Cварка в среде углекислого газа, основы и история

В середине 20-го века, благодаря работам советских ученых К. В. Любавского и Н. М. Новожилова, была разработана технология сварки в среде углекислого газа. С тех пор данный сварка в среде углекислого газа нашла свое применение по всему миру благодаря  эффективности и надежности.

Cварка в среде углекислого газа — в чем суть?

Основная идея сварки полуавтоматом в углекислом газе заключается в использовании CO2 в качестве защитной атмосферы, которая ограждает сварочную зону от негативного воздействия окружающего воздуха. Во время сварки, когда температура дуги достигает высоких значений, углекислый газ распадается на окись углерода и кислород, создавая защитную среду из трех компонентов: CO2, CO и O2.

В зоне дуги, где температуры максимально высоки, углекислый газ практически полностью расщепляется, в то время как на периферии, ближе к сварочной ванне, преобладает содержание углекислого газа. Эта смесь газов эффективно защищает металл от окисления как в момент перехода капель электродной проволоки в ванну, так и на ее поверхности.

Процесс окисления металлических элементов в зоне сварки зависит от их химической активности к кислороду. Сначала окисляется кремний, за ним — марганец, благодаря их высокой аффинности к кислороду по сравнению с железом и углеродом. Добавление избытка кремния и марганца в сварочную проволоку позволяет нейтрализовать окислительный эффект углекислого газа, при этом сохраняя его защитные свойства.

На что обратить внимание при выборе проволоки для сварки

Качество сварки стали в углекислом газе зависит от содержания кремния и марганца в сварочной проволоке. Идеальные свойства наплавленного металла достигаются, когда соотношение Mn/Si находится в диапазоне от 1,5 до 2. Образующиеся в процессе сварки окислы не растворяются в металле, а формируют легкоплавкое соединение, которое всплывает на поверхность сварочной ванны в виде шлака.

На что обратить внимание при выборе проволоки для сварки: состав проволоки и ее применение в работе.

Техника сварки

Техника сварки проволокой в углекислом газе позволяет работать в различных пространственных положениях, включая вертикальное и потолочное. Оптимальные параметры сварки, такие как тип и полярность тока, диаметр проволоки, сила тока, напряжение дуги и расход газа, подбираются с учетом особенностей свариваемого материала и положения шва.

Техника сварки проволокой в углекислом газе — схема движения

Общая структура сварочного оборудования и принцип работы

Использование углекислого газа в качестве защитной среды требует специальных материалов и оборудования. Углекислота, хранящаяся в баллонах под давлением, при нагревании переходит из жидкой фазы непосредственно в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. Системы подачи газа оснащены осушителями и подогревателями для обеспечения стабильного качества газа, а сварочные проволоки подбираются в зависимости от марки свариваемой стали для достижения наилучших результатов.

Общая схема оборудования выглядит так:

Схема сварочного оборудования в углекислом газе: 1 — держатель, 2 — подающий механизм, 3 — кнопка включения, 4 — защитный щиток, 5 — манометр на 0,6 МПа, б — переходной штуцер для установки манометра, 7 — редуктор кислородный с манометром высокого давления, 8 — осушитель газа, 9 — подогреватель газа, 10 — баллон с углекислым газом, 11 — сварочный выпрямитель (либо генератор), 12 — пульт управления