6 Защитные газы для дуговой сварки
6.1 Общие сведения о дуговой сварке в защитных газах
В условиях дуговой сварки в результате взаимодействия с окружающей атмосферой плавящийся металл может поглощать составляющие атмосферу газы, ухудшать свой состав и свойства. Для некоторых металлов наиболее неблагоприятными в этих условиях являются окисление и азотирование жидкого металла в сварочной ванне. При дуговой сварке в защитных газах необходимая защита плавящегося металла создается истекающей из сопла горелки достаточно мощной направленной струей защитного газа, обеспечивающей оттеснение окружающего воздуха от плавящегося металла.
В качестве защитных сред (газов) широко применяют инертные (Аг, Не) и активные (СО2, О2, N2, Н2) газы, а также их смеси (Аг—СО2—О2, Аг—О2, Аг—СО2, СО2— О2 и др.).
Идея защиты переплавляемого дугой металла от воздуха путем подачи в зону сварки специально подобранного газа принадлежит великому изобретателю Н. Н. Бенардосу, предложившему еще в 1883 году сварку в струе газа.
Промышленное применение сварки в защитных газах началось после разработки в 40-х годах в США способа сварки неплавящимся вольфрамовым электродом в инертном газе — аргоне и в 50-х годах в СССР высокопроизводительного способа сварки плавящимся электродом в активном окислительном углекислом газе.
Сварка в защитных газах имеет ряд преимуществ по сравнению с другими способами, из которых главные: наличие благоприятных условий для визуального, в том числе и дистанционного, наблюдения за процессом сварки; широкий диапазон рабочих параметров режима сварки; возможность ведения процесса с периодическим изменением электрических параметров (импульсно-дуговая сварка); возможность осуществления процесса сварки в любых пространственных положениях; возможность варьирования состава защитного газа; большие возможности сварки широкой номенклатуры материалов, в том числе цветных металлов и их сплавов; доступность механизации и автоматизации процесса, в том числе с применением робототехники; высокая культура производства и хорошие гигиенические условия труда сварщиков.
Благодаря отмеченным преимуществам сварка в защитных газах стала одним из самых наиболее широко применяемых способов дуговой сварки. Этот способ сварки имеет ряд разновидностей, которые в основном можно разделить на две главные группы: сварку неплавящимся и плавящимся электродами.
Сварка неплавящимся электродом происходит без расплавления металла электрода. В качестве неплавящегося электрода обычно используют вольфрамовые прутки. Дуга горит между вольфрамовым электродом и кромками свариваемого изделия. Сварка может вестись с дополнительной подачей присадочной проволоки в зону дуги.
При сварке плавящимся электродом дуга горит между электродной проволокой, непрерывно подаваемой в дугу, и изделием. Дуга расплавляет проволоку и кромки изделия, образуя общую сварочную ванну. В обоих случаях по мере перемещения дуги сварочная ванна затвердевает, образуя шов, соединяющий кромки изделия.
Указанные способы имеют множество разновидностей, связанных прежде всего с видом защитного газа.