3.5 Выбор сварочных материалов

Выбор защитного газа. Для защиты сварочной ванны и околошовной зоны при сварке высоколегированных коррозионностойких сталей как при сварке неплавящемся, так и при механизированной сварке плавящемся электродом применяется аргон [4-7].

Аргон - при обычных условиях бесцветный, неядовитый, невзрывоопасный, без запаха и вкуса газ, почти в полтора раза тяжелее воздуха, поэтому он опасен удушьем в закрытом пространстве. В природе аргон присутствует только в свободном виде. Объемная концентрация аргона в воздухе - 0,93%. С большинством элементов аргон не образует химических соединений. В металлах, как в жидком, так и в твердом состоянии аргон нерастворим. Основным промышленным способом получения аргона является метод низкотемпературной ректификации воздуха. Промышленность выпускает аргон трех сортов по ГОСТ 10157-79: высший, первый, второй и поставляет его в газообразном или жидком состоянии[6].

Состав защитных газов и физические свойства аргона представлены в таблицах 3.6 и 3.7 соответственно.

Таблица 3.6 - Состав защитных газов [8]

Газ	Сорт	Содержание основных компонентов, %				Содержание водяных паров, %, не более
		Ar, не менее	O2, не более	N2, не более	CO2, не более
Аргон	Высший	99,992	0,0007	0,006	0,0005	0,01
	Первый	99,987	0,002	0,01	0,001	0,03

Хранится и транспортируется аргон в газообразном состоянии в стальных баллонах при давлении 15 МПа. Емкость баллона около 6 м³. Качество баллонов должно соответствовать ГОСТ 949-57. Баллон для хранения

Таблица 3.7 - Физические свойства аргона

Газ	Плотность при 00С и 760 мм рт.ст.	Температура кипения,0С	Коэффициент теплопроводности, кал / (см·с·0С)	Удельная теплоемкость, кал / (г·0С)
Ar	1,7833 · 103	-185,5	0,378 · 10-4	0,125

технического аргона окрашивается в серый цвет. Баллон для хранения чистого аргона окрашивается в нижней части в черный, а в верхней части в белый цвет. На верхней части черными буквами делается надпись Аргон чистый.

При работе и транспортировке баллонов необходимо соблюдать правила обращения с баллонами высокого давления. У рабочего места баллон должен быть размещен вертикально и обязательно закреплен. Баллон не должен перегреваться. При транспортировке необходимо защищать баллоны от нагрева и ударов. Перегрев баллона или резкие удары могут быть причиной взрыва баллонов.

Расход аргона при сварке колеблется в пределах от 0,1 до 10 л/мин.

В качестве защитных инертных газов используются аргон по ГОСТ 10157-79, гелий высшей категории качества марок А и Б по ТУ51-940-80, а также их смеси в соотношении по объёму 50…75% аргона. В защитной среде гелия за счёт более высокого потенциала ионизации (50…40 эВ) сравнительно с этим показателем для аргона (27,6 эВ) соответственно выше мощность дугового разряда. Добавка аргона к гелию – основе улучшает формирование сварного шва. Защитные газы в зависимости от свариваемых материалов выбирается в соответствии с табл. 3.8.

Таблица 3.8 - Зависимость выбора защитного газа от свариваемых материалов [6, 19]

Свариваемые материалы	Сорт или марка инертного газа
	Сварка неплавящимся электродом	Сварка плавящимся электродом
Стали и сплавы никелевые, железоникелевые	Аргон, гелий марки Б	Аргон практически не применяется*, гелий марки Б, смесь гелий + аргон**
Медь и медные сплавы	Аргон, гелий марки Б, смесь гелий + аргон	Гелий марки Б, смесь гелий + аргон**
Титан и титановые сплавы	Аргон, гелий марки А и Б***	Аргон, гелий марки А и Б***

* При сварке в среде аргона плавящимся электродом процесс неустойчив, не устанавливается стабильный мелкокапельный (струйный) перенос.

** Оптимальное соотношение объёмных долей гелия в смеси устанавливается при отработке технологии.

*** Гелий марки Б применяется при указании в паспорте на баллон фактического содержания примесей.

Присадочный материал. В качестве присадочного материала выбираем сварочную нержавеющую проволоку Св-06Х18Н10 ГОСТ 2246.

Коррозионно-стойкая сварочная хромоникелевая проволока применяется для полуавтоматической сварки нержавеющих сталей в смеси защитных газов.

По назначению проволока подразделяется: для сварки (наплавки) - Св; для изготовления электродов (условное обозначение - Э).

Проволока изготовляется из стали, химический состав и механические свойства которой приведены в таблице 3.5.1.

Таблица 3.9 Свойства наплавленного металла 

Марка стали	Химический состав проволоки, %	Временное сопротивление разрыву, МПа		600
Св-06Х18Н10	С<=0,06 Si=0,50-1,0 Mn=1,0-2,0 Cr=17,0-19,0 Ni=9,0-11,0	Относительное удлинение, % не менее		40
		Предел текучести, МПа, не менее		440
		Работа удара Кv при испытании на ударный изгиб при сварке в среде защитных газов (Ar).	Т, °С	-60	+20
			Минимальное среднее значение, Дж	120	120

 

Таблица 3.10 Характеристика сварочной проволоки [7]

Диаметр проволоки, мм	Допуски, мм
1,0; 1,2	-0,09
1,6	-0,12

 

Поставляемые диаметры: 1,2 / 1,6 / 2,0 / 2,4 / 3,2 мм

Вид поставки:

Кассета К – 300 массой 15-18 кг

Катушка D – 200 массой 5 кг

Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение

1. Каждый моток должен быть плотно перевязан мягкой проволокой не менее чем в трех местах, равномерно расположенных по периметру мотка.

2. Мотки проволоки одной партии допускается связывать в бухты. Масса одного мотка или бухты не должна превышать 80 кг. По согласованию с потребителем допускается масса мотков или бухт более 80 кг.

3. На каждый моток (бухту, катушку, кассету) проволоки крепят металлический ярлык, на котором должны быть указаны:

а) наименование или товарный знак предприятия-изготовителя;

б) условное обозначение проволоки;

в) номер партии;

г) клеймо технического контроля.

Транспортная маркировка - по ГОСТ 14192- 77

4. Каждый моток (бухта, катушка) проволоки, диаметром 0,5 мм и менее должен быть обернут слоем бумаги и упакован в плотный деревянный ящик по ГОСТ 18617-73 или другую тару (металлическую, картонную, пластмассовую), по нормативно-технической документации. Каждый моток (бухта, катушка) проволоки диаметром свыше 0,5 мм должен быть обернут слоем бумаги, затем слоем полимерной пленки, нетканых материалов или ткани из химических волокон.

5. Каждая партия проволоки должна сопровождаться сертификатом, удостоверяющим соответствие проволоки требованиям настоящего стандарта.

В сертификате указывают:

а) товарный знак предприятия-изготовителя;

б) условное обозначение проволоки;

в) номер плавки и партии;

г) состояние поверхности проволоки;

6. Проволоку транспортируют транспортом всех видов в крытых транспортных средствах в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на транспорте данного вида.

По согласованию потребителя с изготовителем допускается транспортирование проволоки на крупногабаритных катушках массой 1 т и более в открытых транспортных средствах.

7. Проволока должна храниться в закрытом складском помещении.

Преимущества использования проволоки Св-06Х18Н10  [4, 10]

1. Равновесность, блестящая поверхность проволоки обеспечивает стабильность токоподвода в контакте (проволока-наконечник).

2. Постоянство диаметра по длине проволоки, рядная намотка плотная послойная намотка проволоки обеспечивает стабильность горения дуги, высокое качество сварочного шва.