1.6 Плазменная сварка.

Плазменная сварка (рис. 3, е) является разновидностью аргоно-дуговой сварки. В отличие от аргоно-дуговой, где дуга между электродом и изделием горит в свободно истекающем из сопла горелки потока аргона (рис. 3, д), при плазменной сварке дуга обжимается потоком газа, проходящим через узкое отверстие в горелке, называемой плазматроном.

Обжатие дуги приводит к повышению температуры ее столба: при свободно горящей дуге эта температура составляет величину около 5730 °С, при горении сжатой дуги температура повышается до 14730—24730 °С. Вследствие этого возрастает и степень иони­зации газа, что в свою очередь создает более высокую эффектив­ность локального нагрева свариваемого металла.

Кроме плазмообразующего через горелку подается также за­щитный газ, обеспечивающий надежную изоляцию зоны сварки от контакта с воздухом. Плазменная сварка применяется для соединения тех же материалов, что и аргоно-дуговая.

1.7 Сварка в углекислом газе.

Сварка в углекислом газе (рис. 3, ж) применяется преиму­щественно при изготовлении конструкций из углеродистых и низколегированных конструкционных сталей, как общего назна­чения, так и машиностроительных. Как правило, сварка производится электродной проволокой, в составе которой имеется достаточное количество раскислителей — кремния и марганца.

Это необходимо в связи с тем, что углекислый газ при высоких температурах диссоциирует на оксид углерода и кислород, при­чем содержание последнего в зоне сварки может достигать 20 % и более. Таким образом, углекислый газ в зоне сварки пред­ставляет собой сильный окислитель и фактически защищает сварочную ванну только от азотирования.

При наличии в сварочной ванне достаточного количества крем­ния и марганца эти элементы выступают как раскислители и тем самым позволяют получить наплавленный металл требуемого состава, а надежная защита потоком газа от контакта сварочной ванны с воздухом исключает возможность образования нит­ридов.

Поэтому для сварки в углекислом газе необходимо исполь­зовать только кремнемарганцевую проволоку, обычно марки Св-08Г2С, содержащую до 2 % марганца (обычно 1,8—2,1 %) и около 1 % кремния (0,70—0,95 %). Значительная часть кремния и марганца в процессе сварки окисляется и переходит в шлак, покрывающий шов тонким слоем, легко удаляемый стальной щеткой, а оставшееся неокисленным количество этих элементов обеспечивает оптимальные механические свойства шва.

В настоящее время этот способ получил широкое распростра­нение при изготовлении сварных конструкций как общего назна­чения, так и специальных.

1.8 Атомно-водородная сварка (рис. 3, з).

При этом способе сварки дуга горит между двумя вольфрамовыми электродами в потоке водорода, подаваемого через горелку от баллона. Проходя через дугу, водород нагревается до высоких температур (более 5730 °С) и диссоциирует на атомы, поглощая большое количество тепловой энергии.

Поток диссоциированного водорода, попадая на свариваемые детали, охлаждается (до температуры плавления металла) и вновь образует молекулы, выделяя то количество тепловой энергии, которое было затрачено на диссоциацию (около 540 кДж/моль). Этой тепловой энергии оказывается достаточно для локального расплавления кромок свариваемого металла и образования сва­рочной ванны. Примерно около 15 % тепловой энергии от общего тепловыделения образуется за счет горения водорода, окружа­ющего дугу.

Одновременно с энергетическим воздействием водород, посту­пающий в зону сварки, изолирует сварочную ванну от контакта с воздухом, т. е. исключает возможность окисления и азотирова­ния металла шва. Однако в настоящее время этот способ сварки используется крайне редко из-за ряда недостатков, присущих ему. Основным недостатком этого способа является то обстоятель­ство, что дуга в водороде горит при высоком напряжении (до 150—200 В), что требует использования источника питания (транс форматора) с напряжением холостого хода на вторичной обмотке 250—260 В.

В этом случае сварщик должен работать в специальных рези­новых перчатках и специальной обуви, что создает определенные неудобства и не гарантирует полной безопасности.