что такое углекислота для сварки

Как правильно варить с углекислотой

Как правильно варить с углекислотой для начинающих

Сварка в среде углекислого газа имеет свои плюсы и минусы. Из преимуществ нужно выделить узкую зону термического воздействия на металл, что в свою очередь дает возможность сваривать даже самые тончайшие заготовки.

Кроме того, эффективность выполнения сварочных работ увеличивается в разы: улучшается горение дуги, а шов получается очень хорошего качества. Не нужно сбрасывать со счетов и тот факт, что углекислота является самым доступным из всех видов газов для сварки.

Что же касается недостатков сварки в среде углекислого газа, то они в основном связанны с разбрызгиванием металла. Также, чтобы сварной шов с применением углекислоты получился качественным и красивым, очень важно тщательно подготовить поверхность металлов перед свариванием.

Как правильно варить с углекислотой для начинающих

Как было сказано выше, качество сварочного шва при сварке с углекислотой во многом зависит от степени подготовки материалов. Также, не менее важно уделить внимание правильности настройки инверторного полуавтомата и расходу газа.

Следует знать, что для сварки каждого металла, в зависимости от его толщины, выбираются свои параметры сварочного тока и определённый диаметр проволоки. Важно учитывать и скорость подачи проволоки в зону сварки.

Отрегулировать скорость подачи сварочной проволоки на полуавтомате можно посредством шестерён и механизма. Сварка полуавтоматом в среде углекислого газа осуществляется следующим образом:

Нельзя во время сварки полуавтоматом осуществлять резкие движения газовой горелкой, поскольку это приведёт к ухудшению качества сварочного шва. Кроме того, не стоит забывать и о самом главном недостатке использования полуавтоматов с газом: защитный газ может сдувать ветер.

Чтобы не испортить заготовку, важно заранее потренироваться в сварке полуавтоматом с углекислотой на не нужном куске металла. Только так получится подобрать правильный расход газа, выбрать нужную скорость подачи сварочной проволоки.

Пару советов по выбору сварочного полуавтомата

Перед тем как выбрать сварочный полуавтомат прочитайте несколько важных советов:

Сварка полуавтоматом с углекислотой существенно отличается от ручной дуговой сварки. Чтобы получить качественный сварочный шов, нужно учитывать многие нюансы: расход газа, скорость подачи проволоки, диаметр присадочного материала и многое другое.

Источник

Для чего нужна углекислота при сварке полуавтоматом?

Углекислота для сварки металлов широко используется в качестве защитного газа. Он подается через специальное сопло в горелке полуавтоматического аппарата и надежно защищает сварочную зону от кислорода и азота воздуха, а также от водяных паров.

Специфика технологии

Сварка в атмосфере углекислого газа — разновидность электродуговой. Постоянный разряд электродуги выделяет большое количество тепловой энергии, которая разогревает и расплавляет металл заготовки. Ток идет через заготовку, воздушный промежуток и неплавкий вольфрамовый электрод.

Сварочный материал в виде проволоки подается в рабочую зону отдельно, она не служит проводником. Подача осуществляется с постоянной скоростью подающим механизмом, встроенным в полуавтоматический сварочный аппарат.

Для того, чтобы защитить сварочную ванну от воздействия кислорода и водорода воздуха, а также водяных паров, в рабочую зону подается защитная атмосфера, состоящая из углекислого газа. Его облако вытесняет воздух и предотвращает нежелательные химические реакции

Что такое углекислый газ?

Молекула углекислого газа СО₂ состоит из атома углерода и двух атомов кислорода. При нормальных условиях оксид углерода представляет собой газообразное вещество тяжелее воздуха, без цвета и запаха.

Оксид углерода обладает низкой химической активностью, что делает его отличным кандидатом на роль создателя защитной атмосферы вокруг сварочной зоны. Это же свойство используется при работе углекислотных огнетушителей, прекращающих доступ кислорода воздуха к очагу возгорания.

Вещество выделяется в ходе окисления органических веществ — при сгорании, гниении, дыхании живых организмов.

[stextbox условия на промышленный СО₂ регламентируются ГОСТ 8050-85.[/stextbox]

Перевозится вещество в газообразном состоянии, в емкостях под давлением.

Сфера применения

Углекислота в производстве обходится существенно дешевле аргона, гелия и других, но уступает им по своим защитным свойствам. Сварка в атмосфере СО₂ используется для рядовых соединений из обычных конструкционных сталей.

Для более ответственных конструкций, специальных сталей, высоконагруженных узлов используют более дорогое, капризные в хранения и применении инертные газы.

При массовом производстве типовых металлоконструкций применение углекислого газа для защиты сварочной зоны дает заметную разницу в себестоимости.

Дешевле обходится и организация хранения СО₂.

Запорно-регулирующая аппаратура для баллонов

При работе с оксидом азота используют специальную запорно-распределительную арматуру. Редуктор понижает входное давление со 100 атм. до рабочего значения в 3 атм.

Он снабжен двумя манометрами: на выходе и на входе, по которым сварщик следит за значением давления.

Редуктор снабжен двумя фильтрами, задерживающими примеси.

Установка необходимого рабочего давления осуществляется вращением рукоятки регулятора.

С помощью накидных гаек устройство присоединяется к баллону и к шлангу, снабжающему потребителя.

Предохранительный клапан при возникновении нештатной ситуации сбрасывает избыток давления в атмосферу.

[stextbox устройств, связанные с углекислым газом — баллоны, редукторы, шланги — маркируются черным цветом.[/stextbox]

Особенности заправки

Углекислотный баллон для полуавтомата заряжают двумя методами:

Независимо от способа наполнения важно точно установить вес пустого баллона. Взвесив баллон после заполнения, можно точно установить количество закачанного СО₂.

Заправка баллонов оксидом углерода, в отличие от ацетилена или кислорода, не требует чрезвычайных мер предосторожности. Однако расслабляться при этом нельзя: в случае массовой утечки углекислый газ образует атмосферу, непригодную для дыхания. Поэтому необходимо тщательно проверять состояние баллонов, арматуры и шлангов на отсутствие механических повреждений.

При заправке способом «баллон в баллон» тот баллон, из которого заправляют, рекомендуют перевернуть дном вверх и следить за его температурой.

Расход

Расход углекислоты для выполнения сварки полуавтоматом определяется сочетанием ряда факторов.

Она может изменяться от 3 до 60 литров в минуту.

При расчете планового расхода учитывают такие характеристики, как диаметр сварочной проволоки и толщину заготовок. К расчетному значению, равному произведению удельного расхода на длину шва, добавляют запас в 10% на подготовительные операции.

Из стандартного баллона, содержащим 25 кг СО₂, после понижения давления до рабочего образуется приблизительно 500-510 литров газа. При максимальном расходе этого количества хватит на 8 часов работы сварочного углекислотного полуавтомата. В среднем баллона хватает на 15-20 часов.

Плюсы и минусы

Работа в атмосфере СО₂ имеет следующие преимущества перед другими видами сварки:

Кроме достоинств, методу присущ и ряд недостатков:

Длительно время подготовки и запуска процесса делает его малопригодным для небольших объемов сварочных работ, которые нужно выполнить быстро.

Техника безопасности.

Углекислый газ имеет два потенциально опасных фактора воздействия:

Исходя из этих рисков и формируются требования техники безопасности к проведению работ с СО₂.

Во время транспортировки:

Во время хранения и заправки:

При соблюдении требований безопасности углекислый газ не представляет угрозы для здоровья.

Опасность угарного газа СО.

Угарный газ – сильно ядовитое вещество. При вдыхании ведет к общему угнетению функций организма и тяжелому отравлению. Возможен и летальный исход. Работать в атмосфере угарного газа допускается только в изолирующей дыхательной аппаратуре.

Полярность

Полярность при сварке полуавтоматом в среде углекислого газа обратная, то есть «плюс» подсоединяется к заготовке, а «минус» — к электроду. При работе прямой полярностью в среде СО₂ будет трудно обеспечить стабильность электродуги. Нестабильная дуга при такой схеме подключения приводит к возникновению дефектов сварного шва.

Работа

Перед началом сварки проводятся обязательные подготовительные работы. в них входят следующие операции:

Сварочный полуавтомат с углекислотой размещают так, чтобы шланг не мешал движениям сварщика.

Сварку полуавтоматом-инвертором в среде СО₂ выполняют двумя методами, различающимися углом наклона относительно направления движения руки:

После того, как шов заварен до конца, требуется сохранять подачу газа до остывания сварочной зоны. Это предотвратит окисление нагретого металла. Сначала следит прервать подачу сварочной проволоки, потом- отключить ток и только потом- газ. Ха этот промежуток времени шов остынет.

Далее следует зачистить зону шва от шлака и окалины

Полуавтоматическая сварка в атмосфере углекислоты позволяет обеспечит высокое качество и приемлемую себестоимость сварного соединения. Расход СО₂ зависит от параметров детали и условий работы и составляет от 3 до 60 л/час. При работе необходимо соблюдать правила техники безопасности.

Источник

Углекислый газ, он же углекислота, он же двуокись углерода…

Содержание

Двуокись углерода термически устойчива, диссоциирует на окись углерода и кислород только при температуре выше 2000°С.

Жидкая двуокись углерода

Удельная масса жидкой двуокиси углерода значительно изменяется с температурой, поэтому количество углекислоты определяют и продают по массе. Растворимость воды в жидкой двуокиси углерода в интервале температур 5,8-22,9°С не более 0,05%.

Жидкая двуокись углерода превращается в газ при подводе к ней теплоты.

При нормальных условиях (20°С и 101,3 кПа) при испарении 1 кг жидкой углекислоты образуется 509 л углекислого газа.

Впервые жидкую двуокись углерода получили в 1823 г. Гемфри Дэви (Humphry Davy) и Майкл Фарадей (Michael Faraday).

Сухой лед

История открытия углекислого газа

Углекислый газ – это первый газ, который был описан как дискретное вещество. В семнадцатом веке, фламандский химик Ян Баптист ван Гельмонт (Jan Baptist van Helmont) заметил, что после сжигания угля в закрытом сосуде масса пепла была намного меньше массы сжигаемого угля. Он объяснял это тем, что уголь трансформируется в невидимую массу, которую он назвал «газ».

Свойства углекислого газа были изучены намного позже в 1750г. шотландским физиком Джозефом Блэком (Joseph Black).

Он обнаружил, что известняк (карбонат кальция CaCO₃) при нагреве или взаимодействии с кислотами, выделяет газ, который он назвал «связанный воздух». Оказалось, что «связанный воздух» плотнее воздуха и не поддерживает горение.

Пропуская «связанный воздух» т.е. углекислый газ CO₂ через водный раствор извести Ca(OH)₂ на дно осаждается карбонат кальция CaCO₃.

Джозеф Блэк использовал этот опыт для доказательства того, что углекислый газ выделяется в результате дыхания животных.

Способы получения углекислого газа

В статье «Как получить углекислый газ» рассказано все в мельчайших подробностях, здесь лишь скажем, что основными способами получения являются:

Применение углекислого газа

Двуокись углерода чаще всего применяют:

Применение углекислоты для сварки

Плотность углекислого газа достаточно высока, что позволяет обеспечивать защиту реакционного пространства дуги от соприкосновения с газами воздуха и предупреждает азотирование металла шва при относительно небольших расходах углекислоты в струе. Углекислый газ является активным газом, т.е. в процессе сварки он взаимодействует с металлом шва и оказывает на металл сварочной ванны окисляющее, а также науглероживающее действие.

В настоящее время ввиду большого разбрызгивания металла сварочной ванны при сварке в углекислоте все чаще применяют сварочные смеси с аргоном. Производители сварочного оборудования не остались в стороне от даной проблемы и предусматривают специальный режим на сварочных полуавтоматах, при котором уменьшается эффект разбрызгивания. Еще один путь решения данной проблемы – это применение специальных спреев или жидкостей, которые не позволяют прикипать брызгам к металлу свариваемой детали. В любом случае применение любого из данных методов с лихвой окупит затраты времени и расходных материалов на удаление брызг путем механической зачистки.

Ранее препятствием для применения углекислоты в качестве защитной среды являлось образование дефектов в швах в виде пор. Поры вызывались кипением затвердевающего металла сварочной ванны от выделения окиси углерода (СО) вследствие недостаточной его раскисленности.

При высоких температурах углекислый газ диссоциирует с образованием весьма активного свободного, одноатомного кислорода:

Окисление металла шва выделяющимся при сварке из углекислого газа свободным кислородом нейтрализуется содержанием дополнительного количества легирующих элементов с большим сродством к кислороду, чаще всего кремнием и марганцем (сверх того количества, которое требуется для легирования металла шва) или вводимыми в зону сварки флюсами (полуавтоматическая сварка порошковой проволокой).

Как двуокись, так и окись углерода практически не растворимы в твердом и расплавленном металле. Свободный активный кислород окисляет элементы, присутствующие в сварочной ванне, в зависимости от их сродства к кислороду и концентрации по уравнению:

Кроме того, и сам углекислый газ реагирует с этими элементами.

Ввиду химической активности углекислого газа по отношению к вольфраму сварку в этом газе ведут только плавящимся электродом.

Вредность и опасность углекислого газа

Двуокись углерода нетоксична и невзрывоопасна. При концентрациях более 5% (92 г/м 3 ) углекислый газ оказывает вредное влияние на здоровье человека, так как он тяжелее воздуха и может накапливаться в слабо проветриваемых помещениях у пола. При этом снижается объемная доля кислорода в воздухе, что может вызвать явление кислородной недостаточности и удушья. Помещения, где производится сварка с использованием углекислоты, должны быть оборудованы общеобменной приточно-вытяжной вентиляцией. Предельно допустимая концентрация углекислого газа в воздухе рабочей зоны 9,2 г/м 3 (0,5%).

Хранение и транспортировка углекислого газа

Углекислый газ поставляется по ГОСТ 8050. Для получения качественных швов используют газообразную и сжиженную двуокись углерода высшего и первого сортов.

Углекислоту транспортируют и хранят в стальных баллонах по ГОСТ 949 или цистернах большой емкости в жидком состоянии с последующей газификацией на заводе, с централизованным снабжением сварочных постов через рампы.

В стандартный баллон с водяной емкостью 40 л заливается 25 кг жидкой углекислоты, которая при нормальном давлении занимает 67,5% объема баллона и дает при испарении 12,5 м 3 углекислого газа.

В верхней части баллона вместе с газообразной углекислотой скапливается воздух. Вода, как более тяжелая, чем жидкая двуокись углерода, собирается в нижней части баллона.

Для снижения влажности углекислого газа рекомендуется установить баллон вентилем вниз и после отстаивания в течение 10. 15 мин осторожно открыть вентиль и выпустить из баллона влагу. Перед сваркой необходимо из нормально установленного баллона выпустить небольшое количество газа, чтобы удалить попавший в баллон воздух. Часть влаги задерживается в углекислоте в виде водяных паров, ухудшая при сварке качество шва.

При выпуске газа из баллона вследствие эффекта дросселирования и поглощения теплоты при испарении жидкой двуокиси углерода газ значительно охлаждается. При интенсивном отборе газа возможна закупорка редуктора замерзшей влагой, содержащейся в углекислоте, а также сухим льдом. Во избежание этого при отборе углекислого газа перед редуктором устанавливают подогреватель газа. Окончательное удаление влаги после редуктора производится специальным осушителем, наполненным стеклянной ватой и хлористым кальцием, силикогелием, медным купоросом или другими поглотителями влаги.

Баллон окрашен в черный цвет, с надписью желтыми буквами «УГЛЕКИСЛОТА».

Характеристики углекислого газа

Характеристики углекислого газа представлены в таблицах ниже:

Источник

Технические газы для электродуговой сварки: баллоны, регуляторы

Паришься с баллоном под углекислоту/аргон/сварочную смесь Ar+CO2 для сварки? мечтаешь о струйном переносе, но все ищешь смесители и 10 литровые баллоны? Все ответы здесь.

Итак, электродуговая сварка в среде защитных газов знает три типа основных газов, которые можно найти почти во всех крупных столичных городах:
— углекислота (CO2);
— аргон (Ar);
— сварочная смесь Ar+CO2
Все остальное или очень специфично, или тупо дорого (гелий He).

Применяемость газов хорошо описана в Интернете, но если проще — варить заборы из чернухи => углекислота. Варить в своем гараже: для TIG — аргон, для полуавтомата — сварочная смесь.

Какие баллоны использовать? 5 литров? 10 литров? 40 литров? 50?
Вопрос насколько я понимаю прямо таки больной и понимания ситуации с баллонами никакого нет.
Давайте изначально определимся с массой и объемом баллона. Каждый раз новички и дрищи предпочитают покупать 10 литровку и нудеть по форумам на тему последующей заправки 10 л баллона. Продвинутые дрищи ищут и покупают 20 литровые баллоны и идентичным образом нудят «где их заправить?».
Истина жизни в том, что продажа технических газов ориентирована на массового, промышленного покупателя и в подавляющем большинстве случаев это баллон 40 л.
Структура большинства заправок выстроена именно под баллоны 40 л: производится их оперативная заправка и (или) обмен.
Из этого правила есть одно исключение — углекислота от огнетушителей у пожарных. Все заправки МЧС (ВДПО) предназначены для малых баллонов и углекислотных огнетушителей.

Тем самым, если Вы хотите стационарно работать с аргоном или сварочной смесью => Ваш выбор однозначно 40 л баллон. Если Вы хотите быть мобильным и наличие аргона/сварочной смеси не критично, то уточняйте у местных пожарных имеется ли возможность заправлять углекислотные баллоны 10 л., а если ответ положительный, то покупайте 10 л. с плоским дном.

Забегая вперед, баллоны выпускались по ГОСТ 949-73 (www.docload.ru/Basesdoc/10/10462/) и различие между аргоновым/углекислотным/смесевым/кислородным только в окраске и вентиле. На станции Вам могут баллон переделать в другой тип (перекрасить и поменять вентиль).
Ворочить одному 40 литровый баллон с аргоном или сварочной смесью реально. Поставили баллон, накрутили защитный алюминиевый колпак, наклонили баллон, положили его на колено и двумя руками в путь… Я лично гружу и таскаю один, но по технике безопасности, да и просто спина здоровее будет — нужно таскать вдвоем, ибо масса пустого порядка

65 кг, а полного соответственно 75 кг. Есть легированные баллоны, они легче на

10 кг.
Углекислотный, полностью заправленный, 40 литровый баллон одному не поднять, нужно звать помощника.

Что нужно знать при покупке и обмене баллонов
Не буду повторяться, есть отличное видео —

Срок службы баллонов определяет организация-изготовитель. При отсутствии таких сведений срок службы баллона устанавливают 20 лет. Экспертизу промышленной безопасности в целях продления срока службы баллонов массового применения, объем которых менее 50 л, не производят, их эксплуатация за пределами назначенного срока службы не допускается, за исключением баллонов специального назначения, конструкция которых определена индивидуальным проектом и не отвечает типовым конструкциям баллонов и экспертизу (техническое диагностирование) которых проводят по истечении срока службы, а также в случаях, установленных руководством (инструкцией) по эксплуатации оборудования, в составе которого они используются.

На основании разъяснений разрешается использовать баллоны с истекшим сроком службы, но с действующей аттестацией.
Таким образом, покупая баллон, Вы должны выбрать максимально более свежий по году выпуска. Баллоны старше 95 года без действующей аттестации могут не принимать на станциях обслуживания.

АПДЕЙТ 2020 г: появилась позиция, что срок службы баллонов, изготовленных по ГОСТ 949-73 и по ГОСТ 15860-84 до 22.12.2014г. установлен не более 40 лет в соответствии с ПБ 03-576 03, МТО 14-3Р-001-2002 и МТО 14-3Р-004-2002, в том числе баллоны, находящиеся в эксплуатации для наполнения газами, вызывающими разрушение и физико-химическое превращение материала (коррозия и т.п.) со скоростью:
— не более 0,1 мм/год 40 лет
— более 0,1 мм/год 20 лет
Газы, вызывающие коррозию металла баллона со скоростью:
— не более 0,1 мм/год — азот, аргон, водород, воздух, гелий, кислород, углекислота и другие;
— более 0,1 мм/год — хлор, фосген, сероводород, сернистый ангидрид, хлористый водород, хлористый метил и другие.

Тем самым распространенные баллоны под сварочные газы в виде аргона, углекислоты, гелия по указанной методике служат 40 лет.

Далее, на рынке есть три типа разного рода регуляторов/редукторов:
— регулятор с ротаметром
— стрелочный регулятор
— редуктор.

Отличие редуктора от регулятора понятно: редуктор на выходе выдает просто определенное давление, а регулятор на выходе регулирует поток газа. Редуктор Вам не нужен вообще 🙂

регулятор с ротаметром или стрелочный регулятор?
Возникает еще один вопрос, на рынке есть два основных типа регуляторов

Какой из них выбрать — дело вкуса. На мой взгляд, стрелочный более продвинутый в плане экономии газа, поскольку фактически это редуктор с калиброванным жиклером и он всегда поддерживает заданное давление. Исходя из известного диаметра жиклера и давления производитель нанес метки расхода на шкалу прибора… тем самым, при начале работы не происходит характерного сброса давления, как это бывает на дешевых регуляторах с ротаметром.
Дешевые регуляторы с ротаметром работают исключительно за счет снижения давления до определенной величины, условно до 6 атм, а также последующего истечения газа через изменяемое гайкой отверстие… иными словами, на начальном этапе работы во всем сварочном рукаве образуется максимальное давление и как только сварщик давит триггер, то избыточное давление сбрасывается, это влечет повышенный расход газа.
Так что по общему правилу — стрелочный подешевле будет в итоге, но есть одно исключение.
Если вы варите нержавейку, то Вам иногда требуется поддув с обратной стороны шва… для этого есть регуляторы с двумя ротаметрами:

Источник