прокалить в печи.
Другие
Для выполнения сварки нужны и другие комплектующие. Перечень их выглядит примерно так:
- сварочный аппарат;
- трансформатор или инвертор в качестве источника переменного тока;
- газовый баллон и кислородный редуктор;
- подающее газ устройство, куда установлен газовый клапан;
- осушитель (подогреватель) углекислого газа – используется как промежуточное приспособление, соединяющее баллон с горелкой;
- газовая горелка, укомплектованная комплектом кабелей и дюритовыми шлангами.
Чтобы качественно выполнить сварочные работы, необходимо заранее подготовить все необходимые расходные материалы и проверить исправность рабочего оборудования.
Расход
В газовом баллоне содержится объём углекислой смеси, которого хватает на 16-20 часов непрерывной работы. Расход углекислого газа напрямую зависит от интенсивности его подачи и объёма сварочных работ.
Перед тем как начать сварочные работы, баллон с газом требуется поставить вертикально и выждать время, чтобы избыток влаги естественным путем мог опуститься на дно ёмкости.
До работы и в процессе её выполнения нужно следить за тем, чтобы давление внутри ёмкости не падало ниже показателя, равного 4-5 кгс/см². Если показатели упадут ниже этих цифр, работу придётся остановить, так как в газовой смеси будет содержаться большое количество влаги, что снизит качество сварочного шва.
Для контроля за расходом углекислой смеси и уровнем её давления на баллоне устанавливают специальный редуктор-расходомер. Наиболее распространены в настоящее время редукторы марок АР-150 и АР-40. Расход углекислого газа регулируют понижающим действием редуктора – это приспособление при необходимости снижает внутреннее давление в баллоне до 0,5 атм, что позволяет экономно расходовать углекислый газ при выполнении сварочных работ.
Газ, выходя из баллона, быстро охлаждается, в результате чего происходит испарение углекислоты, которая со временем закупоривает отверстие редуктора. Чтобы этого не происходило, влаге не дают быстро испаряться, применяя обогреватель.
Технология
Для того чтобы правильно варить заготовки в домашних условиях, важно соблюдать основные параметры режима сварки и действовать по схеме. Для начинающих сварщиков может оказаться полезной следующая пошаговая инструкция выполнения работ:
- определить полноту заправки баллона с углекислым газом, чтобы рассчитать время работы;
- поместить присадочный припой в подающий механизм;
- проверить исправность роликов, которые нужно подобрать исходя из размеров сварочной проволоки;
- разложить механизм подачи проволоки путём нажатия кнопки управления;
- дождаться выхода проволоки из открытого конца горелки;
- подсоединить баллон с газом с помощью шлангов, места соединений затянуть хомутами;
- зачистить рабочую поверхность заготовок от загрязнений, снять небольшую краевую фаску материала;
- выполнить на отходах металлической стружки пробный вар для настройки параметров аппарата;
- установить горелку под углом 85° относительно заготовки;
- сформировать электродугу и вести её так же, как и при ручной сварке – во время подачи газа металл перестанет брызгать;
- закончив формирование шва, отключить подачу электротока на аппарате;
- остановить подачу сварочной проволоки;
- после начала кристаллизации поверхности сварочного шва перекрыть подачу газа.
Сварка заготовок с применением углекислого газа является одной из наиболее востребованных.
Технология выполнения этой операции зависит от выбранного режима работы сварочного аппарата и его параметров. Результатом выполнения работ будет качественный, ровный и прочный шов, имеющий защиту от коррозии металла.
О сварке электродом в углекислом газе смотрите далее.
Сварка и наплавка в среде углекислого газа
Углекислый газ (С02) при этом методе сварки и наплавки подается в зону сварки, тем самым оттесняет воздух и предохраняет металл от воздействия кислорода и азота. Схема наплавки в углекислом газе приведена на рисунке 8.
Наплавку в среде углекислого газа целесообразно применять для восстановления наружных и внутренних поверхностей деталей цилиндрической формы небольшого диаметра.
Сварку в среде углекислого газа применяют при ремонте тонколистовых конструкций. Наибольшее применение этот сварочный процесс получил для заварки трещин и приварки заплат при ремонте облицовки, кабин тракторов, автомобилей и сельскохозяйственных машин.
Сварка и наплавка в углекислом газе осуществляются автоматическим и полуавтоматическим способами. При полуавтоматической сварке и наплавке механизированы только операции подачи углекислого газа и электродной проволоки, при автоматической сварке механизирована также операция перемещения электрода относительно детали.
Материалы. Для сварки и наплавки в среде углекислого газа применяют проволоки следующих марок: Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-12ГС, Св-10ХГ2С, Св-18ХГСА, Нп-ЗОХГСА, ПП-АН4, ПП-АН5, ПП-АН8, ПП-ЗХ2В8Т, ПП-Р18Т, ПП-Х12ВФТ и другие. Выбор электродной проволоки производится по содержанию элементов раскислителей. Основные раскислители в проволоке для сварки и наплавки углеродистых и низколегированных сталей — кремний и марганец. Сварка и наплавка проволокой, не содержащей достаточного количества раскислителей и с большим содержанием углерода, сопровождается повышенным разбрызгиванием, металл шва становится пористым, появляется опасность возникновения трещин.
Для обеспечения защитной среды углекислый газ получают обычно из пищевой углекислоты или специальной осушенной углекислоты. В баллонах содержится 20… 25 кг жидкой углекислоты под давлением 5,0… 6,0 МПа. В нормальных условиях из одного килограмма углекислоты при ее испарении получают 509 л СОг.
Рис. 8. Наплавка в среде углекислого газа:
Оборудование. Для сварки и наплавки в среде углекислого газа выпускаются комплекты специального оборудования различных конструкций. В комплект входят автоматическая головка, подающий механизм, пульт управления, подогреватель, осушитель. Пост автоматической и полуавтоматической сварки и наплавки в углекислом газе, кроме узлов, входящих в комплект, дополнительно оборудуется понижающим редуктором, баллоном с СО2, резиновыми шлангами для подачи газа к горелкам, расходомером для определения расхода газа при сварке или наплавке.
Для сварки и наплавки в углекислом газе используют аппараты А-547-Р, А-547-У, А-929, ПДПГ-300, А-577-У.
Полуавтомат А-547-Р предназначен для сварки и наплавки электродной проволокой диаметром 0,5… 1,2 мм. Скорость подачи проволоки можно регулировать в пределах 120 … 140 м/ч. В качестве источника питания полуавтомат комплектуется селеновым сварочным выпрямителем ВС-200, рассчитанным на номинальный ток 200 А и напряжение 17 … 25 В.
Полуавтомат А-547-У. Диаметр применяемой электродной проволоки 0,6… 1,2 мм. Скорость подачи ее 140… 600 м/ч. Номинальный сварочный ток 300 А. Источник питания — выпрямитель ВС-300. Полуавтомат обеспечивает качественную сварку металла толщиной 0,8 … 4 мм.
Полуавтомат А-929. Диаметр электродной проволоки 1…2 мм. Скорость подачи проволоки 120… 620 м/ч. Толщина свариваемого металла 1 … 8 . мм. Номинальный сварочный ток питания дуги 350 А, напряжение 17… 30 В. А-929 работает от сварочного преобразователя ПСГ-500.
Аппарат ПДПГ-300 работает с электродной проволокой диаметром 0,8 … 2 мм. Скорость ее подачи 90… 960 м/ч. Номинальный ток 300 А. Толщина свариваемого металла 0,8 … 6 мм.
Аппарат А-577-У работает с электродной проволокой диаметром 1,6 … 2 мм. Скорость ее подачи 80 … 600 м/ч. Ток питания дуги 500 А. Толщина свариваемого металла свыше 3 мм.
Специально для сварки в среде углекислого газа выпускаются сварочные преобразователи ПСГ-300, ПСГ-500 от privod.szemo.ru, сварочные выпрямители ВС-200, ВС-300, ВС-500, ВС-600 и др.
Для поворота узлов и деталей в удобное для сварки или наплавки положение используют наплавочные станки или манипуляторы. Установки для автоматической наплавки в среде углекислого газа монтируют также на токарных станках. Наплавляемую деталь закрепляют в патроне станка, на суппорте станка устанавливают наплавочный аппарат, к которому подводят мундштук для подачи углекислого газа в зону наплавки. Для наплавки деталей используют любую автоматическую головку со специальным мундштуком.
При выходе из баллона температура углекислого газа резко падает, так как жидкая углекислота испаряется и поглощает тепло. Снижение температуры углекислого газа может привести к замерзанию влаги и закупорке каналов вентиля и редуктора и перекрытию доступа газа к соплу горелки. В связи с этим углекислый газ подогревают с помощью электрических подогревателей. Для удаления влаги из углекислого газа применяют осушители. Реагенты (силикагель или медный купорос), заполняющие осушитель, нужно периодически (не менее одного раза в неделю) прокаливать при температуре 200… 250 °С в течение двух часов.
Режимы сварки и наплавки. Качество сварного шва и наплавленного слоя, их химический состав и структура зависят не только от материала наплавочной проволоки, но и от режимов сварки и наплавки. Основные параметры режимов: сила сварочного тока, напряжение дуги, диаметр, величина вылета и скорость подачи электродной проволоки, скорость сварки, расход углекислого газа.
Сварка и наплавка в среде углекислого газа производятся на постоянном токе обратной полярности. Сварочный ток и диаметр электродной проволоки определяют в зависимости от химического состава и толщины свариваемого металла, числа слоев шва и применяемого сварочного оборудования. В зависимости от величины, сварочного тока, напряжения дуги, диаметра и химического состава электродной проволоки выбирают скорость подачи электродной проволоки с таким расчетом, чтобы обеспечить устойчивое горение дуги.
Вылет электрода должен быть в пределах 8… 14 мм. Он зависит от удельного электрического сопротивления проволоки, ее диаметра, силы тока и существенно влияет на качество сварного шва. Расход углекислого газа, достаточный для защиты зоны сварки от воздуха, составляет 7… 10 л/мин, с возрастанием плотности тока расход газа увеличивается.
Таблица 6. Режимы сварки тонколистовой стали
Толщина металла, мм | Диаметр электродной проволоки, мм | Сила ного | свароч-тока, А | Напряжение дуги, В | Скорость подачи проволоки, м/ч | Скорость сварки, м/ч | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1,0.. | .1,5 | 0,8 | 70. | …110 | 17.. | .19 | 110. | ..120 | 30…40 |
1,5.. | .2,5 | 0,8 | 100. | …150 | 18.. | .21 | 120. | ..150 | 25…35 |
1,0.. | .2,0 | 1,0 | 100 | …180 | 18.. | .22 | 110. | ..150 | 30…40 |
2,0.. | .3,0 | 1,0 | 125, | …180 | 19.. | .22 | 130. | ..160 | 30…40 |
3,0.. | .4,0 | % 1,0 | 150 | …270 | 18.. | .22 | 150. | ..300 | 25…30 |
2,0.. | .3,0 | 1,2 | 140 | …250 | 20.. | .23 | 250. | ..220 | 30…45 |
3,0.. | .4,0 | 1,2 | 170 | …300 | 22.. | .28 | 200. | ..300 | 30…40 |
Механизированную наплавку в среде углекислого газа целесообразно применять для восстановления цилиндрических деталей диаметром 10… 40 мм и глубоких отверстий, когда затруднительно применять другие способы. Наплавку во всех случаях проводят при напряжении 17… 20 В, силе тока 75… 90 А. Электродную проволоку применяют диаметром 0,8 … 1,0 мм, вылет электрода составляет 8 … 15 мм, смещение электрода должно быть в пределах 3… 8 мм, скорость подачи проволоки 175… 230 м/ч. Скорость наплавки — 35… 45 м/ч, шаг — 2,5— 3,5 мм, толщина наплавленного слоя достигает 0,8 … 1,0 мм. Применяя данные режимы, этот способ широко используют для восстановления гладких и шлицевых валов. Наплавка деталей, для которых требуется высокая твердость (до HRC 50), осуществляется проволоками Нп-ЗОХГСА, Св-18ХГСА и другими с последующей закалкой токами высокой частоты. Наряду с проволокой сплошного сечения применяются порошковые проволоки с введением титана и углерода.
Источник: rusbolt.ru и по материалам справочника о ТО и ремонте машин и автомобильной техники, 1989 год.
1. Сварка в среде углекислого газа
Нижегородский Государственный Технический Университет
Кафедра “Оборудование и технология сварочного производства”
Сварка в среде углекислого газа
Выполнил: Захаров А.К.
05-СУ-1
Проверил: Петренко М.В.
Н.Новгород, 2007 г.
Цель работы:
Ознакомить студентов с сущностью процесса сварки в среде , основными достоинствами и недостатками этого способа сварки, оборудованием для сварки.
Оборудование для сварки:
Полуавтомат А-537 предназначен для сварки в среде углекислого газа плавящимся электродом стыковых и угловых швов в различных пространственных положениях.
Основные технические данные:
Сварочный ток
Диаметр электродной проволоки
Скорость подачи проволоки
Масса держателя 0.6 кг
Полуавтомат А-537 комплектуется из следующих узлов (рис.1):
Источника питания ПСГ-500 1
Шкафа управления 2
Механизма подачи проволоки 3
Газовой аппаратуры: баллона с углекислым газом 4, подогревателя 6, осушителя 5, редуктора 7, ротаметра 8
Сварочной горелки 10 с гибким шлангом 9.
Рисунок 1. Схема установки для сварки в среде углекислого газа
Преимущества сварки в :
Сварка в является одним из самых дешевых способов сварки. Себестоимость 1 кг наплавленного металла при сварке в в четыре раза дешевле себестоимости наплавленного металла при сварке штучными электродами УОНИ 13/45. Низкая стоимость этого способа связана с низкой стоимостью углекислого газа.
Обеспечивает высокую производительность сварочных работ (примерно в 2.5 раза выше, чем при ДЭС штучными электродами) за счет применения сварочных токов большой плотности.
Дает возможность производить сварку тонких и относительно толстых материалов () во всех пространственных положениях
Недостатки:
Повышенное, по сравнению со сваркой под флюсом, разбрызгивание расплавленного электродного металла, требующее значительных затрат труда на очистку изделий от брызг, а также очистки от брызг самого сопла.
Более плохой внешний вид шва, по сравнению со сваркой под флюсом
Несколько меньшая пластичность и ударная вязкость металла шва
Особенность сварки:
Основная особенность сварки в среде углекислого газа заключается в том, что в процессе сварки происходит окисление расплавленного металла шва и присадочной проволоки. Это вызвано тем, что углекислый газ в столбе дуги диссоциирует:
При этом образуется окись углерода и атомарный кислород, который взаимодействует с расплавленным металлом:
С целью устранения вредного влияния кислорода на свариваемый металл в присадочную проволоку для сварки в среде всегда вводят раскислители: кремний и марганец. Марки проволок, применяемых для сварки в : Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-12ГС.
Обработка полученных данных:
Толщина материала, мм
, мм
, В
, А
Длина шва, см
Время сварки, сек
, м/ч
, м/ч
Расход газа, л/мин
Разбрыз-
гивание
Вид шва
3
3
3
1,2
1,2
1,2
36
36
36
150
200
220
200
200
200
60
50
45
104
139
210
1,2
1,44
1,6
10
10
10
Умеренное
Умеренное
Умеренное
Грубый
Грубый
Грубый
График зависимости от
1.Применение сварки в среде углекислого газа………………4
Содержание
Введение……………………………………………………………3
2.Преимущества сварки в углекислом газе……………………4
3.Сущность процесса сварки в углекислом газе……………..5
4.Технология сварки в углекислом газе……………………….5
5.Материалы для сварки в среде углекислого газа………….6
6.Сварочная проволока………………………………………….6
7.Углекислый газ для сварки……………………………………7
8.Особенности сварочных работ в среде углекислого газа…8
Заключение………………………………………………………..9
Список литературы………………………………………………10
Введение
Сварочная техника и технология занимают одно из ведущих мест в современном производстве. Свариваются корпуса гигантских супертанкеров и сетчатка человеческого глаза, миниатюрные детали полупроводниковых приборов и кости человека при хирургических операциях. Многие конструкции современных машин и сооружений, например космические ракеты, подводные лодки, газо- и нефтепроводы, изготовить без помощи сварки невозможно. Развитие техники предъявляет все новые требования к способам производства и, в частности, к технологии сварки. Сегодня сваривают материалы, которые еще относительно недавно считались экзотическими. Это титановые, ниобиевые и бериллиевые сплавы, молибден, вольфрам, композиционные высокопрочные материалы, керамика, а также всевозможные сочетания разнородных материалов. Свариваются детали электроники толщиной в несколько микрон и детали тяжелого оборудования толщиной в несколько метров. Постоянно усложняются условия, в которых выполняются сварочные работы: сваривать приходится под водой, при высоких температурах, в глубоком вакууме, при повышенной радиации, в невесомости.
Все это предъявляет повышенные требования к квалификации специалистов в области сварки, в особенности рабочих-сварщиков, так как именно они непосредственно осваивают новые способы и приемы сварки, новые сварочные машины. Сегодня рабочему сварщику недостаточно уметь выполнять несколько пусть даже сложных, операций освоенного им способа сварки. Он должен понимать физическую сущность основных процессов, происходящих при сварке, знать особенности сварки различных конструкционных материалов, а также смысл и технологические возможности других, как традиционных, так и новых, перспективных способов сварки.
1.Применение сварки в среде углекислого газа
Простота процесса, малый расход материалов и доступность сварки в двуокиси углерода позволяет использовать ее во многих отраслях. Наибольшее распространение сварка и наплавка в среде углекислого газа получила в таких направлениях:
судостроение;
машиностроение;
строительство и ремонт трубопроводов;
монтажные работы;
производство котлов и аппаратуры;
заварка повреждений стального литья и других.
Сварочные работы в среде углекислого газа применяются, в частности, для восстановления тонкостенных деталей кузова автомобиля.
2.Преимущества сварки в углекислом газе
Сварочные работы в среде углекислоты имеют ряд преимуществ по сравнению с другими видами сварки:
Видимость процесса сварки и горения дуги для сварщика.
Отсутствие необходимости в приспособлениях для подачи и отвода флюса.
Хорошее качество швов. Сварные швы не требуют последующей очистки от остатков флюсов и шлака.
Увеличенная производительность сварки в углекислом газе, вследствие качественного использования тепла дуги.
Возможность проведения работ в разных пространственных положениях в режимах автоматической и полуавтоматической сварки.
Низкая стоимость углекислого газа.
Использование для сварки электрозаклепками и металлов небольших толщин.
Доступность сварочных работ на весу без использования подкладки.
Режимы сварки в углекислом газе
Параметрами режима сварки в углекислом газе являются диаметр используемой проволоки, величина сварочного тока, скорость подачи электродной проволоки, напряжение дуги, скорость сварки, расход углекислого газа, вылет электрода.
В настоящее время сварка в углекислом газе выполняется постоянным током обратной полярности (плюс на электроде). Переменный и постоянный ток прямой полярности пока еще не применяется из-за недостаточной устойчивости процесса и неудовлетворительного формирования и качества сварного шва.
Режим сварки в углекислом газе выбирают в зависимости от толщины и марки свариваемой стали, типа соединения и формы разделки кромок, положения шва в пространстве, а также с учетом обеспечения стабильного горения дуги, которое ухудшается с понижением сварочного тока.
Следует также помнить, что с увеличением напряжения дуги при неизменном токе возрастает ширина шва и несколько уменьшается величина его усиления, повышается разбрызгивание жидкого металла. Чрезмерное увеличение напряжения дуги может привести к образованию пор в шве.
При увеличении сварочного тока и уменьшении напряжения дуги резко увеличивается глубина провара, уменьшается ширина и увеличивается высота усиления шва. Если сварочный ток и напряжение дуги чрезмерно увеличены, то шов получается очень выпуклым.
При сварке на одном и том же токе более тонкой проволокой повышается устойчивость горения дуги, уменьшается разбрызгивание жидкого металла, увеличивается глубина проплавления основного металла, повышается производительность сварки.
Чтобы получить качественные плотные швы, необходимо не только использовать проволоку соответствующей марки с чистой поверхностью, но и обеспечить хорошую защиту сварочной ванны от соприкосновения с воздухом.
Для этого расход углекислого газа должен составлять 5—12 л/мин при сварке проволокой диаметром 0,5—1,2 мм и 14—25 л/мин при сварке проволокой диаметром 1,6—3,0 мм. С повышением сварочного тока, напряжения дуги и вылета электрода расход углекислого газа соответственно увеличивается.
В табл. 68 приведены рекомендуемые в зависимости от толщины свариваемого металла диаметры электродной проволоки, а в табл. 69 — пределы сварочного тока, напряжения дуги, величины вылета электрода и расход углекислого газа в зависимости от диаметра электродной проволоки.
При сварке соединений с зазором без подкладок сварочный ток устанавливают по нижнему пределу, а при сварке соединений без зазора либо с зазором, но на подкладке — по верхнему пределу. При полуавтоматической сварке величина сварочного тока может быть несколько большей, чем при автоматической.
Таблица 68. Рекомендуемый диаметр электродной проволоки для сварки металла различной толщины в углекислом газе.
Тавровые, угловые и нахлесточные соединения | ||||||||||
Толщина свариваемого металла, мм | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 4,0 | 5.0 | 6,0 | 8,0 | 10,0 и более |
Диаметр электродной проволоки, мм | 0,5 | 0,6 | 0,8 | 0,8-1,0 | 1,0-1,2 | 1,2-1,6 | 1,2-1,6 | 1,6—2,0 | 1,6—2,0 | 2,0-2,5 |
Продолжение таблицы 68. Рекомендуемый диаметр электродной проволоки для сварки металла различной толщины в углекислом газе.
Стыковые соединения | без скоса кромок | со скосом кромок | |||||||||||||
Толщина свариваемого металла, мм | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 6,0 | 8,0 | 10,0 | 8,0 | 10,0 | 12,0 | 14,0 | 16,0 и более |
Диаметр электродной проволоки, мм | 0,5 | 0,5-0,6 | 0,6—0,8 | 0,8—1,0 | 1,0-1,2 | 1,2 | 1,2-1,6 | 1,6—2,0 | 1,6—2,0 | 2,0—2,5 | 1,6-2,0 | 1,6-2,0 | 2,0 | 2,0-2,5 | 2,0—3,0 |
Диаметр электродной проволоки, мм | 0,5 | 0,6 | 0,8 | 1,0 | 1,2 | 1,6 | 2,0 | 2,5 | 3,0 |
Сварочный ток, А . | 30—80 | 40—100 | 60—150 | 80—180 | 100—250 | 140—300 | 200—500 | 300—650 | 500—750 |
Напряжение дуги, В | 16—18 | 17—19 | 18—21 | 18—22 | 19—23 | 24-28 | 27—36 | 28—37 | 32—38 |
Вылет электрода | 6—8 | 6—10 | 6—12 | 7—13 | 8—15 | 12—20 | 15-25 | 16—28 | 20—32 |
Расход углекислого газа, л/мин | 5—6 | 6—7 | 7—8 | 7—10 | 8—12 | 14—17 | 15—22 | 18—24 | 22—25 |
При сварке в горизонтальном, вертикальном и потолочном положениях сварочных ток должен быть на 10—20% меньше, чем при сварке в нижнем положении. Ток также уменьшают при сварке легированных и высоколегированных сталей.
Скорость сварки стыковых соединений принимают в зависимости от толщины свариваемого металла, а тавровых соединений — также и от катета шва.
Скорость полуавтоматической сварки обычно меньше, чем автоматической. При полуавтоматической сварке скорость перемещения электрода неравномерна, что приводит к неравномерной глубине провара по длине соединения, а при сварке тонкого металла — к прожогам.
Поэтому полуавтоматом тонкий металл рекомендуется сваривать на токе меньшей величины, чем автоматом. Если уменьшение тока ухудшает стабильность процесса сварки, следует применять более тонкую проволоку.
Стыковые соединения на металле толщиной до 2 мм лучше сваривать в вертикальном положении сверху вниз. Угловые вертикальные швы катетом до 5 мм также выполняют сверху вниз. Соединения на металле толщиной до 1 мм с отбортовкой кромок более рационально сваривать неплавящимся угольным электродом в углекислом газе.
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 ки
Уровни двуокиси углерода в атмосфере
Эта страница регулярно обновляется данными об уровне двуокиси углерода в атмосфере; на основе предыдущего месяца текущего года и истории уровней насыщения за тот же месяц, начиная с 1958 года. Показания были сняты в обсерватории Мауна-Лоа, Гавайи.
Текущие / исторические уровни двуокиси углерода
Средние уровни насыщения в таблице ниже указаны в частях на миллион.Обратите внимание, что на протяжении всей записи уровни насыщения CO2 редко падали в текущем месяце по сравнению с тем же месяцем в предыдущем году. Считается, что доиндустриальные уровни (недавняя история) составляли около 280 частей на миллион.
Другая очень тревожная проблема заключается в том, что приведенные ниже цифры не включают другие парниковые газы, такие как метан, количество которых также растет.
Вебмастерам , получите бесплатный уровень углекислого газа
скрипт оповещения для вашего сайта! Детали
График уровня двуокиси углерода
На следующей диаграмме показаны среднемесячные уровни углекислого газа в атмосфере в обсерватории Мауна-Лоа, Гавайи.
Источник диаграммы / графика : Dr.Питер Танс, NOAA / ESRL
Почему на графике зигзаг?
Вы, наверное, заметили, что хотя тенденция продолжает расти, на протяжении всей записи наблюдается очень регулярный эффект пика / спада. Я видел это как «вдох и выдох земли».
Большая часть суши расположена в северном полушарии, как и большая часть растительности Земли. Осенью и зимой с лиственных деревьев падают миллионы тонн листьев, которые при разложении выделяют углекислый газ.Сами деревья больше не перерабатывают столько углекислого газа, сколько находятся в состоянии покоя. Как следствие, уровень углекислого газа на Земле повышается.
Весной и летом листья растут быстро, и при росте листьев и последующих процессах нормального дыхания расходуется много углекислого газа, поэтому уровень CO2 падает.
Рассчитайте выбросы углекислого газа
Смеси для сварки аргона и диоксида углерода
Смеси диоксида углерода аргона — это универсальные смеси для сварки углеродистых, низколегированных и некоторых нержавеющих сталей.Увеличение содержания CO2 увеличит проплавление сварного шва и характеристики смачивания валика. При более высоких текущих уровнях и содержании СО2 увеличивается может произойти разбрызгивание. Смеси диоксида углерода аргона могут использоваться для соединения материалов различной толщины с использованием различных режимов переноса металла.
Основные области применения
Смеси диоксида углерода аргона используются для всех видов конструкционной стали, сельскохозяйственного инвентаря и оборудования. Более низкие уровни CO2 могут использоваться для импульсной дуговой сварки или сварки струйной дугой, в то время как более высокие уровни> 20% используются для сварки короткой дугой и экранирования некоторые порошковые проволоки.
Ключ к повышению производительности и прибыли при сварке
Ищете ключ к стабильным сварным швам в самых сложных ситуациях? Обратите внимание на защитные газы на основе аргона Praxair ® StarGold ™ . Наше семейство смесей на основе аргона доступно для высококачественной сварки в различных прецизионные составы. Смеси Praxair StarGold также разработаны для удовлетворения ваших конкретных требований к газовой дуговой сварке (GMAW или MIG / MAG). См. Брошюру.
StarGold C-5 Gas Blend
Эта смесь используется для импульсного распыления и короткозамыкающего переноса материалов различной толщины. Смесь 5% может использоваться для GMAW-P низколегированных сталей для сварки в нерабочем положении. Возникающие дуговые силы придают этой смеси больше устойчивость к прокатной окалине и более контролируемая лужа, чем смесь аргона и кислорода.
StarGold C-10 Gas Blend
Эта смесь работает аналогично StarGold C-5 , но с увеличенным тепловложением, обеспечивающим более широкую и более жидкую сварочную ванну либо при коротком замыкании, либо при распылении.
Смесь газа StarGold C-15
Эта смесь использовалась для различных применений при обработке углеродистых и низколегированных сталей. В режиме передачи с коротким замыканием с этой смесью может быть достигнута максимальная производительность при работе с тонкостенными металлами. Это достигается за счет сведения к минимуму чрезмерного плавления. тенденция к более высокому содержанию двуокиси углерода в смеси при увеличении скорости осаждения и скорости движения. Поскольку процентное содержание углекислого газа снижается с диапазона 20% (максимальные уровни струйной дуги), происходит повышение эффективности наплавки за счет уменьшения потеря брызг.Эта смесь будет поддерживать режим переноса со струйной дугой.
StarGold C-20 Gas Blend
Может использоваться для сварки углеродистой стали с коротким замыканием или распылением.
StarGold C-25 Gas Blend
Эта смесь обычно используется для GMAW с коротким замыканием низкоуглеродистой стали. Он был разработан для обеспечения оптимальной частоты капель при коротком замыкании с использованием проволоки диаметром 0,035 и 0,045. Praxair StarGold C-25 работает хорошо в сильноточных приложениях на тяжелом основном металле.Он обеспечивает хорошую стабильность дуги, контроль сварочной ванны и внешний вид сварных швов. Эта смесь не поддерживает режим переноса металла распылением.
StarGold C-40 Gas Blend
Эта смесь рекомендуется для некоторых порошковых проволок, для которых желательны улучшенная стабильность дуги и снижение уровня разбрызгивания, а также улучшенная проплавка по сравнению со смесью StarGold C-25 .
StarGold C-50 Gas Blend
Часто используется для сварки труб короткой дугой, особенно когда на свариваемых поверхностях присутствуют другие загрязнения.
Mig Mix Gold Gas Blend
Эта смесь работает аналогично StarGold C-5 , но с увеличенным тепловложением, обеспечивающим более широкую и более жидкую сварочную ванну при коротком замыкании или переносе распылением.
Изменение климата: атмосферный углекислый газ
Глобальный средний атмосферный углекислый газ в 2019 году составлял 409,8 частей на миллион ( частей на миллион, для краткости, ) с диапазоном неопределенности плюс-минус 0,1 частей на миллион. Уровни углекислого газа сегодня выше, чем когда-либо за последние 800 000 лет.
Фактически, в последний раз такое высокое содержание CO₂ в атмосфере было более 3 миллионов лет назад, когда температура была на 2–3 ° C (3,6–5,4 ° F) выше, чем в доиндустриальную эпоху, а морская уровень был на 15–25 метров (50–80 футов) выше, чем сегодня.
Концентрация углекислого газа растет в основном из-за ископаемого топлива, которое люди сжигают для получения энергии. Ископаемые виды топлива, такие как уголь и нефть, содержат углерод, который растения вытягивают из атмосферы в процессе фотосинтеза в течение многих миллионов лет; мы возвращаем этот углерод в атмосферу всего за несколько сотен лет.По данным State of the Climate in 2019 from NOAA и Американского метеорологического общества,
С 1850 по 2018 год в результате сжигания ископаемого топлива было выброшено 440 ± 20 Пг C (1 Пг C = 10¹⁵ г C) в виде CO₂ (Friedlingstein et al., 2019). Только за 2018 год глобальные выбросы от ископаемого топлива впервые в истории достигли 10 ± 0,5 Пг С / год (Friedlingstein et al.2019). Около половины CO₂, выброшенного с 1850 г., остается в атмосфере. Остальная часть частично растворилась в Мировом океане….Хотя наземная биосфера в настоящее время также является поглотителем CO₂ из ископаемого топлива, совокупные выбросы CO₂ в результате изменений в землепользовании, таких как вырубка лесов, отменяют его поглощение землей в период 1850–2018 годов (Friedlingstein et al. 2019).
Уровень двуокиси углерода в атмосфере в 2019 году составил 409,8 ± 0,1 ppm, что стало новым рекордом. Это увеличение на 2,5 ± 0,1 частей на миллион по сравнению с 2018 годом, такое же, как увеличение в период с 2017 по 2018 год. В 1960-е годы глобальные темпы роста содержания двуокиси углерода в атмосфере составляли примерно 0.6 ± 0,1 частей на миллион в год. Однако в период с 2009 по 18 год темпы роста составляли 2,3 промилле в год. Ежегодные темпы увеличения содержания углекислого газа в атмосфере за последние 60 лет примерно в 100 раз быстрее, чем предыдущие естественные приросты, такие как те, которые произошли в конце последнего ледникового периода 11 000-17 000 лет назад.
Сожмите или растяните график в любом направлении, удерживая клавишу Shift при щелчке и перетаскивании. Ярко-красная линия (исходные данные) показывает среднемесячное содержание углекислого газа в обсерватории NOAA Мауна-Лоа на Гавайях в частях на миллион (ppm): количество молекул углекислого газа на миллион молекул сухого воздуха.В течение года значения выше зимой в Северном полушарии и ниже летом. Темно-красная линия показывает годовой тренд, рассчитанный как 12-месячное скользящее среднее.
Почему имеет значение диоксид углерода
Двуокись углерода — это парниковый газ: газ, который поглощает и излучает тепло. Согретые солнечным светом поверхности Земли и океана непрерывно излучают тепловую инфракрасную энергию (тепло). В отличие от кислорода или азота (которые составляют большую часть нашей атмосферы), парниковые газы поглощают это тепло и постепенно выделяют его, как кирпичи в камине после того, как огонь погас.Без этого естественного парникового эффекта средняя годовая температура на Земле была бы ниже нуля, а не около 60 ° F. Но увеличение количества парниковых газов нарушило баланс энергетического баланса Земли, задерживая дополнительное тепло и повышая среднюю температуру Земли.
Двуокись углерода — самый важный из долгоживущих парниковых газов Земли. Он поглощает меньше тепла на молекулу, чем парниковый газ метан или закись азота, но его больше, и он остается в атмосфере намного дольше.И хотя углекислый газ менее распространен и менее эффективен, чем водяной пар, в расчете на одну молекулу на молекулу, он поглощает длины волн тепловой энергии, которых нет у водяного пара, что означает, что он уникальным образом усиливает парниковый эффект. Увеличение содержания углекислого газа в атмосфере является причиной примерно двух третей общего энергетического дисбаланса, который вызывает повышение температуры Земли.
Другая причина, по которой углекислый газ играет важную роль в системе Земля, заключается в том, что он растворяется в океане, как газировка в банке с газировкой.Он вступает в реакцию с молекулами воды, производя углекислоту и понижая pH океана. С начала промышленной революции pH поверхностных вод океана упал с 8,21 до 8,10. Это падение pH называется подкислением океана .
Падение 0,1 может показаться не очень большим, но шкала pH логарифмическая; снижение pH на 1 единицу означает десятикратное увеличение кислотности. Изменение на 0,1 означает увеличение кислотности примерно на 30%. Повышенная кислотность препятствует способности морских обитателей извлекать из воды кальций для построения своих раковин и скелетов.
Двуокись углерода прошлого и будущего
Естественное увеличение концентрации углекислого газа периодически приводило к повышению температуры Земли во время циклов ледникового периода на протяжении последних миллионов лет или более. Периоды тепла (межледниковья) начались с небольшого увеличения солнечного света из-за крошечного колебания оси вращения Земли или ее орбиты вокруг Солнца.
Это немного дополнительного солнечного света вызвало небольшое потепление. По мере того, как океаны нагреваются, они выделяют углекислый газ — как банка газировки, развалившаяся в жаркий летний день.Избыток углекислого газа в атмосфере усилил начальное потепление.
Основываясь на пузырьках воздуха, захваченных в ледяных кернах толщиной в милю (и других палеоклиматических свидетельствах), мы знаем, что во время циклов ледникового периода за последний миллион лет или около того углекислый газ никогда не превышал 300 ppm. До начала промышленной революции в середине 1700-х годов среднее количество углекислого газа в мире составляло около 280 частей на миллион.
К моменту начала непрерывных наблюдений в вулканической обсерватории Мауна-Лоа в 1958 году уровень двуокиси углерода в атмосфере уже составлял 315 частей на миллион.9 мая 2013 года среднесуточное значение двуокиси углерода, измеренное в Мауна-Лоа, впервые за всю историю наблюдений превысило 400 частей на миллион. Менее чем через два года, в 2015 году, глобальное количество впервые превысило 400 частей на миллион. Если глобальный спрос на энергию продолжит расти и будет удовлетворяться в основном за счет ископаемого топлива, к концу этого столетия уровень двуокиси углерода в атмосфере, по прогнозам, превысит 900 ppm.
Подробнее о диоксиде углерода
Наблюдения за двуокисью углерода NOAA
Информационный бюллетень по углеродному циклу
Выбросы двуокиси углерода по странам в динамике
Сравнение парниковых газов по их потенциалу глобального потепления
Список литературы
Коллинз, М., Р. Кнутти, Дж. Арбластер, Ж.-Л. Dufresne, T. Fichefet, P. Friedlingstein, X. Gao, W.J. Gutowski, T. Johns, G. Krinner, M. Shongwe, C. Tebaldi, A.J. Уивер и М. Венер, 2013: Долгосрочное изменение климата: прогнозы, обязательства и необратимость. В: Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Платтнер, М. Тиньор, С.К. Аллен, Дж. Бошунг, А. Науэльс, Ю.Ся, В. Бекс, П.М. Мидгли (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США.
X. Lan, B. D. Hall, G. Dutton, J. Mühle и J. W. Elkins. (2020). Состав атмосферы [в Состояние климата в 2018 г., Глава 2: Глобальный климат]. Специальное онлайн-приложение к бюллетеню Американского метеорологического общества, том 101, № 8, август 2020 г.
Люти Д., М. Ле Флок, Б. Берейтер, Т. Блунье, Ж.-М. Барнола, У. Зигенталер, Д.Рейно, Ж. Жузель, Х. Фишер, К. Кавамура и Т.Ф. Stocker. (2008). Рекордная концентрация углекислого газа с высоким разрешением 650 000-800 000 лет назад. Nature , Vol. 453, стр. 379-382. DOI: 10,1038 / природа06949.
Океанографическое учреждение Вудс-Хоул. (2015). Введение в закисление океана. По состоянию на 4 октября 2017 г.
Линдси Р. (2009). Климат и энергетический бюджет Земли. Доступ 4 октября 2017 г.
.