Меню

ГОСТ Р ИСО 14175 2010 Материалы сварочные Газы и газовые смеси для сварки плавлением и родственных процессов

ГОСТ Р ИСО 14175-2010 Материалы сварочные. Газы и газовые смеси для сварки плавлением и родственных процессов

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО
ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ
СТАНДАРТ
РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ

ГОСТ Р ИСО
14175-2010

Материалы сварочные
ГАЗЫ И ГАЗОВЫЕ СМЕСИ
ДЛЯ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ
И РОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ
ISO 14175:2008
Welding consumables — Gases and gas mixtures for fusion welding and allied
processes
(IDT)

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным учреждением «Научно-учебный центр «Сварка и контроль» при МГТУ им. Н.Э. Баумана (ФГУ НУЦСК при МГТУ им. Н.Э. Баумана), Национальным агентством контроля и сварки (НАКС), ООО Аттестационный центр «Сплав» на основе собственного аутентичного перевода на русский язык стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 364 «Сварка и родственные процессы»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 ноября 2010 г. № 607-ст
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 14175:2008 «Материалы сварочные. Газы и газовые смеси для сварки плавлением и родственных процессов» (ISO 14175:2008 «Welding consumables — Gases and gas mixtures for fusion welding and allied processes»)
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра ( замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

1 Область применения
2 Нормативные ссылки
3 Термины и определения
4 Свойства газов
5 Классификация и классификационное обозначение
6 Допустимые отклонения содержания компонентов
7 Чистота и точка росы газов
8 Испытания
9 Повторные испытания
10 Маркировка
Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов ссылочным национальным стандартам Российской Федерации (и действующим в этом качестве межгосударственным стандартам)
Библиография

ГОСТ Р ИСО 14175-2010

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Материалы сварочные
ГАЗЫ И ГАЗОВЫЕ СМЕСИ ДЛЯ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ
И РОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ
Welding consumables. Gases and gas mixtures for fusion welding and allied processes
Дата введения — 2012-01-01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования к классификации газов и газовых смесей, предназначенных для сварки плавлением и родственных процессов, включая следующие способы сварки:
— дуговая сварка вольфрамовым электродом (141);
— дуговая сварка в защитном газе плавящимся электродом (13);
— плазменная сварка (15);
— плазменная резка (83);
— лазерная сварка (52);
— лазерная резка (84);
— дуговая пайкосварка (972).
Примечание — В скобках указаны шифры способов сварки в соответствии с ИСО 4063.
Настоящий стандарт устанавливает классификацию и обозначение защитных газов и газовых смесей, предназначенных для сварки плавлением, в том числе для защиты обратной стороны шва и других вспомогательных целей, в соответствии с их химическими свойствами и металлургическим поведением. Стандарт могут использовать потребители данной продукции в целях правильного выбора по назначению перед выполнением сварочных работ, а также для целей проведения возможных квалификационных процедур.
Чистота газа и допустимые отклонения компонентов от номинального состава заранее (до поставки) оговариваются между поставщиком (производителем) и потребителем.
Газы и газовые смеси могут быть поставлены в жидком и газообразном состоянии, однако для сварки плавлением и родственных процессов газы и газовые смеси всегда используют только в газообразном состоянии.
Настоящий стандарт не распространяется на горючие газы, например ацетилен, природный газ, пропан и т.д., а также на газы, используемые в резонаторных камерах газовых лазеров.
Транспортирование и обращение с газами и транспортировочной тарой следует производить в соответствии с национальными и другими стандартами и правилами.

2 Нормативные ссылки

Следующая нормативная ссылка является обязательной для применения в настоящем стандарте:
ИСО 80000-1:20091) Величины и единицы. Часть 1. Общие положения (ISO 80000-1:2009, Quantities and units — Part 1: General)
____________
1) Взамен ИСО 31-0:1992.
Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 основной газ (base gas): Газ, составляющий большую часть объема газовой смеси, или единственный компонент чистого газа.
3.2 классификация (classification): Обозначение газа или газовой смеси, включающее номер настоящего стандарта и группу индексов (основную группу и подгруппу), идентифицирующих газ или газовую смесь.
Примечание — Группы индексов приведены в 5.1 (см. таблицу 2).
3.3 компонент (component): Составная часть газовой смеси, оказывающая влияние на служебные свойства и характеристики газовой смеси (например, в смеси, содержащей 11 % СО 2 в аргоне, СО 2 считают компонентом, а аргон — основным газом).
3.4 емкость (container): Баллон, сосуд, цистерна или другая тара, используемая для транспортирования и/или хранения однокомпонентных или смешанных газов в газообразном или жидком состоянии.
3.5 классификационное обозначение (designation): Полное обозначение газа или газовой смеси, включающее номер настоящего стандарта и группу индексов (основную группу и подгруппу), идентифицирующих газ или газовую смесь, а также группу индексов, обозначающих все газы, входящие в смесь и объемную долю (в процентах) компонентов, входящих в смесь (например, газовая смесь, содержащая в качестве основного газа Ar, в качестве компонента СО 2 с объемной долей 11 %, имеет следующее классификационное обозначение: ISO 14175-M20-ArC-11).
Примечание — Группы индексов для обозначения компонентов приведены в 5.2.
3.6 примесь (impurity): Вещество с химическим составом, отличным от основного газа и/или компонентов.
3.7 газовая смесь (mixture): Газ, состоящий из основного газа и одного или более компонентов.
3.8 номинальное значение (nominal value): Процентное содержание компонентов газовой смеси, назначаемое производителем или поставщиком и указываемое в классификационном обозначении.
3.9 группа индексов (symbol): Основная группа индексов и подгруппа в газовой смеси (например, М20 — группа индексов для обозначения газовой смеси, содержащей в качестве основного газа Аr, в качестве компонента СO 2 с объемной долей 11 %).
Примечание — Группы индексов приведены в таблице 2 (см. также 5.1).

4 Свойства газов

4.1 Общие положения
Основные физические и химические свойства газов, на которые распространяется настоящий стандарт, указаны в таблице 1.
Таблица 1 — Свойства газов

Плотностьа) (плотность воздуха = 1,293), кг/м 3

Плотность относительно плотности воздухаа)

Точка кипения при 0,101 МПа, °С

Реакционная способность при сварке

Двуокись углерода (углекислый газ)

a) Характеристики газов при температуре 0 °С и давлении 0,101 МПа (1,013 бар).
b) Температура сублимации (температура перехода из твердого состояния в газообразное).
c) Поведение азота варьируется в зависимости от материалов, с которыми он взаимодействует, и области применения газа. Возможность и условия применения азота для сварки определяет потребитель.

4.2 Правила округления результатов испытаний
При определении соответствия контролируемых параметров требованиям настоящего стандарта фактические значения этих параметров округляют в соответствии с методиками, приведенными в ИСО 80000-1:2009 (приложение В, инструкция А). Если измеренные значения получены с помощью оборудования, использующего единицы измерения, отличные от тех, которые применены в настоящем стандарте, то измеренные значения перед округлением необходимо перевести в единицы измерения, приведенные в настоящем стандарте. Если контролируемым параметром является среднее значение, то округление делают только после расчета среднего значения. В случае если стандарты на методы испытаний, упомянутые в нормативных ссылках настоящего стандарта, содержат указания по округлению, которые противоречат настоящему стандарту, следует руководствоваться указаниями, приведенными в соответствующих стандартах на методы испытаний. По числу значащих цифр результаты округления должны соответствовать значениям, приведенным в соответствующих таблицах настоящего стандарта, содержащих данные о классификации.

5 Классификация и классификационное обозначение

5.1 Классификация
5.1.1 Общие положения
Газы и газовые смеси классифицируют посредством указания номера настоящего стандарта и группы индексов, соответствующей конкретному газу или газовой смеси, в соответствии с таблицей 2. Группу индексов подразделяют на основную группу (кроме Z) и подгруппу.
Примечание — Классификация основана на реакционной способности газа или газовой смеси.
5.1.2 Основная группа
Для основных групп используют следующие обозначения:
— I — инертные газы и инертные газовые смеси;
— М1, М2 и М3 — смеси, содержащие кислород и/или двуокись углерода, являющиеся окислителями;
— С — газ и газовые смеси, являющиеся сильными окислителями;
— R — газовые смеси, являющиеся восстановителями;
— N — малоактивный газ (азот) или газовые смеси, являющиеся восстановителями, содержащие азот;
— О — кислород;
— Z — газовые смеси, содержащие компоненты, не указанные в таблице 2, или имеющие химический состав, выходящий за пределы диапазонов, указанных в таблице 2.
5.1.3 Подгруппа
Деление на подгруппы производят с учетом процентного содержания основного газа и/или компонентов, влияющих на химическую активность газа или газовой смеси (см. таблицу 2). Значения, указанные в таблице 2, являются номинальными.
5.1.4 Примеры классификации
Пример 1 — Газовая смесь, содержащая в качестве основного газа Ar, в качестве компонентов 6 % СO 2 и 4 % O 2.
Классификация: ISO 14175— M25.
Пример 2 — Газовая смесь, содержащая в качестве основного газа Ar, в качестве компонента 30 % Не.
Классификация: ISO 14175— I3.
Пример 3 — Газовая смесь, содержащая в качестве основного газа Ar, в качестве компонента 5 % Н 2.
Классификация: ISO 14175— R1.
Пример 4 — Газовая смесь, содержащая в качестве основного газа Ar, в качестве компонента 0, 05 % O 2.
Классификация: ISO 14175— Z.
5.2 Классификационное обозначение
5.2.1 Общие положения
Классификационное обозначение газов и газовых смесей включает классификацию (см. 5.1) и дополняется группами индексов, обозначающих газы, входящие в смесь и объемную долю компонентов (в процентах), входящих в газовую смесь.
В настоящем стандарте использованы следующие обозначения газов:
— Ar — аргон;
— С — двуокись углерода;
— Н — водород;
— N — азот;
— О — кислород;
— Не — гелий.
Группа индексов, обозначающих газы, строится таким образом, что после обозначения основного газа указывают компоненты в убывающем по процентному соотношению порядке, и соответственно строится группа индексов, обозначающих объемную долю компонентов (в процентах), входящих в газовую смесь. Группы индексов разделяются между собой через тире.
5.2.2 Примеры классификационного обозначения
Пример 1 — Газовая смесь, содержащая в качестве основного газа Ar, в качестве компонентов 6 % СO 2 и 4 % O 2.
Классификация: ISO 14175— M25.
Классификационное обозначение: ISO 14175— M25— ArCO— 6/4.
Пример 2 — Газовая смесь, содержащая в качестве основного газа Ar, в качестве компонента 30 % Не.
Классификация: ISO 14175— I3.
Классификационное обозначение: ISO 14175— I3— ArНе— 30.
Пример 3 — Газовая смесь, содержащая в качестве основного газа Ar, в качестве компонента 5 % Н 2.
Классификация: ISO 14175— R1.
Классификационное обозначение: ISO 14175— R1— ArН— 5.
Пример 4 — Газовая смесь, содержащая в качестве основного газа Не, в качестве компонентов 7, 5 % Ar и 2, 5 % СO 2.
Классификация: ISO 14175— M12.
Классификационное обозначение: ISO 14175— M12— НеArС— 7, 5/2, 5.
Для обозначения газовых смесей, содержащих компоненты, выходящие за пределы диапазонов, указанных в таблице 2, в основной группе индексов, идентифицирующих газ или газовую смесь, используют обозначение Z, которое указывают перед группами индексов, обозначающих газы, входящие в смесь и объемную долю компонентов (в процентах), входящих в газовую смесь. Группы индексов разделяются между собой через тире.
Пример 5 — Газовая смесь, содержащая в качестве основного газа Ar, в качестве компонента 0, 05 % O 2.
Классификация: ISO 14175— Z.
Классификационное обозначение: ISO 14175— Z— ArO— 0, 05.
Для обозначения газовых смесей, содержащих компоненты, не указанные в таблице 2, в основной группе индексов, идентифицирующих газ или газовую смесь, также используют обозначение Z, которое указывают перед группами индексов, обозначающих газы, входящие в смесь и объемную долю компонентов (в процентах), входящих в газовую смесь. При этом перед компонентом, который не указан в таблице, ставят знак «+», затем приводят объемные доли компонентов (в процентах), входящих в газовую смесь. Группы индексов разделяются между собой тире.
Пример 6 — Газовая смесь, содержащая в качестве основного газа Ar, в качестве компонента 0, 05 % Хе ( ксенон).
Классификация: ISO 14175— Z.
Классификационное обозначение: ISO 14175-Z-Ar+Хе-0,05.
Таблица 2 — Группы индексов, входящие в классификацию газов, предназначенных для сварки плавлением и других родственных процессов

Читайте также:  Показатели калорийности продуктов таблица

Номинальные значения объемных долей основного газа и компонентов, %

Источник

Назначение и применение газа для сварки

  • 06 января
  • 1620 просмотров
  • комментариев
  • 38 рейтинг

Сегодня трудно представить монтажные работы без сварочных операций, использующих специальный газ для сварки в смеси с кислородом.

Схема аргонной сварки

Схема аргонной сварки.

Благодаря этому получается пламя очень высокой температуры горения, достаточной для надежного скрепления различных деталей и конструкций. Каждый из газов, которые используют в сварочных операциях, обладает своими свойствами и назначением, о которых пойдет речь ниже.

Газовая смесь как источник тепла для сварки

Газовой сваркой называют такой вид сварочных операций, при котором в зоне соединения металлических заготовок расплавление производится за счет воздействия на сварочную ванну пламени, возникающего при окислении тех или иных газов.

Таблица физических свойств газов для сварки

Таблица физических свойств газов для сварки.

Таким образом, источником горения является соответствующий газ. В частности, горючими газами может выступать ацетилен, природный и нефтяной газы, водород, бензиновые и керосиновые пары, некоторые другие газы. Как правило, для максимальной эффективности работ формируются газовые смеси для сварки.

В практике газосварочных работ наибольшее распространение получила ацетилено-кислородная смесь, которая обеспечивает самую высокую температуру сварочного пламени.

В сравнении с электродуговой сваркой, газосварка имеет свои преимущества. Она более проста, не требует сложного оборудования и источников электроэнергии. В то же время газосварка менее производительна, чем электродуговая технология, газ нагревает зону больше, чем нужно, для качественного сваривания и не обеспечивает такой прочности свариваемой конструкции, как электросварка. Чаще всего газом пользуются для обработки тонколистовых металлических изделий, чугунных деталей, изделий из меди, алюминия, латуни и ряда других металлов.

Сварка в газовой среде: какой должна быть смесь?

На эффективность сварочного процесса влияет состояние катализатора смеси, в роли которого выступает кислород. От степени его чистоты зависит скорость выполнения работ и качество соединительного шва.

Чтобы получить интенсивное и максимально жаркое пламя горелки, необходимо применение технически чистого кислорода.

Влияние компонентов газа на характеристики сварочного процесса

Влияние компонентов газа на характеристики сварочного процесса.

Приток именно такого кислорода в пламя придает последнему отличные окислительные и восстановительные характеристики.

Между тем, использование чистого кислорода некоторым образом усложняет процесс. В частности, смешение чистого кислорода с некоторыми горючими газами делает их особенно взрывоопасными, так как они сгорают слишком быстро. Кроме того, работа с чистым кислородом требует, чтобы он хранился в специальных баллонах, что создает дополнительные неудобства.

Альтернативой такому способу является способ использования неочищенного (атмосферного) кислорода. Он более взрыво- и пожаробезопасен, но сварочные операции с его применением менее эффективны. Так как в окружающем воздухе кислород занимает не более 20% объема, смесь атмосферных газов не может обеспечить очень высокую температуру горения. По этой причине процедура сварки значительно замедляется.

Кислород – обязательный компонент газовой сварки

Для газосварочных работ кислород выделяют из окружающего воздуха, сильно охлаждая газовую смесь. Иногда чистый катализатор получают методом электролиза из обыкновенной воды.

Технический кислород, предназначенный для газовой сварки, в соответствии с государственным стандартом делится на 3 сорта:

  • I сорт – содержание чистого кислорода не менее 99,7%;
  • II сорт – не менее 99,5%;
  • III сорт – не менее 99,2%.

Классификация основных видов сварки

Классификация основных видов сварки.

Остальную очень незначительную часть объема технического кислорода составляет аргон, азот, водяные пары.

При работе с техническим кислородом необходимо всегда помнить о его основных свойствах, располагающих к активному горению.

В частности, сжатый кислород следует ограждать от соприкосновения с различными жирами и маслами, которые в этом случае способны самовозгораться или вызвать взрыв. Особую пожарную опасность представляют собой горючие пористые материалы вроде угля, сажи, ваты, войлока и некоторых других.

Будучи по какой-то причине пропитанными жидким кислородом, они становятся настоящей опасной взрывчаткой.

Горючие газы и их использование в сварочных работах

В перечень горючих газов, применяемых в промышленной газосварке, входит несколько наименований. Газосварщики могут работать с ацетиленом, пропаном, бутаном, водородом, керосином, бензолом, бензином, а также с их смесями.

Но самым распространенным и практичным в этой роли признан ацетилен – газообразное соединение углерода и водорода (С2Н2). Соединяясь с кислородом, он дает оптимально высокую для сварочного процесса температуру горения – 3100-3200°С.

Температура горения горючих газов

Температура горения горючих газов.

Указанный горючий газ для сварки бесцветен, однако отличается очень резким, хорошо узнаваемым запахом. Каждому работнику, имеющему дело с ацетиленом, необходимо помнить, что технический ацетилен при продолжительном вдыхании может вызвать головокружения и даже опасные отравления.

Следует также иметь в виду, что ацетилен сам по себе взрывоопасен при ускоренном нагревании до 450°С и при атмосферном давлении, превышающем показатель в 1,5 кгс/см 2 , если его концентрация в воздушной смеси составляет от 2,2% до 93%.

Наряду с ацетиленом, в сварочном деле применяются и его заменители. Такими веществами могут быть как некоторые другие газы, так и ряд жидкостей. В частности, природный газ или пропан-бутан могут применяться при сварочной обработке тонких стальных листов.

Использование защитных газов для большего эффекта сварки

При выполнении работ на электродуговой сварке нередко в качестве дополнительного подспорья применяются так называемые защитные газы. В их число входят как активные газы (например, углекислый газ, азот, водород), так и инертные газы (аргон, гелий).

Расчет расхода защитного газа при сварке

Расчет расхода защитного газа при сварке.

Назначение защитных газообразных веществ – создавать оптимальную физическую среду в сварочной ванне. Благодаря этим газам расплав получается качественным, равномерным. При этом сам сварочный процесс существенно ускоряется, а соединительный шов выходит прочным и с необходимыми технологическими параметрами.

Процесс сварки в газовой защитной среде выглядит довольно просто. С помощью специального сопла газовой горелки под заданным давлением к месту действия сварочной дуги направляется смесь газов, из которой образуется защитная среда. Как правило, для создания данной газовой среды (при выборе сварки полуавтоматом) смешивают какой-либо инертный газ и углекислый газ.

Метод сварочных работ, при котором используется защитный газ для сварки, в настоящее время широко применяется как в промышленности, так и в домашних условиях. Для качественной и безопасной работы следует особое внимание обратить на выбор соответствующего надежного оборудования. Отметим, что, видя спрос на такие устройства, многие ведущие фирмы освоили производство высококачественных полуавтоматов (можно, например, вспомнить в связи с этим популярную марку электро- и газосварочного оборудования МПТК).

Некоторые особенности использования газовых смесей для сварки

Для того чтобы добиться заданных характеристик сварочного шва и соединения разных заготовок, уменьшить разбрызгиваемость расплавленного металла, сварщики активно применяют различные сочетания нескольких газов в одной смеси. Свойства смеси всегда зависят от процентного соотношения составляющих ее веществ.

Главным требованием к газовым смесям является ограниченное содержание в них вредных компонентов и примесей. К таковым относится водород, азот и некоторые другие вещества. Их избыток ведет к ухудшению качества шва.

В частности, при перенасыщенности смеси водородом во время сварки формируется пористая структура свариваемого металла. Происходит это в момент остывания (ниже 200°С) и кристаллизации металлического расплава. К пористости и уменьшению пластичности материала приводит и применение смеси с избытком азота в ней.

Отрицательно воздействуют на свариваемый металл и водяные пары, содержащиеся в газовой смеси. Дело в том, что из-за высокой температуры вода разделяется на водород и кислород. Водород, как уже было отмечено, сразу же вступает в реакцию с металлом и делает его пористым.

Как можно заметить, от газов и их смесей, от правильности их составления во многом зависит качественный результат всей сварочной операции.

Источник



Газы для газовой сварки и резки металлов. Газовые смеси для сварки

В качестве горючих газов для газовой сварки применяют ацетилен, водород, природный газ и другие. Также применяются газовые смеси для сварки, такие как нефтяной газ, пропанобутановая газовая смесь, пиролизный газ. Кроме того, для газовой сварки используют пары горючих жидкостей — бензина и керосина.

В таблице представлены наиболее распространенные газы и газовые смеси для газовой сварки и газовой резки, указаны их основные свойства и область применения:

Выбор того, или иного газа для сварки зависит не только от температуры пламени, но и от количества теплоты (теплотворной способности), которое получается при его сгорании. Коэффициент замены ацетилена, указанный в таблице, это отношение расхода газа-заменителя к расходу ацетилена при одинаковой эффективной тепловой мощности. Данный коэффициент необходим, если потребуется заменить ацетилен другим горючим газом.

Читайте также:  Таблица с байтами битами мегабайтами

Ацетилен для газовой сварки

Ацетилен — один из самых распространённых газов, применяемых для газовой сварки. Наибольшее распространение ацетилен получил из-за того, что ацетиленокислородное газовое пламя имеет наибольшую температуру, по сравнению с другими горючими газами и газовыми смесями (см. таблицу выше).

Ацетилен образуется при взаимодействии карбида кальция CaC2 с водой. Карбид кальция способен поглощать влагу из атмосферы и разлагаться под её воздействием. Поэтому, его хранят в герметичных барабанах из кровельной стали. Вместимость таких барабанов составляет 100-130кг. Получают карбид кальция при сплавлении в электропечах кокса и обожжённой извести:

CaO + 3C = CaС2 + CO

Ацетилен С2Н2 представляет собой химическое соединение углерода с водородом. Для получения ацетилена используют ацетиленовые генераторы, в которые загружают карбид и воду. Химическое взаимодействие карбида кальция и воды протекает интенсивно, с большим выделением теплоты Q:

Из 1кг карбида кальция можно получить до 300л ацетилена. При нормальных условиях ацетилен бесцветен и обладает резким специфическим запахом. Ацетилен легче воздуха, его плотность составляет 1,09кг/м3.

Ацетилен взрывоопасен, если он находится в смеси с воздухом и его концентрация составляет 2,2-81% по объёму. В смеси с кислородом ацетилен взрывоопасен, при его концентрации 2,8-93% по объёму. Наиболее взрывоопасны ацетиленокислородные смеси, содержащие 7-13% ацетилена.

При растворении в жидкости взрывоопасность ацетилена существенно снижается. На практике ацетилен растворяют в ацетоне, 1л которого способен растворить до 20л ацетилена. Об этом мы говорили в статье: «Газовые баллоны для сварки. Газосварочные баллоны».

Кроме карбида кальция, источниками ацетилена являются природный газ, нефть и уголь. Полученный из природного газа, ацетилен называется пиролизным.

Водород для газовой сварки

Водород представляет собой бесцветный газ, не имеющий запаха. При смешивании с кислородом или воздухом образует «гремучий газ», который является взрывоопасным. Поэтому, в случае применения водорода для сварки металлов, необходимо строго придерживаться правил безопасности при его хранении, транспортировании и использовании.

Водород хранят и транспортируют в стальных газосварочных баллонах при давлении, не превышающем 15МПа. Получить его можно, разлагая воду на водород и кислород при помощи электролиза. Также водород синтезируют в специальных водородных генераторах путём химической реакции серной кислоты H2SO4 и цинка, либо железной стружки. При этом образуются сульфаты цинка или железа, а освободившийся водород скапливается внутри генератора.

Коксовый газ для сварки

Коксовый газ представляет собой бесцветную смесь горючих газов с резким запахом сероводорода. Получают коксовый газ в процессе выработки кокса из каменного угля. В состав коксового газа входят водород, метан и другие углеводороды. Транспортировка этого газа происходит по трубопроводам.

Городской газ и природный газ для сварки

Городской газ состоит из нескольких газов: метан 70-95%, водорода, объёмная доля которого может достигать 25%, тяжёлых углеводородов с их объёмной долей до 1%, азота 3% и углекислого газа до 1%. Транспортирование городского газа происходит по трубопроводам под давлением 0,3МПа.

Природный газ добывается из газовых месторождений. Его основой является метан СН4, содержание которого в природном газа составляет 93-99%.

Нефтяной газ, природный газ и пропанобутановая смесь для газовой сварки

Пиролизный газ представляет собой смесь горючих газов, образующихся при распаде нефти, мазута и других нефтепродуктов при воздействии на них высоких температур. В состав пиролизного газа входят сернистые соединения, которые вызывают коррозию мундштуков в газовых сварочных горелках. Поэтому, перед применением этот газ проходит тщательную очистку.

Нефтяной газ — является побочным продуктом нефтеперерабатывающих предприятий. Он используется, в основном, для резки и сварки металлов малой толщины и для сварки цветных металлов.

Пропанобутановые смеси являются бесцветными смесями, не имеющими запаха. Состоят они из пропана С3Н8 и бутана С4Н10. Эта смесь обладает наибольшей теплотворной способностью, т.е., при её сгорании выделяется наибольшее количество теплоты.

Бензин и керосин для газовой сварки

Бензин и керосин являются продуктами переработки нефти. Они представляют собой бесцветные жидкости со специфическим запахом и легко испаряются. Применяют их при газопламенной обработке, подавая их в виде паров. Для этого в сварочных резаках или горелках предусматривают специальные испарители, которые преобразуют бензин и керосин из жидкого состояния в парообразное. Испарители нагреваются от вспомогательного пламени или при помощи электричества.

Кислород для газовой сварки

Кислород для газовой сварки необходим, чтобы обеспечить сгорание горючих газов или паров горючей жидкости. Кислород несколько тяжелее воздуха и его плотность составляет 1,33кг/м3. Кислород очень активен химически и он поддерживает горение газов при газовой сварке, образовывая, при этом, большое количество теплоты.

Кислород хранят и транспортируют в кислородных газовых баллонах под давлением 15МПа. Баллон объёмом 40л способен под давлением 15МПа хранить до 6м3 кислорода. Кроме газовых баллонов, кислород может поставляться к месту сварки в жидком состоянии в специальных ёмкостях.

Для переходя жидкого кислорода в газообразный, применяют газификаторы и насосы с испарителями для жидкого кислорода. К сварочным постам для газовой сварки кислород подаётся по газопроводу. Транспортировка кислорода в газообразном состоянии позволяет уменьшить объём транспортировочной тары, приблизительно, в 10 раз, т.к. из 1л жидкого кислорода, при нормальных условиях, получается 860л газообразного кислорода.

Согласно ГОСТ 5583, для газокислородной сварки и резки металлов применяют технический кислород, который бывает трёх сортов. Первый сорт имеет чистоту 99,7% кислорода. Второй сорт с чистотой 99,5 кислорода. Третий сорт содержит не менее 99,2% кислорода по объёму.

Чистота кислорода имеет большое значение для газовой сварки и резки металлов. При снижении чистоты кислорода на 1%, качество сварки снижается и увеличивается расход кислорода, приблизительно на 1,5%.

Источник

Дуговая сварка в среде защитных газов

Актуальность вопроса

Защитный газ предотвращает попадание из воздуха в сварочную ванну водорода, кислорода, иных вредных веществ, которые ухудшают качество шва. В некоторых случаях, газ выводит подобные элементы из сварочной ванны.

Предприятиям газ поставляется кислородными цехами заводов, домашний сварщик может купить его баллон в торговой сети. Например, 10-литровый баллон углекислоты стоит немногим более 500 рублей, однако израсходовав запас газа, емкость можно заполнить новой порцией двуокиси.

Каждый сварщик старается увеличить продолжительность работы баллона с регулируемой газовой средой, и просто уменьшить его расход обычным зажатием вентиля не получится.

Любая сварка, дома или на производстве, стремиться не только к сокращению расхода углекислоты, но и повышению качества соединяемых деталей, что у новичка часто происходит обратно пропорционально.

Однако выход CO 2 — двуокиси углерода, при работе полуавтоматической сваркой можно предварительно просчитать, чтобы не бежать в магазин за новым баллоном перед самым окончанием трудового дня.

Разновидности газов

Дуговая сварка в среде защитных газов производится в разных средах. Они могут быть активными или инертными. К последним относятся такие вещества как Ar, He и прочее. Они не растворяются в железе, не вступают с ним в реакцию.

Инертные газы применяют для сварки алюминия, титана и прочих популярных материалов. Дуговая сварка в защитном газе неплавящимся электродом применяется для стали, которая плохо поддается плавлению.

Активные газы также применяются в ходе проведения подобных работ. Но в этом случае чаще используют дешевые разновидности, например, азот, водород, кислород. Одним из самых популярных веществ, которые применяются в ходе сварки, является двуокись углерода. По цене это самый выгодный вариант.

Особенности газов, чаще всего применяемых в ходе процесса сварки, следующие:

  • Аргон не воспламеняется, а также не взрывоопасен. Он обеспечивает качественную защиту сварного шва от неблагоприятных внешних воздействий.
  • Гелий поставляется в баллонах с повышенной устойчивостью к давлению, которое здесь достигает 150 атм. Сжижается газ при очень низкой температуре, достигающей -269ºС.
  • Двуокись углерода является неядовитым газом, который не имеет запаха и цвета. Это вещество добывают из дымовых газов. Для этого применяется специальное оборудование.
  • Кислород является веществом, которое способствует горению. Его получают при помощи охлаждения из атмосферы.
  • Водород при контакте с воздухом становится взрывоопасным. При обращении с таким веществом важно соблюдать все требования безопасности. Газ не обладает цветом и запахом, помогает процессам воспламенения.

Факторы расхода

Наиболее значимыми условиями расхода сварочной смеси — контролируемой атмосферы, является следующие медиаторы:

  1. Тип и толщина соединяемого металла.
  2. Диаметр сварочного прута.
  3. Сила тока сварочного аппарата.

Учитывая каждый из приведенных факторов, можно вывести расход защитной среды. Приведенные ниже данные обусловливают количество выхода сварочной смеси при работе полуавтоматом с учетом диаметра проволоки и силы тока:

  • проволока 0,8-1,0 мм, сила тока аппарата 60-160 амп. — 8 литров газа в минуту;
  • 1,2 мм, 100-200 A — 9,5-12 л/мин.;
  • 1,4 миллиметра, 120-320 апм. — 12-15 л;
  • 1,6 мм, 240-380 — от 15 до 18 литров;
  • 2,0 мм, 280-450 A — до 20 л/мин.

От чего зависит потребление защитного газа

Основными показателями во время сварки, которые влияют на расход сварочных смесей, являются:

  1. Сила тока;
  2. Диаметр используемой проволоки;
  3. толщина свариваемого металла.

Многие производители указывают эти значения в паспортных данных на конкретный защитный газ, что значительно упрощает расчет.

Например, среднее потребление аргоновой смеси, применяемой при сварке методом TIG с током 100 А, будет равняться 6 л/мин. При увеличении силы тока до 300 А, расход увеличится до 10 л/мин.

Таблица влияния силы тока, напряжения дуги, скорости сварки на размер и форму шва

Такая же тенденция наблюдается и при методе MIG – увеличение диаметра проволоки с 1 мм до 1,6 мм приводит к увеличению потребления газа с 9 л/мин до 18 л/мин.

Диаметр проволоки также имеет важное значение

Большое влияние оказывают условия, в которых происходят сварочные работы. На открытом пространстве, или при наличии сквозняков, расход будет увеличиваться, поскольку для создания оптимальной защиты металла от влияния посторонних факторов потребуется больше защитного газа. В этом случае заправка баллонов будет осуществляться чаще, чем при работе в закрытом помещении. Кстати, обо всех нюансах наполнения газовых баллонов читайте в статье: заправка газовой смесью: как это делается.

Расход углекислоты

Чтобы не быть голословным в оценке выхода диоксида углерода для производственной нужды, следует привести конкретный пример. Стандартная газовая емкость — 40-литровый баллон, содержит 24 кг чистого диоксида углерода, который на выходе образует 12 кубометров защитной среды.

Используя присадочную нить диаметром 1,0 мм, установили наименьшую силу тока — 100 A. Если ссылаться на данные справочников, беспрерывный режим подобный сварки продлиться ровно одни сутки — 24 час.

Однако рабочие смены с такой продолжительностью работы почти не встречаются, возьмем обычную смену — 8 час. Разделив объем газа на один рабочий день, получим 8 л контролируемой атмосферы.

Читайте также:  Масштабирование поворот и сдвиг растра методом суперсемплинга

Справочник указывает, что 1 кг наплавки потребует 1100 г углерода и 1300 — присадочного материала. Путем несложных вычислений можно прийти к следующему выводу: 1200 г присадки возьмут из баллона 1000 г газа.

Исходя их этого, можно констатировать, что 40- литровой газовой емкости хватит на плавку почти 29 кг сварочного материала.

Разумеется, это примерные сведения, однако они часто совпадают с фактическими данными. Для сварщиков-новичков приводится таблица расхода углекислоты, в зависимости от диаметра нити и показателя силы тока.

Расчет расхода защитного газа при сварке

Сущность сварки в среде защитных газов состоит в том, что дуга горит в среде защитного газа, оттесняющего воздух из зоны сварки и защищающего наплавленный металл от кислорода и азота воздуха. В настоящее время широко применяется сварка в среде углекислого газа и смеси газов аргон и СО2
. Они применяются при изготовлении изделий из углеродистых, легированных конструкционных сталей и в ряде случаев при изготовлении конструкций из перлитных теплоустойчивых и высоколегированных сталей.
Аргон
является инертным газом, что препятствует окислению металла шва и попадания в зону сварки иных газов из воздуха. Особенностью сварки в
углекислом газе
является сравнительно сильное выгорание элементов, обладающих большим сродством к кислороду (С, Al, Ti, Si, Mn и др.). Окисление происходит за счет как углекислого газа, так и атомарного кислорода, который образуется при диссоциации СО2 под действием температуры дуги. Основные физические свойства газов, а так же технические характеристики газа в баллонах представлены в таблице 1.

1. Методы расчета используемого защитного газа для сварки или наплавки зависят от вида производства (серийное, одиночное, массовое) и номенклатуры. При производстве металлоемких конструкций на мелкосерийном производстве при составлении производственной и конструкторской спецификаций на материалы, для расчета расхода газа на изделие применима следующая формула:

где Nп — норма расхода проволоки на изделие, определяемая в кг; Rг — коэффициент, учитывающий затраты защитного газа на 1кг расходуемой проволоки, кг/кг. Для укрупненных расчетов Rг можно брать равным 1,15. При изготовлении на предприятиях опытных образцов или установочных серий изделий нормативы расхода сварочных материалов рекомендуется применять с коэффициентом 1,3.

2. Применяется метод расчета расхода защитного газа Нг в литрах или кубических метрах на 1 м шва определяется в основном для серийного производства однотипных деталей или для малого производства по следующей формуле:

Нг = (Нуг х Т + Ндг)

где Нг — удельный расход защитного газа, приведенный в табл. 2, м3/с (л/мин); Т — основное время сварки n-го прохода, с (мин); Ндг — дополнительный расход защитного газа на выполнение подготовительно-заключительных операций при сварке n-го прохода, м3 (л); n — количество проходов, n = 1, 2, 3, . n (величина сечения каждого прохода для сварки стыковых соединений проволоками диаметром 1,4. 1,6 мм не должна превышать 30. 40 мм2, а диаметром 2 мм — 40. 60 мм2). Определяя расход углекислого газа в килограммах, необходимо иметь в виду, что при испарении 1 кг жидкой углекислоты его образуется 0,509 м3, или 509 л. Дополнительный расход защитного газа Ндг в литрах или кубических метрах на каждый проход рассчитывается по формуле:

где Тпз — время на подготовительно-заключительные операции (продувку горелки до сварки, настройку режимов сварки, обдув места сварки по окончании процесса), с (мин). Последний метод расчета является более экономичным и прогрессивным. Для контроля расхода газа на баллоны необходимо устанавливать расходомеры и редуктора.

Расход газа для цветных металлов при аргонодуговой сварке немного отличается от расхода для конструкционных сталей и зачастую больше в 1,5 и 2 раза.

– при сварке алюминия расход аргона 15 -20 литров в минуту, – при сварке меди расход газа составляет 10 -12 литров в минуту, – при сварке магниевых сплавов расход аргона 12 -14 литров в минуту, – при сварке никелевых сплавов расход аргона 10 -12 литров в минуту, – при сварке титана и его сплавов расход аргона 35 – 50 литров в минуту,

Формула расчета

Показатели расхода для сварочной смеси при сварке с полуавтоматом можно выполнить с помощью следующей формулы:

  • P = Py * T;
  • Py – показатели удельного расхода газа, о которых заявил производитель;
  • T – количество основного времени, необходимое, чтобы сварить один проход.

В приведенной ниже таблице указаны нормы потребления газа, на которые оказывают влияние такие показатели: какая в диаметре проволока и какие средние показатели имеет силы тока.

Так как 40-литровый баллон содержит сварочную смесь в количестве 6 000 литров, нетрудно произвести вычисления, сколько времени можно пользоваться одним резервуаром, если процесс сварки происходит непрерывно.

К примеру, расход CO2 при полуавтоматической сварке, когда используется проволока 1 мм в диаметре, составляет от 10 до 11 часов при условии, что процесс происходит непрерывно.

Показатели таких расчетов довольно грубые, ведь здесь не учитывают, сколько газа потребляется при выполнении подготовительных и финишных операций за один проход. Это поможет в определении приблизительной картины. Если потребуются более точные показания, для их проведения может потребоваться расходомер.

Оптимальный расход углекислоты при сварке полуавтоматом

Сейчас и на маленьких, и на крупных производствах можно все чаще встретить баллоны с защитным газом. Использование защитного газа при сварке улучшает качество сварного соединения, ускоряет работу и не позволяет кислороду проникать в сварочную зону. Кроме того, баллон с газом стоит недорого и специально для домашней сварки производители выпускают компактные баллоны, которые легко помещаются в багажник машины.

Если вы домашний сварщик, то просто приобретаете компактный баллон в магазине и пользуетесь, не беспокоясь о расходе. Если газ закончится, то можно быстро докупить еще один баллон. А что делать, если вы сварщик на производстве и к вам предъявляют довольно жесткие требования по расходу газа? Как подобрать объем так, чтобы газа точно хватило на весь сварочный процесс? В этой статье мы постарались кратко рассказать вам, как вычислить оптимальный расход углекислоты при сварке полуавтоматом.

Источник

Разновидности газовых смесей для сварки полуавтоматом. Классификация, различия и области применения

Выбор необходимой смеси будет зависеть от вида свариваемых материалов.

Какие газовые смеси используются для сварки полуавтоматом

Полуавтоматом чаще всего работают:

  • со стальными сплавами, чугуном;
  • с легированными сталями – нержавейка, разные виды жаропрочных;
  • с цветными металлами – алюминием, медьсодержащими: латунь, бронза.

Работа с другими материалами затруднена тем, что нет соответствующей присадочной проволоки, поставляемой в стандартных катушках. Создают смеси в соответствии с ТУ 2114-002-45905715-2011.

В качестве составных газов применяют:

  • аргон – ГОСТ 10157-79 (высшие сорта);
  • азот – ГОСТ 9293-74 (особой чистоты 1 сорта);
  • двуокись углерода – ГОСТ 8050-85 (высшие сорта);
  • кислород – ГОСТ 5583-78 (технический, первые сорта);
  • гелий – ТУ 0271-135-31323949- 2005 (марка “А”);
  • водород – ГОСТ Р 51673-2000 (первые сорта).

Допускается использование готовых смесей, однако, содержание компонентов в полученной смеси должно соответствовать техническим регламентам.

Краткое описание газов, применяемых при создании смесей

Аргон – бесцветный газ без запаха и вкуса, негорюч и нетоксичен. Однако любая смесь Ar с иными газами может вытеснить кислород из помещения, что способно привести к удушью работников, если доля кислорода упадёт ниже 19% от общего объема. Аргон тяжелее воздушной смеси и способен скапливаться в плохо проветриваемых помещениях у пола.

Азот – газ бесцветный и негорючий. Без запаха и вкуса, нетоксичен. Однако скопление газообразной смеси азота может вызвать кислородную недостаточность и даже удушье при уменьшении концентрации кислорода менее 19% от объёма.

Углекислота – газ без цвета, не воспламеняется и нетоксичен, отличается специфическим кисловатым вкусом. Максимально допустимая концентрация соединения в воздухе рабочей зоны 9 г/м3 (что равно 0,5% объёма). Если концентрация становится больше 5%, то двуокись углерода может оказать вредное влияние на физическое состояние работников. Углекислота в полтора раза тяжелее воздушной смеси и способна скапливаться в непроветриваемых помещениях у пола, в ямах. При снижении концентрации кислорода в воздухе ниже 19% наступает кислородное голодание, удушье.

Гелий – бесцветный газ, не имеет вкуса и запаха, нетоксичен и негорюч, легче смеси воздуха, поэтому накапливается вверху цехов.

Кислород – бесцветный негорючий газ без запаха и вкуса, хотя сам не является токсичным и взрывоопасным, однако, будучи сильным окислителем, значительно повышает предрасположенность иных материалов к горению. Если кислород накапливается в воздухе цехов, это может стать причиной возникновения возгораний и впоследствии – пожаров. Важно, что объемная доля газа в рабочих (производственных) зонах не должна быть более 23%.

Аргон, углекислота и кислород

Углекислый газ (5-20%) и аргон (80-95%) используют для создания неразъёмных соединений из сталей: конструкционных легированных и углеродистых. Плюсы: перенос осуществляется струйно или капельно. Дуга при этом горит стабильно. Если применять смесь с добавлением кислорода (2%), уменьшив содержание углекислого газа до 6%, то сварщику будет легче справиться с тонкими сплавами.

Аргон и гелий

Сочетание гелия (70%) и аргона (30%) позволит работать с любыми толстыми сплавами:

При этом увеличится скорость сварки за счёт исключения операции по предварительному подогреву деталей. Количество дефектов – пористость швов, трещины – будет сведено к минимуму.

Минусом следует считать высокую стоимость таких смесей из-за высокого содержания редкого гелия. Поэтому используют подобные пропорции при сварке особо ответственных конструкций – при создании изделий для космоса или ВПК.

Аргон плюс гелий (по 50%) – смесь считается универсальной инертной. Благодаря этому, можно работать с большинством сплавов – как с цветными, так и чёрными. Состав из 70% аргона и 30% гелия по сравнению с чистым аргоном лучше охлаждает зону сварки, применяется для соединения деталей средней толщины, если нужно получение швов с минимумом дефектов. Смесь из 60% аргона, 38% гелия и 2% углекислоты используют для сварки легированных и конструкционных углеродистых сплавов. Дуга при этом получается стабильной, уменьшается количество брызг.

Аргон и водород

Применяют на производстве при работе с аустенитными (жаропрочными) сплавами. Смесь позволяет улучшить характеристики полученного шва, добиться большей эластичности. Часто применяют при работе во время создания космической и авиатехники. Процент содержания химических элементов зависит от марки сталей.

От чего зависит расход газа при сварке

Установку силы обдува сварочной ванны следует устанавливать, учитывая:

  • тип материала – определяется опытным путём;
  • толщину заготовок – для работы с толстыми понадобится больше газа;
  • диаметр электрода (проволоки).

Также придётся принять во внимание условия в цехе или на площадке. При наличии сквозняков, открытого ветра следует либо защищать рабочее место ширмами, либо увеличивать расход газовой смеси.

Источник

Adblock
detector