Зварювання в середовищі вуглекислого газу, основи та історія

У середині 20-го століття, завдяки роботам радянських учених К. В. Любавського та Н. М. Новожилова, було розроблено технологію зварювання в середовищі вуглекислого газу. З того часу даний зварювання в середовищі вуглекислого газу знайшло своє застосування по всьому світу завдяки ефективності та надійності.

Зварювання серед вуглекислого газу — в чому суть?

Основна ідея зварювання напівавтоматом у вуглекислому газі полягає у використанні CO2 як захисна атмосфера, яка захищає зварювальну зону від негативного впливу навколишнього повітря. Під час зварювання, коли температура дуги досягає високих значень, вуглекислий газ розпадається на окис вуглецю та кисень, створюючи захисне середовище із трьох компонентів: CO2, CO та O2.

У зоні дуги, де температури максимально високі, вуглекислий газ практично повністю розщеплюється, тоді як на периферії, ближче до зварювальної ванни, переважає вміст вуглекислого газу. Ця суміш газів ефективно захищає метал від окиснення як у момент переходу крапель електродного дроту у ванну, так і на її поверхні.

Процес окислення металевих елементів у зоні зварювання залежить від їхньої хімічної активності до кисню. Спочатку окислюється кремній, за ним — марганець, завдяки їхній високій афінності до кисню порівняно із залізом та вуглецем. Додавання надлишку кремнію та марганцю у зварювальний дріт дозволяє нейтралізувати окисний ефект вуглекислого газу, при цьому зберігаючи його захисні властивості.

На що звернути увагу при виборі дроту для зварювання

Якість зварювання сталі у вуглекислому газі залежить від вмісту кремнію та марганцю у зварювальному дроті. Ідеальні властивості наплавленого металу досягаються, коли співвідношення Mn/Si знаходиться в діапазоні від 1,5 до 2. Окисли, що утворюються в процесі зварювання, не розчиняються в металі, а формують легкоплавке з'єднання, яке спливає на поверхню зварювальної ванни у вигляді шлаку.

На що звернути увагу при виборі дроту для зварювання: склад дроту та його застосування у роботі.

Техніка зварювання

Техніка зварювання дротом у вуглекислому газі дозволяє працювати у різних просторових положеннях, включаючи вертикальне та стельове. Оптимальні параметри зварювання, такі як тип і полярність струму, діаметр дроту, сила струму, напруга дуги і витрата газу, підбираються з урахуванням особливостей матеріалу, що зварюється і положення шва.

Техніка зварювання дротом у вуглекислому газі - схема руху

Загальна структура зварювального обладнання та принцип роботи

Використання вуглекислого газу як захисне середовище вимагає спеціальних матеріалів та обладнання. Вуглекислота, що зберігається в балонах під тиском, при нагріванні переходить з рідкої фази безпосередньо в газоподібний стан, минаючи рідку фазу. Системи подачі газу оснащені осушувачами та підігрівачами для забезпечення стабільної якості газу, а зварювальні дроти підбираються в залежності від марки сталі для досягнення найкращих результатів.

Загальна схема обладнання виглядає так:

Схема зварювального обладнання у вуглекислому газі: 1 - тримач, 2 - механізм, що подає, 3 - кнопка включення, 4 - захисний щиток, 5 - манометр на 0,6 МПа, б - перехідний штуцер для установки манометра, 7 - редуктор кисневий з манометром високого тиску, 10 - балон з вуглекислим газом, 11 - зварювальний випрямляч (або генератор), 12 - пульт управління