Коротко
- Для TIG берут чистый инертный газ - аргон или гелий; газ с кислородным соединением, включая CO2, загрязняет вольфрамовый электрод.
- На полуавтомате чистый аргон и гелий применяют для цветных металлов; по стали в дело идут чистая углекислота, смесь аргона с CO2 или добавка кислорода к аргону.
- ГОСТ 10157-2016 делит аргон на высший и первый сорт по доле аргона, кислорода, азота и влаги.
- ГОСТ 8050-85 делит углекислый газ на три сорта чистоты; для сварочного производства - высший и первый.
- ГОСТ 949-73 задаёт для стальных баллонов ряд объёмов до 12 л и от 20 до 50 л, рабочее давление - до 19,6 МПа.
- Аргон и углекислый газ тяжелее воздуха и накапливаются у пола в непроветриваемом помещении.
Сварщику, который выбирает защитный газ для TIG или полуавтомата, нужно решить, брать аргон для сварки чистым или в смеси. Ниже разбираем, почему для TIG нужен чистый инертный газ, чем для полуавтомата отличаются чистый аргон, смесь и углекислота, и что говорит ГОСТ о сортах аргона.
1. Почему для TIG нужен чистый инертный газ?
Без примеси активных газов - именно так берут аргон для тиг сварки: дугу и ванну при TIG защищает инертный газ, поэтому этому способу нужен чистый аргон для сварки или гелий. Английская Википедия в статье о дуговой сварке вольфрамовым электродом в защитном газе (GTAW, TIG) называет аргон самым распространённым защитным газом для этого способа: он помогает избежать дефектов от нестабильной длины дуги, а на переменном токе даёт высокое качество шва и хороший внешний вид. Гелий там же указан как газ, который увеличивает проплавление, скорость сварки и применяется для металлов с высокой теплопроводностью - меди и алюминия.
Смесь с углекислым газом или другим газом с кислородом в составе для TIG не подходит: та же статья прямо говорит, что любой защитный газ с кислородным соединением, включая углекислый газ, быстро загрязняет вольфрамовый электрод и делает его непригодным для процесса TIG.
ГОСТ 10157-2016 «Аргон газообразный и жидкий» распространяется на аргон, 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. По требованиям безопасности этого ГОСТ аргон тяжелее воздуха и способен накапливаться в плохо проветриваемых помещениях и приямках у пола, вытесняя оттуда кислород.
Для сварки алюминия обезатен аргон газ?
По тексту ГОСТ 10157-2016 - да: стандарт прямо называет алюминий и алюминиевые сплавы среди металлов, для защиты которых при сварке предназначен аргон этого газа. Конкретный сорт (высший или первый) для своей задачи смотрят в той же таблице показателей чистоты, что и для других металлов.
2. Аргон для сварки полуавтоматом: чистый газ, смесь или углекислота?
Английская Википедия в статье о дуговой сварке плавящимся электродом в защитном газе (GMAW, куда входят MIG и MAG) описывает выбор газа так: чистые инертные газы, аргон и гелий, применяют только для сварки цветных металлов, а по стали чистый аргон не даёт нужного проплавления, а гелий делает дугу неустойчивой и увеличивает разбрызгивание. Чистый углекислый газ, наоборот, даёт глубокое проплавление, но способствует образованию оксидов, которые ухудшают механические свойства шва, а из-за реактивности дуговой плазмы разбрызгивание неизбежно, и тонкий металл варить им сложно.
Поэтому аргон и углекислый газ смешивают - в статье указана пропорция от 75%/25% до 90%/10% аргона и CO2, и при коротком замыкании дуги (короткая дуга, short circuit GMAW) чем выше доля углекислого газа, тем выше тепловложение при прочих равных параметрах; при росте доли CO2 выше 20% становится всё сложнее работать в режиме струйного переноса металла, особенно на электродах меньшего диаметра. Также аргон смешивают с кислородом: добавка кислорода до 5% помогает при сварке нержавеющей стали, хотя в большинстве применений предпочитают углекислый газ - избыток кислорода окисляет электродную проволоку и может привести к пористости шва, если в проволоке недостаточно раскислителей.
У углекислотного регулятора REDIUS У-30-КР2-м в описании карточки указаны расход до 30 л/мин и работа без подогревателя. У аргонового регулятора REDIUS АР-40-КР1 - расход до 40 л/мин и входное давление до 200 бар. Оба есть в разделе сварочных регуляторов: регулятор аргоновый АР-40-КР1 и регулятор углекислотный У-30-КР2-м.
Про полярность и марки вольфрамовых электродов для TIG - в статье «TIG сварка для начинающих: с чего начать и на что смотреть в аппарате», аппараты для этого способа - в разделе аргонодуговой сварки TIG. Какой полуавтомат с газом выбрать и что к нему нужно, разобрано в статье «Сварочный аппарат полуавтомат с газом: какой выбрать и что к нему нужно?».
3. Что говорит ГОСТ на сорта аргона для сварки?
ГОСТ 10157-2016 делит защитный газ для сварки на два сорта чистоты:
- Показатель по ГОСТ 10157-2016: Объёмная доля аргона, не менее
- Высший сорт: 99,993%
- Первый сорт: 99,987%
- Показатель по ГОСТ 10157-2016: Объёмная доля кислорода, не более
- Высший сорт: 0,0007%
- Первый сорт: 0,002%
- Показатель по ГОСТ 10157-2016: Объёмная доля азота, не более
- Высший сорт: 0,005%
- Первый сорт: 0,01%
- Показатель по ГОСТ 10157-2016: Точка росы по влаге, не выше
- Высший сорт: минус 61 °C
- Первый сорт: минус 58 °C
4. Баллон с углекислотой для сварки: какой объём бывает?
ГОСТ 949-73 «Баллоны стальные малого и среднего объёма для газов» задаёт для стальных баллонов ряд вместимостей: малого объёма - до 12 литров, среднего - от 20 до 50 литров, при рабочем давлении до 19,6 МПа. В этом ряду стандартных значений есть и баллон с углекислотой для сварки 10 литров, и баллон с углекислотой для сварки 20 литров.
Чистота углекислого газа по ГОСТ 8050-85 «Двуокись углерода газообразная и жидкая» делится на три сорта:
- Высший сорт - объёмная доля CO2 не менее 99,8%, точка росы по влаге не выше минус 48 °C.
- Первый сорт - не менее 99,5% CO2, точка росы не выше минус 34 °C.
- Второй сорт - не менее 98,8% CO2, точка росы этим ГОСТ не нормируется.
Для нужд сварочного производства ГОСТ 8050-85 называет жидкую двуокись углерода высшего и первого сортов.
5. Кислород по ГОСТ 5583-78: для чего он в сварочном цехе?
Технический газообразный кислород получают из атмосферного воздуха способом низкотемпературной ректификации или электролизом воды и применяют для газопламенной обработки металлов и других технических целей - так его назначение определяет ГОСТ 5583-78 «Кислород газообразный технический и медицинский». В дуговой сварке в защитных газах англоязычная Википедия упоминает кислород как добавку к аргону: до 5% при сварке нержавеющей стали на полуавтомате.
6. Чем опасны аргон и углекислота в закрытом помещении?
Требования безопасности двух стандартов похожи. По ГОСТ 10157-2016 газообразный аргон тяжелее воздуха и может накапливаться в слабопроветриваемых помещениях у пола и в приямках, снижая содержание кислорода в воздухе. По ГОСТ 8050-85 двуокись углерода тяжелее воздуха в полтора раза и так же может накапливаться у пола и в приямках, а при концентрации более 5% вредна для здоровья.
Комментарии