Защитные газы, используемые для снижения вредного воздействия окружающей среды, могут применяться как в чистом виде, так и смесями. В своей основе это инертные газы, к которым относятся аргон и гелий. Инертные газы химически не взаимодействуют с металлом и не растворяются в нем. Их применяют преимущественно для сварки химически активных металлов (титан, алюминий, магний и т.д.). Кроме инертных газов для защиты сварочной ванны могут применять активные газы, к которым относят углекислый газ и азот.
Аргон представляет собой бесцветный, негорючий неядовитый газ, который тяжелее воздуха и не образует с ним взрывчатых смесей. Он хорошо обеспечивает защиту сварочной ванны, не вступая ни в какую реакцию. Поставляется в баллонах вместимостью 40 л под давлением.
Гелий - значительно легче воздуха, а следовательно и аргона, поэтому расход гелия при сварке увеличивается в 1,5 — 2 раза. По своим качествам гелий не уступает аргону, а в некоторых случаях и превосходит его. Так, при одном и том же токе дуга в среде гелия выделяет в 1,5-2 раза больше энергии, чем в аргоне. Это позволяет повысить скорость сварки, но так как стоимость гелия выше, чем аргона, то применяется он реже.
Азот - активный газ без цвета, запаха и вкуса. Азот, соединясь с металлами, образует нитриды, снижающие механические свойства металла. Его используют для сварки меди и ее сплавов, по отношению к которым азот является инертным газом.
Водород - горючий взрывоопасный газ, не имеющий цвета, запаха и вкуса. Он в 14,5 раз легче воздуха. Так как водород образует взрывоопасные смеси (особенно с кислородом), то его в чистом виде для сварки не применяют.
Смесь аргона и водорода значительно улучшает процесс формирования шва, повышает чистоту его поверхности, увеличивает глубину проплавления. Такой смесью часто пользуются при сварке тонких металлов (толщиной до 1 мм).
Кислород - газ, активно поддерживающий горение и не имеющий цвета, запаха и вкуса. Его используют для газопламенной сварки металлов. Следует учитывать, что при соприкосновении сжатого кислорода с маслом происходит мгновенное окисление, сопровождающееся выделением тепла, что может привести к воспламенению масла и даже к взрыву.
Углекислый газ (двуокись углерода)- является активным защитным газом со слабым запахом и резко выраженными окислительными свойствами. Для сварки применяют сварочный углекислый газ чистотой 99,5 %. Двуокись углерода не токсична и не взрывоопасна. При содержании ее в рабочей зоне до 0,5 % не представляет опасности для здоровья. Более высокие концентрации (свыше 5%) могут оказать вредное воздействие на организм человека.
Смесь аргона и кислорода при сварке стали хорошо сказывается на металлургических процессах и технологических характеристиках. Так, при содержании кислорода в аргоне до 5% повышается стабильность сварочной дуги, увеличивается текучесть сварочной ванны, улучшается процесс формирования шва, перенос металла становится мелкокапельным.
Кроме перечисленных в сварочных процессах применяют еще целый ряд смесей, которые, как показывает практика, в ряде случаев обладают лучшими технологическими свойствами, чем отдельные защитные газы.
