Какой газ нужен для сварки полуавтоматом: углекислота, смесь, аргон или проволока без газа

Газ в полуавтомате не горит и ничего не плавит. Его работа — отогнать воздух от дуги и жидкой ванны. Кислород и азот воздуха, попав в расплав, дают поры и хрупкий шов. Поэтому газ выбирают по металлу, а не по аппарату: один и тот же полуавтомат варит в углекислоте, в смеси и в аргоне, меняются только проволока, ролики и иногда полярность.

Металл, газ и проволока: таблица выбора

Обозначения газов — по международной классификации EN ISO 14175, их пишут на баллонах импортных смесей и в паспортах проволоки.

Углекислота: если варите чёрную сталь и швы потом зачищаете

Углекислота — активный газ. В дуге она частично распадается, и выделившийся кислород окисляет капли металла. Поэтому под неё идёт проволока с кремнием и марганцем — Св-08Г2С: они связывают кислород и не дают шву закипеть порами. Обычная низкоуглеродистая проволока без этих добавок в углекислоте варит плохо.

Плюсы простые: самый дешёвый газ, провар глубокий и широкий, на толстом металле это скорее достоинство. Минусы тоже. Дуга жёсткая, металл летит крупными брызгами, они прикипают к детали и забивают сопло. Шов получается выпуклым, с крупной чешуёй, и после работы его ещё зачищать. Струйного переноса, когда металл стекает в ванну мелким дождём без брызг, в чистой углекислоте не бывает.

Если у вас гараж, навесы, каркасы, прицеп и шов всё равно пойдёт под шлифмашину — берите углекислоту и не переплачивайте за смесь. По ГОСТ 8050 для сварки предназначены высший и первый сорта: в них не меньше 99,8 и 99,5 % CO₂ и ограничена влага.

Подогреватель для углекислоты

В баллоне углекислота жидкая, давление над ней при комнатной температуре около 57 атмосфер. Испаряясь и расширяясь в редукторе, она забирает тепло, и редуктор на длинном шве покрывается инеем. Хуже, когда замерзает влага внутри канала: подача газа падает прямо посреди шва, и дальше всё идёт в поры. Подогреватель ставят между вентилем и редуктором. Для прихваток в тёплом помещении он не обязателен, для длинных швов и холодного гаража нужен. Аргону и смеси подогреватель не нужен: там сжатый газ, жидкости в баллоне нет.

Смесь аргона с углекислотой: когда стоит доплатить

Смеси 82/18 и 80/20 — это аргон и 18 или 20 % углекислоты. Обе попадают в одну группу M21, на бытовом аппарате разницы между ними не заметите, берите ту, что заправляют поблизости.

Аргон смягчает дугу. Капли мельче, брызг заметно меньше, шов ложится плоско и переходит в металл плавно, без подрезов по краям. На тонком листе дугу проще держать, зачистки меньше. А при доле аргона от 80 % на мощном аппарате и большом токе возможен струйный перенос — ровный быстрый шов на толстом металле.

Платите за смесь, если варите кузов, тонкий лист, мебельный и декоративный металл, швы, которые пойдут под краску без шпаклёвки. За смесь платят дважды: заправка дороже, а газа в том же 40-литровом баллоне примерно вдвое меньше, чем в баллоне углекислоты.

Чистый аргон: только для алюминия

Для стали полуавтоматом чистый аргон не годится, хотя кажется «газом получше». Без активной добавки жидкая сталь плохо смачивает кромки: дуга блуждает, валик стоит высоким горбом, по краям подрезы, а провар получается узким, «пальцем». Стали нужны хотя бы проценты углекислоты или кислорода.

Чистый аргон нужен для алюминия. По ГОСТ 10157 высший сорт содержит не меньше 99,993 % аргона, первый — 99,987 %; на баллоне — серая окраска и зелёная надпись «Аргон чистый». Сам аппарат тоже придётся готовить: алюминиевая проволока мягкая, ей нужны ролики с U-образной канавкой, тефлоновый канал и короткий рукав, а лучше горелка с катушкой на ней.

Нержавейка: аргон и пара процентов активного газа

Для нержавейки берут аргон с 2–2,5 % углекислоты (M12) или с 1–2 % кислорода (M13). Обычная смесь 82/18 и тем более чистая углекислота тут вредны: шов набирает углерод из газа и темнеет от окалины. Низкоуглеродистая проволока (буква L в импортной марке, «01» в нашей) защищает шов от межкристаллитной коррозии, и лишний углерод этот смысл отменяет. Поэтому поставщики газов держат углекислоту в смесях для нержавейки ниже 3 %.

Сварка полуавтоматом без газа

Без баллона варят порошковой самозащитной проволокой. Это трубка с флюсом внутри: флюс сгорает в дуге, сам даёт защитный газ и покрывает шов шлаком. Обычная сплошная проволока без газа не варит — шов выходит пористым насквозь.

Главный плюс — ветер. Газовую защиту сдувает быстро: американский норматив для металлоконструкций AWS D1.1 запрещает сварку в защитном газе, если у шва дует сильнее 8 км/ч (около 2,2 м/с) и нет укрытия. Самозащитная проволока работает на улице и там, куда баллон не довезти.

Минусов больше, чем кажется в магазине. Шлак сбивают после каждого прохода. Дыма много, в закрытом гараже без вытяжки тяжело. Брызг больше, чем со смесью, шов грубее, а проволока дороже сплошной. Тонкий кузовной лист она прожигает.

Какая проволока для полуавтомата без газа: только с пометкой «самозащитная», по-английски self-shielded или gasless. По американскому стандарту AWS A5.20 это E71T-GS — для однопроходных швов, и E71T-11 — допускает несколько проходов, предельная толщина металла указана в паспорте. Порошковая E71T-1 похожа на вид, но рассчитана на газ.

Полярность у самозащитной проволоки обычно прямая: минус на горелку, плюс на массу. Сплошная проволока в газе, наоборот, работает на обратной — плюс на горелке. Перешли с газа на порошковую и не перекинули провода — дуга трещит, брызги летят во все стороны, шов в порах. Точную полярность смотрите на катушке.

Баллон: объём и на сколько его хватит

Расход газа выставляют по простому правилу: диаметр проволоки, умноженный на десять, в литрах в минуту. Проволока 0,8 мм — около 8 л/мин, 1,0 мм — 10, 1,2 мм — 12. На сквозняке добавляют 2–3 л/мин. Крутить больше 20 л/мин бессмысленно: струя из сопла становится вихревой и сама подсасывает воздух.

Время работы — объём газа в литрах, делённый на расход. Это время горения дуги, а не рабочего дня, так что в гараже баллона хватает на много вечеров.

Килограмм жидкой углекислоты даёт около полукубометра газа. Баллоны на 10–20 л проще возить, но заправлять их чаще.

Расход выставляют редуктором: с двумя манометрами, где второй проградуирован в литрах в минуту, или с ротаметром — трубкой с поплавком. Ротаметр показывает реальный поток, а не давление. Расход на сопле проверяют ручным расходомером: если он заметно меньше, чем на редукторе, газ уходит через соединения шланга.

Можно ли пищевую углекислоту

Можно, если в паспорте на заправку стоит высший или первый сорт по ГОСТ 8050. Сам ГОСТ допускает углекислоту всех сортов и для сварки, и для пищевых целей, а для сварки рекомендует как раз высший и первый. Слово «пищевая» сорта не означает. Беда в другом — во влаге: шов пористый при правильном расходе. Помогает осушитель с силикагелем перед редуктором; перед работой баллон выдерживают вертикально, чтобы вода осела, и стравливают первые порции газа. Не помогло — меняйте баллон, а не настройки аппарата.

Баллон в мастерской: что соблюдать

Баллон стоит вертикально и прикован цепью или хомутом к стене или тележке: падая, он может сорвать вентиль. Углекислоту на боку не используют вовсе — в редуктор пойдёт жидкость. Правила для баллонов требуют держать их не ближе 1 м от радиаторов и печей и не ближе 5 м от открытого огня. Углекислота и аргон тяжелее воздуха и не пахнут: при утечке они стекают в смотровую яму или подвал и вытесняют воздух. После работы закрывают вентиль баллона, а не только отпускают кнопку горелки. Пустым «в ноль» баллон не выжигают: остаток давления не пускает внутрь воздух и влагу. Окраска по ГОСТ 949: углекислота — чёрный баллон с жёлтой надписью, аргон чистый — серый с зелёной; смеси поставщики красят по-разному, читайте надпись.

Когда это не подходит

Оцинкованный кузов. В углекислоте и смеси цинк вокруг шва выгорает, и защита от ржавчины пропадает. Кузовщики такие детали паяют полуавтоматом: медно-кремниевой проволокой CuSi3 в чистом аргоне. Это пайка, а не сварка, со своими настройками.

Частые вопросы