Какой защитный газ необходим при сварке ТIG, а какой – при сварке MIG/MAG?

Защитный газ для сварки ТIG

Как можно понять из самого названия метода, для сварки TIG обычно используют инертные газы. Защитные газы нормированы в стандарте EN 439. Согласно данному стандарту они имеют обозначения l1, l2 и l3.
Наиболее часто при сварке TIG в качестве защитного газа применяется аргон (l1). Степень его чистоты должна составлять минимум 99,95 %. Для металлов, имеющих очень хорошую теплопроводность, таких как алюминий или медь, используют гелий (l2). При использовании гелия в качестве защитного газа сварочная дуга имеет более высокую температуру. Но, в первую очередь, обеспечивается более равномерное распределение тепла между ядром и краем сварочной дуги. При сварке ТIG чистый гелий используется редко и только в исключительных случаях. Вместо него в последние годы все чаще применяются смеси аргона и гелия (l3) с содержанием гелия 25, 50 или 75 %. Благодаря этому удается снизить температуру предварительного нагрева, например, толстых алюминиевых структур, для достижения достаточного провара. Более того, можно повысить скорость сварки. При сварке ТIG нержавеющих хромоникелевых сталей для этой цели также применяют смеси аргона с водородом (R1), однако для предотвращения образования пор содержание водорода не должно превышать 5 %.
Расход защитного газа зависит от диаметра газового сопла и окружающего воздушного потока. Ориентировочным значением для аргона является объемный расход 5-10 л/мин. При ветре или сквозняке (Рис. 4) при определенных условиях расход должен быть больше. При использовании смесей аргона и гелия ввиду небольшой плотности гелия необходимо установить большее значение расхода.

 

Защитный газ для сварки MIG/MAG

Перечень защитных газов для сварки MIG/MAG приведен в стандарте EN 439. В этом стандарте определены требования ко всем защитным газам для дуговой сварки и резки. Защитные газы делятся на семь групп и несколько подгрупп.

 

 

Обзор групп защитных газов

Группа R

В группу R входят смеси аргона с водородом, которые имеют раскисляющее действие. Наряду с аргоном и гелием газы группы R1 используются при сварке ТIG и плазменной сварке, а газы подгруппы 2 с высоким содержанием водорода (H) применяются для плазменной резки и защиты корня шва (формовочные газы).

Группа I

В группу I входят инертные газы. Это аргон (Ar) и гелий (He), а также смеси аргона и гелия. Они используются для сварки ТIG, MIG и плазменной сварки, а также для защиты корня шва.

Группа M

К группе M, в которую входят группы M1, M2 и M3, относят газовые смеси для сварки MAG. Каждая из этих групп имеет 3 или 4 подгруппы. Газы разделены на категории от M1.1 до M3.3 по окислительным свойствам, то есть газы M1.1 являются слабо окисляющими, а газы M3.3 обладают наиболее сильными окислительными свойствами. Главным компонентом всех этих газов является аргон, к активным компонентам добавляются кислород (O) или диоксид углерода (CO2) либо кислород вместе с диоксидом углерода (трехкомпонентные газы).

Группа C

В числе газов для сварки MAG в группу C входят чистый диоксид углерода и смесь диоксида углерода и кислорода. Последняя, однако, не применяется в Германии. Газы группы C обладают наиболее сильными окислительными свойствами, так как CO2 при высоких температурах сварочной дуги распадается. При этом помимо оксида углерода выделяется большое количество кислорода.

Группа F

В группу F входят азот (N) и смесь азота с водородом. Оба газа можно использовать для плазменной резки и формовки.

 

Состав газа влияет не только на окислительные свойства, но и на электрические и физические параметры в области сварочной дуги и, следовательно, характеристики сварки. Например, при добавлении гелия к аргону улучшается теплопроводность и теплосодержание атмосферы сварочной дуги. Благодаря этому сварочная дуга более мощная, что способствует лучшему провару. Примешивание активных компонентов к газовым смесям, помимо прочего, ведет к образованию более мелких капель при плавлении проволочных электродов. Также улучшается теплопередача в сварочной дуге. Это также позволяет добиться более качественного провара.
Требуемый расход защитного газа рассчитывается при помощи эмпирического правила: расход должен составлять 10-12 диаметров проволоки в литрах в минуту.
При сварке MIG алюминия из-за высокой окисляемости материала значения расхода должны немного превышать стандартные, а для газовых смесей аргона с гелием ввиду небольшой плотности гелия значения расхода должны быть гораздо выше. Сначала снижается давление газа, поступающего из баллона или из кольцевого трубопровода. Заданный уровень расхода можно посмотреть на манометре, выверенном с расходомерным соплом, или на расходомере с поплавковым указателем.

 

Обозначение

Компоненты в объемных процентах (% об.)

Типичное
применение

Примечания

Группа

Индекс

окисляющий

инертный

раскисляющий

химически пассивный

 

 

 

 

CO2

O2

Ar

He

H2

N2

R

1

 

 

Остаток²

 

> 0-15

 

TIG, плазменная сварка, плазменная резка, защита корня шва

 

2

 

 

Остаток²

 

> 15-35

 

I

1

 

 

100

 

 

 

MIG, TIG, плазменная сварка, защита корня шва

инертный

2

 

 

 

100

 

 

3

 

 

Остаток²

> 0-95

 

 

M1

1

> 0-5

 

Остаток²

 

> 0-5

 

MAG

слабо окисляющий

2

> 0-5

 

Остаток²

 

 

 

3

 

> 0-3

Остаток²

 

 

 

4

> 0-25

> 0-3

Остаток²

 

 

 

M2

1

> 0-25

 

Остаток²

 

 

 

 

2

 

> 3-10

Остаток²

 

 

 

3

> 0-5

> 3-11

Остаток²

 

 

 

4

> 0-25

> 0-8

Остаток²

 

 

 

M3

1

> 25-50

 

Остаток²

 

 

 

 

2

 

> 10-15

Остаток²

 

 

 

3

> 5-50

> 8-15

Остаток²

 

 

 

C

1

100

 

 

 

 

 

сильно окисляющий

2

Остаток

> 0-30

 

 

 

 

F

1

 

 

 

 

 

100

Плазменная резка, защита корня шва

химически пассивный

2

 

 

 

 

> 0-50

Остаток

раскисляющий