5 Дефекты и мероприятия по их устранению
Наиболее вероятными дефектами швов, выполненных в углекислом газе, являются горячие (кристаллизационные) трещины, поры и крупные неметаллические включения.
Горячие (кристаллизационные) трещины. При сварке в среде углекислого газа горячие трещины наиболее часто наблюдаются в нижних слоях многопроходных швов, выполненных в глубоких и узких разделках на стали с содержанием углерода более 0,27- 0,30%. В последующих слоях, а также при наплавке на ровную поверхность такие трещины, как правило, не образуются. Технологические способы предупреждения трещин должны сводиться к уменьшению доли основного металла и получению более благоприятной формы шва. К этим способам относятся сварка с пониженной скоростью, сварка на прямой полярности, сварка по вложенной в разделку шва малоуглеродистой проволоке, манипулирование горелкой и снижение сварочного тока.
Пористость сварных швов. При использовании электродной проволоки и углекислого газа требуемого состава наиболее возможными причинами образования пор в шве могут являться:
а) попадание воздуха в зону сварки, вследствие недостаточного расхода углекислого газа, большого расстояния от сопла горелки до изделия, засорения горелки брызгами, чрезмерно большого угла наклона горелки, подсоса воздуха через неплотности в горелке и гибком шланге, чрезмерно высокого напряжения на дуге, сдувания углекислого газа ветром, утечки газа через неплотности в соединениях, выгорания изолирующей шайбы горелки, вызывающего неравномерный поток газа и чрезмерного износа мундштука, допускающего выход дуги из потока защитного газа;
б) попадание воды или ее паров в зону сварки вследствие выработки осушителя, неплотности системы охлаждения горелки и других причин;
в) наличие на свариваемых кромках основного металла или на поверхности электродной проволоки грязи, масла, ржавчины или смазки (остающейся после протяжки проволоки).
Для предупреждения появления пор в швах, связанных с попаданием воздуха в зону сварки, необходимо не превышать расстояние от сопла горелки до материала более 30 мм, а угол наклона горелки - более 30°. Расход углекислого газа при полуавтоматической сварке горелкой с диаметром газового сопла 20 мм должен составлять 800-1500 л/час. При сварке первых слоев глубоких разделок расход газа можно снизить до 800 л/час, а при сварке верхних слоев, наоборот, увеличить до 1200-1500 л/час. Перед началом сварки необходимо обдуть свариваемое место газом, а после окончания сварки выдержать защиту жидкой ванночки углекислым газом до полной ее кристаллизации. При сварке на ветру или на сквозняке место сварки должно быть защищено ширмами, препятствующими сдуванию углекислого газа.
Неметаллические включения. При взаимодействии углекислого газа с переплавляемым дугой металлом образуются окислы (шлаки), которые в некоторых случаях могут образовать крупные неметаллические включения в металле шва. Такие включения могут образоваться при многопроходной сварке в зоне сплавления с основным металлом и между слоями, с поверхности которых не удалялся шлак. Это, однако, не указывает на
необходимость обязательного удаления шлака после наложения каждого шва. При многопроходной полуавтоматической сварке без зачистки каждого шва после его наложения, можно получить сварное соединение, не имеющее крупных неметаллических включений при следующих условиях:
а) при наплавке каждый последующий шов должен перекрывать предыдущий не менее чем на 1/3 ширины;
б) периодически после наложения 3-4 слоев удалять шлак. Последнее вызвано тем, что с увеличением количества слоев увеличивается и количество образующегося на поверхности швов шлака.
Ударная вязкость зоны сплавления, а также механические свойства многопроходных швов, выполненных при соблюдении указанных условий, практически не отличаются от свойства швов, с которых после наложения каждого слоя удалялся шлак (табл. ниже).
Ударная вязкость сварного соединения, выполненного без междуслойной зачистки швов от шлака (сталь Ст3; проволока Св.-10ГС):
Таким образом, сварка в углекислом газе позволяет значительно снизить объем работы на зачистку швов от шлака, необходимую при ручной сварке, и в некоторых случаях при сварке под флюсом (многослойные швы при глубокой разделке).
Список использованной литературы
1. Технологичность конструкции изделия. Справочник / Под ред. Ю.Д.Амирова. - М.: Машиностроение, 1986. - 368 с.
2. Акулов, А.И. Технология и оборудование сварки плавлением и термической резки. – М.: Машиностроение, 2003. – 560 с.
3. Сварочные материалы для дуговой сварки: Справочное пособие в 2 т. Т.1. Защитные газы и сварочные флюсы. / Под ред. Н.Н. Потапова. - М.: Машиностроение, 1989. - 544 с.
4. ГОСТ 14771-76. Сварка, пайка и термическая резка металлов.