Аргон — самый распространённый инертный газ в земной атмосфере

aljuminij ispolzuetsja dlja upakovki piwi.jpgМеталлы

Больше трех четвертей всех элементов составляют металлы. Почти все они плотные, блестящие, прочные, но легко под­даются ковке. В земной коре металлы обычно находятся вместе с другими эле­ментами. Из прочных, и ковких металлов люди делают самолеты, космические корабли, разнообразные машины. В таблице Менделеева металлы обозначены синим цветом. Они делятся на щелочные, щелочноземельные и переходные. Большинство хорошо знакомых нам металлов — железо, медь, золото, платина, серебро — относятся к переходным металлам. Алюминий используется для упаковки пищи, производства банок для напитков, создания легких и прочных сплавов. Это самый распространенный металл на Земле (подробнее читайте статью «Металлы» ).

Применение

Ниже перечислены области применения аргона:

  • в аргоновых лазерах;
  • в лампах накаливания и при заполнении внутреннего пространства стеклопакетов;
  • в качестве защитной среды при сварке (дуговой, лазерной, контактной и т. п.) как металлов (например, титана), так и неметаллов;
  • в качестве плазмаобразователя в плазматронах при сварке и резке;
  • в пищевой промышленности аргон зарегистрирован в качестве пищевой добавки E938, в качестве пропеллента и упаковочного газа;
  • в качестве огнетушащего вещества в газовых установках пожаротушения;
  • в медицине во время операций для очистки воздуха и разрезов, так как аргон не образует химических соединений при комнатной температуре;
  • в качестве составной части атмосферы эксперимента «Марс-500»[10] с целью снижения уровня кислорода для предотвращения пожара на борту космического корабля при путешествии на Марс;
  • из-за низкой теплопроводности аргон применяется в дайвинге для поддува сухих гидрокостюмов, однако есть ряд недостатков, например, высокая цена газа (кроме этого, нужна отдельная система для аргона);
  • в химическом синтезе для создания инертной атмосферы при работе с нестабильными на воздухе соединениями.

Какой газ нужен?

Какой газ и газовые смеси используются в полуавтоматической сварке?

Газ, используемый в качестве защиты, должен быть тяжелее воздуха и сам обладать минимальной химической активностью. Идеальным вариантом являются газообразные инертные элементы, полностью неактивные. Применяются следующие чистые газы:

  • Гелий. Применяется для электродуговой сварки цветных металлов, отличающихся высокой активностью, особенно в нагретом состоянии. Цена гелия высока.
  • Аргон. Применяется для соединения некоторых цветных металлов и стальных сплавов, включая высоколегированные и нержавеющие. Более доступен по цене, чем гелий.
  • Углекислый газ. Не является инертным, но характеризуется низкой химической активностью по отношению к металлам. Широко используется для соединения черных металлов и низколегированных сталей, весьма доступен по цене.

В качестве составляющих газовых смесей применяются:

  • Кислород, в небольших количествах добавляется в аргонные и углекислые смеси для улучшения проплавляемости шва.
  • Водород, используется в качестве раскислителя (химического восстановителя) при работе с аустенитными нержавеющими сталями.
  • Азот, добавляется для повышения устойчивости к коррозии в дуплексных стальных сплавах.

При работе со специальными сталями могут использоваться и другие компоненты смесей.

Инертные газы

inertnye-svarochnye-gazy.jpg Инертные сварочные газы Инертными называют газы, не способные к химическим реакциям и практически не растворимые в металлах. Это одноатомные газы, атомы которых имеют заполненные электронами наружные электронные оболочки, чем и обусловлена их химическая инертность. Из инертных газов для сварки используют аргон, гелий и их смеси.

Читайте также:  Аргонная сварка литых дисков и любых изделий

Аргон марки А рекомендуется применять для сварки и плавки активных и редких металлов (титана, циркония и ниобия) и сплавов на их основе,а также для сварки особо ответственных изделий из других материалов на заключительных этапах изготовления.

Аргон марки Б предназначен для сварки и плавки плавящимся и неплавящимся вольфрамовым электродом сплавов на основе алюминия и магния, а также других сплавов, чувствительных к примесям растворимых в металле газов.

Аргон марки В рекомендуется для сварки и плавки хромоникелевых коррозионно стойких и жаропрочных сплавов, легированных сталей различных марок и чистого алюминия.

Гелий подобно аргону химически инертен, но в отличие от него значительно более легок. Гелий легче воздуха, что усложняет защиту сварочной ванны и требует большего расхода защитного газа. По сравнению с аргоном гелий обеспечивает более интенсивный нагрев зоны сварки, что обусловливается большим градиентом падения напряжения в дуге. Гелий поставляют по МРТУ 51—77—66 двух сортов — гелий высокой чистоты и гелий технический.

Инертные газовые смеси:

Аргон и гелий. Обладая большей плотностью, чем гелий, такие смеси лучше защищают металл сварочной ванны от воздуха. Особенно хорошими защитными свойствами обладает инертная газовая смесь, состоящая из 70 об.% аргона и 30. об.% гелия. Плотность такой смеси близка к плотности воздуха. Для сварки химически активных металлов находит применение инертная смесь, содержащая 60—65 об. % гелия, а остальное аргон.Инертные газовые смеси хотя заметно дороже, чем аргон, но превосходят его по интенсивности выделения теплоты электрической дуги в зоне сварки. Это имеет существенное значение при сварке металлов с высокой теплопроводностью.

Смеси инертных и активных газов находят все более широкое применение при сварке плавящимся электродом сталей различных классов ввиду их технологических преимуществ:

  • меньшей по сравнению с активными газами интенсивностью химического воздействия на металл сварочной ванны;
  • высокой устойчивости дугового процесса;
  • благоприятного характера переноса электродного металла через дугу.

Аргон и кислород (другой окислительный газ). существенно повышает устойчивость горения дуги и улучшает качество формирования сварных швов. Наличие кислорода в атмосфере дуги способствует более мелко капельному переносу электродного металла. Это обусловлено поверхностно-активным действием кислорода на железо и его сплавы.Растворяясь в жидком металле и скапливаясь преимущественно на поверхности,кислород значительно снижает его поверхностное натяжение. В результате облегчается образование отдельных капель металла, а их размер уменьшается.Поэтому для сварки стали применяют не чистый аргон, а смеси с кислородом и углекислым газом Аr—О2, Аr—СО2, Аr—СО2—О2.

Аргоно-водородную смесь (до 20 об. %Н2) применяют при микроплазменной сварке. Наличие водорода в смеси обеспечивает сжатие столба плазмы, делает его более острым, сконцентрированным. Кроме того,водород создает в зоне сварки необходимую в ряде случаев восстановительную атмосферу.

Что следует учесть при сварке в активных газах?

Собственно, выбор устройства и газа для сварки должен осуществлять с учетом следующих показателей:

  • Материал – в зависимости от типа материала, который нужно сваривать, выбирается тип сварки и вид защитного газа (активный или инертный);
  • Толщина материала, качество шва и его назначение – для того, чтобы определить, какой метод сварки деталей наиболее оптимален, нужно знать не только, какую толщину имеет свариваемый; материал, но и сразу учесть, будут ли оказываться внешние нагрузки на сделанные швы, или сварка нужна для деталей, которые будут зафиксированы;
  • Длина сварочного шва – этот показатель влияет на продолжительность включения (работы) сварочного аппарата;
  • Назначение сварных изделий – этот показатель определяет метод сварки.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий