Защитные газы и смеси

 
рис.7. Принципиальная схема двухкомпонентного  газового смесителя 

   Результаты  исследований, проведенных ЗАО НПФ  «Инженерный и технологический  сервис» (Санкт-Петербург), представлены  в таблице.  
Для каждой из этих смесей рекомендуются свои режимы сварки, учитывающие особенности химико-металлургических процессов, происходящих в сварочной ванне, в которых участвуют составляющие газовых смесей (углекислый газ и кислород).  
Если сравнить два способа защиты сварочной ванны (чистый защитный газ — углекислый газ или аргон — и многокомпонентные газовые смеси), то можно сделать выводы в пользу применения многокомпонентных газовых смесей. Их использование имеет следующие преимущества:

• повышается производительность сварки не менее чем в 1,5 раза при сохранении неизменной потребляемой электрической мощности (то есть обеспечивается снижение удельных энергозатрат примерно в 1,3 раза);
• в 1,5-3 раза снижается разбрызгивание электродного металла;
• в 8-10 раз снижается набрызгивание электродного металла на сварной шов и околошовную зону, что определяет трудозатраты на удаление брызг с поверхности свариваемых деталей;
• механические свойства сварного соединения остаются на том же уровне, как и при сварке в углекислом газе, за исключением относительного удлинения , которое увеличивается примерно на 10%, и ударной вязкости KCU, которая увеличивается существенно, от 1,5 до 2 раз, в зависимости от типа применяемой газовой смеси
• стабилизируется процесс сварки и улучшается качество металла шва (снижение пористости и неметаллических включений).

Защитные  сварочные газовые смеси промышленно  выпускаются на заводах по производству технических газов и поставляются в стандартных газовых баллонах различной емкости. Однако в последнее  время некоторые потребители  предпочитают самостоятельно производить  сварочные смеси. Это связано  или с тем, что стандартно выпускаемые  газовые смеси не удовлетворяют  их по своему качеству (большой разброс  процентного соотношения компонентов  смеси, высокое содержание влаги  и различных примесей), или с  необходимостью применения нестандартных  смесей (например, многокомпонентных). Естественно, в этом случае появляется потребность в применении специальных  приборов для качественного смешивания компонентов смеси.

Таблица1

 
Рис. 8. Однопостовой баллонный смеситель 

 
Как правило, в газовых смесителях используется принцип подмешивания одного компонента смеси к другому (или другим) при условии выравнивания давления различных компонентов. Наиболее часто применяются двух-, трех- и  четырехкомпонентные смесители. Можно  рассмотреть работу двух-компонентного  смесителя как наиболее простого (см. рис. 7). 
Смешиваемые газы (например, аргон и углекислый газ как наиболее часто используемые в защитных смесях) подаются во входные камеры (1) и (2), имеющие предварительные регуляторы входного давления и встроенные фильтры. Из входных камер компоненты поступают в двухкамерный редуктор (8), в котором происходит окончательное выравнивание давления компонентов смеси с высокой точностью. После выравнивания давления компоненты поступают в блок смешивания (12); при этом регулятор пропорции смешиваемых газов (10) постоянно контролирует процентное соотношение компонентов смеси (в процентах от объема) при помощи регулятора пилотного газа (7) (пилотный газ — один из газовых компонентов смеси, используемых в процессе смешения — выступает в роли наполнителя в двухкамерных редукторах выравнивания давления).

Поступление компонентов смеси в блок смешивания осуществляется через калиброванные  отверстия, размер которых точно  соответствует типу компонента (вот  почему производители газовых смесителей требуют указывать, для каких  газов будет применяться смеситель). Затем через электромагнитный клапан (13) смесь поступает в регулятор (15), который сглаживает броски давления и подается в буферную емкость  для подачи в магистральную сеть. Манометр/расходомер (14) отображает значения давления и расхода готовой смеси  на выходе смесителя.  
Система сигнализации смесителя, работающая совместно с реле давления, контролирует уровень давления газов на входе в смеситель. Сигнализация срабатывает, если уровень давления хотя бы одного из смешиваемых газов падает ниже установленного минимума. При этом срабатывает выключатель и смеситель отключается.  
Регулировка производительности смесителя осуществляется изменением входного давления компонентов смеси и изменением выходного давления готовой смеси. Соотношение компонентов смеси контролируется регулятором пропорции смешиваемых газов, который установлен обычно на лицевой панели смесителя и проградуирован в процентах одного из компонентов смеси (на трех- и многокомпонентных смесителях делают несколько регуляторов пропорции). Смесители для обслуживания группы сварочных постов (от 3-х до 10-ти) могут быть установлены на ресиверы (для создания запаса готовой смеси).  
Серийно выпускаемые смесители, как правило, являются стационарными, и в зависимости от производительности (от 1,2 до 600 куб. м/час и более), способны обеспечить защитными газовыми смесями от 1 до 500 постов полуавтоматической сварки. Установка смесителей в магистральную сеть похожа на подключение компрессора в системе сжатого воздуха.  
Существуют и более простые одно-постовые смесители, устанавливаемые непосредственно на газовые баллоны (рис. 2). Такие смесители позволяют отказаться от использования газовых регуляторов давления и могут быть рекомендованы для применения на небольших производствах. Принцип действия этих смесителей основан на инжекции углекислого газа в поток аргона через калиброванное отверстие, позволяющее точно дозировать пропорции компонентов смеси.                                     

Литература

Сайт:http://www.deltasvar.ru/biblioteka/48-vidy-svarki/68-svarka-v-zashhitnykh-gazakh      http://www.svarkarezka.ru/articles/articles_1539.html