Системы поддува газа

Система поддува газа (защитного газа) в сварке – это критически важная технология, обеспечивающая создание контролируемой атмосферы в зоне сварки. Она предотвращает нежелательные реакции между расплавленным металлом и окружающим воздухом, что позволяет получить высококачественные, прочные и надежные сварные соединения. Рассмотрим ее устройство и принцип работы подробнее.

Необходимость использования защитного газа в сварке

Атмосферный воздух содержит кислород, азот, водяные пары и другие элементы, которые активно вступают в химические реакции с расплавленным металлом при высоких температурах, характерных для сварки. Эти реакции приводят к:

• Окислению: Образованию оксидных пленок на поверхности металла, что ухудшает механические свойства шва, снижает его прочность и коррозионную стойкость.
• Пористости: Образованию пор в сварном шве из-за растворения газов в расплавленном металле, что ослабляет структуру шва.
• Растрескиванию: Образованию микротрещин и макротрещин в шве из-за неравномерного охлаждения и внутренних напряжений.
• Загрязнению: Попаданию нежелательных примесей в шов, ухудшающих его свойства.

Для предотвращения этих негативных явлений используется система поддува газа, которая изолирует зону сварки от вредного воздействия атмосферы.

Компоненты системы поддува газа

 Источник газа

• Газовые баллоны: Самый распространенный способ хранения газов. Баллоны изготавливаются из высокопрочной стали и содержат газ под высоким давлением (до 200 атмосфер).
• Криогенные емкости: Используются для хранения больших объемов газов в жидком состоянии при очень низких температурах. Экономически выгодны для крупных производств.
• Генераторы газов: Производят газ непосредственно на месте использования. Например, генераторы азота, которые извлекают азот из атмосферного воздуха.

Редуктор давления

• Снижает высокое давление газа из баллона или криогенной емкости до рабочего давления, необходимого для сварки. Поддерживает стабильное давление газа, несмотря на изменение давления в баллоне.

Расходомер (ротаметр или электронный расходомер)

• Измеряет и показывает расход газа, который подается в зону сварки. Расход газа является важным параметром, который необходимо регулировать в зависимости от типа сварки, материала, толщины свариваемых деталей и положения сварки.
• Электронные расходомеры обеспечивают более точное измерение и регулировку расхода газа.

Газовый шланг:

• Гибкий шланг, изготовленный из материалов, устойчивых к давлению и газам. Служит для соединения редуктора давления с горелкой или сварочным пистолетом.

Сварочная горелка (или сварочный пистолет)

• Устройство, которое обеспечивает подачу газа в зону сварки. Конструкция горелки обеспечивает равномерное распределение газа вокруг дуги и сварочной ванны. Горелки могут быть с водяным или воздушным охлаждением.
• Газовое сопло (диффузор): Сменная насадка на горелку, которая формирует поток газа, направленный в зону сварки. Размеры и форма сопла подбираются в зависимости от типа сварки и геометрии шва. Более широкие сопла используются для сварки в сложных условиях и для защиты большего участка.

Система управления (в некоторых случаях)

• Автоматизированные системы, которые регулируют расход газа в зависимости от параметров сварки (сварочного тока, напряжения, скорости сварки). Обеспечивают оптимальный расход газа и стабильное качество шва.

Параметры системы поддува газа

• Расход газа: Определяется типом сварки, материалом, толщиной деталей, положением сварки и размером сопла. Слишком низкий расход газа может привести к загрязнению шва, слишком высокий – к турбулентности и рассеиванию защитного газа.
• Давление газа: Регулируется редуктором давления и должно соответствовать рекомендованному значению для данного типа сварки.
• Тип газа: Выбор газа зависит от свариваемого материала и требуемых свойств сварного шва.
• Форма сопла: Выбирается в зависимости от геометрии шва и условий сварки.

Принцип работы системы поддува газа

1. Газ из баллона или криогенной емкости поступает в редуктор давления, где его давление снижается до рабочего значения.
2. Редуктор обеспечивает стабильное давление газа, которое контролируется расходомером.
3. Газ по шлангу поступает в сварочную горелку (или сварочный пистолет).
4. Газовое сопло формирует поток газа, который направляется в зону сварки, вытесняя атмосферный воздух и создавая защитную атмосферу.