11.6.2.2. Сварка в углекислом газе

Этот способ сварки, разработанный и доведенный до широкого промышленного применения ЦНИИТМаш, ем (под руководством Любавского К.В. и Новожилова Н.М.), один из наиболее распространенных для изготовления строительных конструкций различных типов из малоуглеродистых и низколегированных сталей. В качестве защитного газа, подаваемого в зону дуги, используется углекислый газ.

Углекислый газ – активный окислитель. При высокой температуре он активно взаимодействует со сталью по схемам:

Повышенное содержание раскислителей в электродной проволоке (марок Св – 08Г2С, Св-08Г2СЦ, Св-08ХГСМА и др.) раскисляет металл ванны и предупреждает появление пористости в швах и компенсируется выгорание ряда химических элементов.

Процесс сварки в углекислом газе аналогичен сварке плавящимся электродом в инертных газах.

Стабильность горения дуги, уменьшение разбрызгивания и улучшение формирования шва обеспечивается мелкокапельным или струйным переносом металла в ванну за счет применения тока высокой плотности (75-100 А/мм²) с применением электродной проволоки малых диаметров.

Сварку в углекислом газе выполняют, как правило, на постоянном токе обратной полярности от источника питания с жесткой характеристикой. Сварка на постоянном токе на прямой полярности нестабильна, хотя коэффициент наплавки значительно выше(α_н=27-28 г/А∙ч против 16-17 г/А∙ч при сварке на обратной полярности).

Сварку на прямой полярности, обеспечивающей наибольшую глубину проплавления, можно выполнять только при весьма больших плотностях тока (150-300 А/мм²) и в основном для наплавки.

По сравнению со сваркой другими способами сварка в углекислом газе имеет преимущества:

1. меньшая стоимость против ручной (на 30-50% при механизированной сварке в СО₂) или автоматической под флюсом;

2. высокая производительность (в 1,5 – 3 раза выше ручной дуговой) и легкая механизация и автоматизация процесса;

3. малая чувствительность к ржавчине на кромках свариваемого металла;

4. возможность наблюдения за процессом горения дуги;

5. возможность и универсальность использования механизированной и автоматической сварки без флюсоудерживающих и флюсособирающих устройствах;

6. возможность получения высококачественных соединений.

К числу недостатков способа могут быть отнесены:

1. необходимость защиты рабочих от излучения дуги;

2. необходимость периодической очистки сопел горелок от брызг металла;

3. необходимость применения охлаждения горелки при силе сварочного тока 400-500 А и более;

4. необходимость предохранения газа от сдувания при сварке на открытом воздухе (при скорости ветра выше 1,5 – 2 м/с);

5. сварка возможна только на постоянном токе.

11.6.2.3. Сварка в других защитных газах

К числу таких относят азот, диссоциированный амиак, а также смеси активных газов с инертными.

Применяют также двойную защиту: по внутреннему каналу горелки поступает аргон или гелий, защищающий вольфрамовый электрод, по внешнему – углекислый газ или азот, защищающий зону сварки от воздуха.

При сварке алюминиевых сплавов применяют аргоно-гелиевую смесь, обеспечивающую лучшее качество соединений за счет высокой стабильности дуги и повышения тепловой мощности. В этом случае добавка в газ кислорода противопоказана, т.к. вольфрам окисляется и быстро разрушается.

При механизированной сварке конструкций из малоуглеродистых и низколегированных сталей применяют двойные и тройные смеси углекислого газа с другими газами, например: 80% СО₂ +20% О₂; 20% СО₂ +80% Аr; 20%СО₂+75% Аr +5%О₂. Добавление к СО₂ кислорода несколько улучшает формирование шва, увеличивает производительность наплавки, снижает склонность металла к образованию пор и уменьшает приваривание брызг металла к свариваемым деталям, а при применении тройных смесей существенно кроме того улучшается внешний вид швов.