Сварка в среде защитных газов: технология работы, описание процесса, техника выполнения (этапы), необходимые материалы и инструменты, пошаговая инструкция работы и советы специалистов

Сварочные технологии применяются в разных отраслях деятельности человека. Универсальность сделала сварку в среде защитных газов неотъемлемым элементом любого производства.

Эта разновидность позволяет легко соединять металлы толщиной от 1 мм до нескольких сантиметров в любом положении пространства. Постепенно сварка в защитной среде вытесняет традиционную сварку электродами.

Сущность сварочного процесса в среде защитных газов

Сварочный процесс используется для создания постоянного соединения различных металлов. Оно достигается нагреванием соединяемых элементов до температуры, близкой к температуре плавления. Разогрев происходит при помощи электрической дуги, которая имеет температуру горения от 7 000 до 18 000 °C. Это позволяет нагреть свариваемый металл и образовать сварочную ванну, которая заполняется расплавленным электродом.


схема процесса сварки

Для того чтобы электрическая дуга стабильно горела, а также чтобы воздух не влиял на сварку, в зону горения подается защитный газ, который создает купол, препятствующий окислению.

Сварка в среде защитных газов применяется там, где простая сварка электродом в обмазке не дает результата. Это соединение таких металлов, как:

  • медь;
  • бронза;
  • титан;
  • молибден;
  • хром и др.

На современных автоматических производствах применяется механизированная сварка в среде защитных газов. С ее помощью варят не только цветные металлы, но и черные (разновидности стали).

Преимущества метода

Эта разновидность сварки имеет множество достоинств.

  1. Позволяет сваривать цветные металлы. Сложность их сваривания заключается в том, что они имеют низкую температуру плавления при высокой окисляемости, что загрязняет сварочную зону оксидами и создает сложность в получении качественного шва.
  2. Высокий температурный нагрев. Это дает возможность локализовать сварочную зону в малых пределах. В итоге свариваемый металл не меняет своих механических свойств из-за перегрева.
  3. Высокая производительность. Сварка в среде защитных газов дает возможность автоматизировать процесс за счет использования проволоки, намотанной на катушку, и автоматической ее подачи.
  4. Отсутствие шлака. Не затрачивается время на его удаление.

Недостатки сварки в защитной среде

К недостаткам этого вида сварки можно отнести громоздкость оборудования. Кроме самого сварочного аппарата, в комплекте идут газовые баллоны, редукторы, газовая арматура.


Сварка в углекислой среде

Расходные материалы дороже, чем для обычной электродуговой сварки.

На современных предприятиях основным критерием экономической целесообразности является время, затраченное на производство. Там внедряют системы автоматической сварки в среде защитных газов. Поэтому большая стоимость материалов компенсируется высокой производительностью.

автоматическая сварка

Насколько прочны сварочные соединения

Сварка металлов создает крепкое соединение. Оно гораздо прочнее, чем соединение болтами или заклепками. К тому же там, где нужно создать герметичность, сварка незаменима. Основное ограничение в ее применении – это неспособность выдерживать динамические нагрузки, которые меняются как по величине, так и по вектору воздействия. Именно по этой причине в самолетостроении применяют заклепки вместо сварных соединений.


Прочность сварочного шва зависит от используемых материалов, соблюдения технологии и правильной разделки свариваемых кромок.

Разновидности применяемого оборудования

Сварка в среде защитных газов имеет две разновидности:

  1. Неплавящимся электродом. Электрическая дуга создается вольфрамовым стержнем, который не плавится в процессе. Материал для заполнения сварочной ванны подается вручную в виде куска проволоки.
  2. Плавящимся электродом. Здесь электрическая дуга создается автоматически подаваемой проволокой, на которую поступает электрический ток. Эта проволока плавится и заполняет собой сварочную ванну, формируя шов.

В зависимости от этого оборудование для сварки в среде защитных газов делится на два типа:

  1. Сварочные трансформаторы и инверторы, оборудованные горелкой с вольфрамовым наконечником.
  2. Сварочные полуавтоматы. Сейчас этот вид оборудования получил наибольшее распространение. С их помощью можно сваривать весь спектр металлов. Они мобильны и обладают большой производительностью. Сварка полуавтоматом в среде защитных газов используется как в гаражах и частных хозяйствах, так и на серьезных предприятиях.
    универсальный полуавтомат
  3. Лазерно-дуговая сварка. Это вид гибридного оборудования, где дополнительно к сварочной дуге от вольфрамового электрода, создается глубокое расплавление лазерным лучом. В этом случае применяется приспособление, сочетающее в себе лазерную оптику и горелку с вольфрамовым наконечником.

Какие газы используются

Существует несколько разновидностей применяемых газов, которые можно разделить на 3 группы: инертные, активные и комбинированные.

К инертным газам относятся: гелий, аргон. Гелий легче воздуха и более дорогостоящий в производстве, применяется реже. Но дуга в нем набирает большую температуру, чем в аргоне, поэтому сварка в среде гелия имеет бо́льшую производительность. Его применяют для сварки сплавов алюминия и магния.

сварочные баллоны

Аргон имеет более широкое применение. Его используют для сваривания ответственных деталей, а также редких и цветных металлов.

Азот можно отнести к условно инертным газам. Его применяют только для сварки меди и ее сплавов, по отношению к которым он не активен.

Активные газы хоть и защищают сварочную зону, тем не менее сами растворяются в металле шва, изменяя его состав. К ним относятся углекислый газ и кислород. CO2 используют для сваривания черных металлов: низко- и среднеуглеродистых сталей, чугуна, низколегированных сталей и пр.

Кислород идет только в смеси с инертными газами.

Комбинации газовых смесей применяют в разных пропорциях для увеличения стабильности сварочного процесса и улучшения механических характеристик сварного шва.

Расходные материалы

Для полуавтоматической сварки в среде защитных газов используется проволока, свернутая в катушки. Она имеет свыше 80 разновидностей. Ее диаметр - от 0,3 до 12 мм. Мотки, в которые она свернута, весят от 1,5 до 40 кг. Проволоку подбирают такую же по составу, как свариваемые детали.

сварочная проволока

Неплавящийся электрод может быть как из вольфрама, так и из углерода. Вольфрамовый электрод представляет собой проволоку диаметром 0,5-3 мм или прутки диаметром 5–8 мм. Материалом для присадки служит проволока диаметром 1,6–5 мм.

Подготовка к сварочным работам

Сварка в защитной среде выполняется в основном для сварки ответственных деталей. Поэтому первое требование – это высокая квалификация рабочего. Для выполнения подобных работ допускаются сварщики не ниже 5 разряда, прошедшие обучение и получившие допуск.

Перед началом работ, независимо от имеющегося удостоверения, сварщика заставляют сварить встык образец, который будет проверен на прочность. ГОСТ сварки в среде защитных газов определяет, какое усилие на разрыв должен выдерживать этот образец.

Помещение для сварочных работ должно содержать минимум пыли. Запрещаются все виды работ с ее образованием (резка, шлифование, заточные работы).

Воздух в помещении должен быть теплым и сухим. Для этого устанавливаются термометры и гигрометры. Температура должна быть не ниже 16 °C.

Хорошее освещение должно давать обзор сварочной зоны и позволять вовремя находить дефекты, возникающие в разных режимах сварки в среде защитных газов.

В помещении не допускаются сквозняки. Скорость потока воздуха не должна превышать 0,5 м/сек.

Советы и рекомендации

Чтобы получить качественное соединение, нужно проделать подготовительные работы.

  1. Правильно разделать кромки свариваемых элементов. От этого зависит провар и наполнение металлом сварочной ванны.
  2. Тщательно очистить свариваемую поверхность от загрязнений, ржавчины.
  3. Подобрать давление защитного газа. Если давление высокое, то будет чрезмерное охлаждение сварочной зоны. Низкое давление приведет к формированию пор в сварочном шве.
  4. Выбрать оптимальную силу тока. Она подбирается исходя из толщины свариваемого металла. Подача проволоки регулируется в зависимости от силы тока.
  5. Для получения качественного шва горелку необходимо периодически очищать от окалины. Если этого не делать, то постепенно окалина уменьшит внутренний диаметр горелки, и защитный газ будет подаваться в зону горения неправильным факелом. Также окалина будет затруднять подачу проволоки. Для уменьшения образования нагара на горелке можно применять силикон. Им смазывается внутренняя часть горелки. Очень удобны аэрозольные баллончики для сварочных работ.
крутой сварщик

Сварка в среде защитных газов – ответственный процесс, который во многом зависит от человеческого фактора. Соблюдение мер безопасности, применение защитных средств помогут не только качественно выполнить работу, но и сохранить здоровье.

Узнаем как варят полуавтоматом? Режимы сварки полуавтоматом. ...
Сварка – целое искусство. Профессиональные сварщики ценятся едва ли не на вес золота везде: их не хватает не только для домашних нужд, но и для промышленности. Во многом это связано с тем, что далеко не каждый специалист знает все технологические ...
далее
Углекислотная сварка: что это -, как пользоваться
Технология полуавтоматической сварки в газовых средах на сегодняшний день является одним из самых популярных способов соединения металлов. Данная методика позволяет выполнять качественные стыки с минимальным количеством брака и повреждений ...
далее
MIG-сварка на современном оборудовании
Сейчас невозможно представить себе производство, которое бы могло обойтись без помощи сварки. Этот процесс как способ соединить совершенно разные детали из прочного материала нашел самое широкое применение. Ведь в большинстве случаев сварка является ...
далее
Сварка алюминия аргоном для начинающих: пошаговая инструкция. ...
С развитием производства растет потребление изделий из металла. Одним из самых востребованных из них является алюминий. Его практичность и малый удельный вес порой просто незаменимы.
далее
Аргоновая сварка: оборудование и технология работы
Аргонный метод сварки (система TIG) в основном используется для работы с тонкостенными заготовками толщиной не более 6 мм. По конфигурации выполнения и видам доступного для обслуживания металла эту технологию можно назвать универсальной. Ограничения ...
далее
Сварка полуавтомат в производстве и быту
Сварка полуавтомат представляет собой одну из разновидностей дуговой сварки, где процесс сваривания происходит за счет подаваемой в зону проведения работ электродной проволоки. Полуавтоматическая сварка может проводиться не только в среде защитных газов, но и посредством специальной флюсовой проволоки, без использования активного или инертного газа. Газовая защита при проведении работ требуется от негативного воздействия воздуха на расплавленные и нагретые электродные и основные металлы.
далее
Сварка полуавтомат в производстве и быту
Узнаем как устроен сварочный пост? Требования и оборудование
У каждого специалиста, занимающегося сварочными работами, должно быть рабочее место, именуемое сварочным постом. Его организация зависит от вида работ, размеров деталей и конструкций, которые сварщик изготавливает. Сегодня мы рассмотрим варианты обустройства рабочего места сварщика, поговорим о необходимом оборудовании и требованиях!
далее
Узнаем как устроен сварочный пост? Требования и оборудование
Аргонодуговая сварка, ее типы и характеристики
Описана классификация аргонодуговой сварки, ее технологический процесс. Рассмотрены преимущества аргонодуговой сварки.
далее
Аргонодуговая сварка, ее типы и характеристики
Самодельный полуавтомат сварочный сделать самому своими руками: изготовление устройства, принцип работы, виды и формы
Технология, особенности и принцип действия самодельного сварочного полуавтомата. Преимущества и недостатки применения полуавтоматического оборудования. Виды самодельных полуавтоматов и отличительные характеристики самостоятельного изготовления основных элементов полуавтоматических устройств.
далее
Самодельный полуавтомат сварочный сделать самому своими руками: изготовление устройства, принцип работы, виды и формы
Флюс для сварки: назначение, виды сварки, состав флюса, правила использования, требования ГОСТ, преимущества и недостатки применения
Качество сварного шва определяется не только способностями мастера правильно организовать дугу, но и специальной защитой рабочей зоны от внешних воздействий. Главным врагом на пути к созданию прочного и долговечного металлического соединения является естественная воздушная среда. Изоляцию шва от кислорода обеспечивает флюс для сварки, но не только в этом заключается его задача.
далее
Флюс для сварки: назначение, виды сварки, состав флюса, правила использования, требования ГОСТ, преимущества и недостатки применения