13.2 75. Сварка неплавящемся электродом в среде инертных газов. Разновидности способов и области их применения.

По применению в промышленности развитых стран этот вид сварки является самым востребованным т.к. объём его применения достигает 45% общего объёма сварочных работ. Эта востребованность обуславливается тем, что во первых технологии сварки (ручные и механизированные) универсальны, т.е. могут применяться во всех пространственных положениях, и в широком диапазоне изменения погонных энергий, во вторых обеспечивают высокое качество сварных швов и в третьих достаточно экономичны и производительны.

Способы организации этой защиты подразделяются на камерную, струйную и канальную. Камерная газовая защита выполняется в мелких и крупных камерах от 5÷10 дм³ до 2500 м³. При камерной защите применяются инертные газы.

Струйная газовая защита осуществляется на воздухе струёй защитного газа истекающей из сопла ручной горелки, горелки для полуавтомата или головки сварочного автомата.

Канальная газовая защита осуществляется устройствами обеспечивающими защиту тыльной стороны и лицевой части разогретого до высоких температур шва.

Инертные газы -Ar, Не применяются при всех видах сварки плавлением металлов, имеющих большое химическое сродство к кислороду, азоту и водороду таких как титан, цирконий, ванадий, молибден и алюминий. Сварку активных металлов (Ti,Мо) производит так же в смесях Ar-Не. Наиболее эффективной является смесь, состоящая из 35% Hе и 65% Ar. Она сочетает в себе глубокое проплавление с хорошим формированием поверхности шва. При сварке легированных сталей неплавящимся электродом применяются так же чистые Ar и Не или их смеси.

Сварка в азотно-аргонных смесях существенно увеличивает глубину провара и тепловложения в сварочную ванну. Азот по отношению к меди является инертным газом и поэтому сварку меди и медных сплавов - латуней, бронзы производят в смеси Ar с N2. C металлургической точки зрения можно полагать, что сварка в чистых инертных газах и их смесях практически представляет собой простые переплавы электродного и основного металла без окислительных и восстановительных реакций. Химический состав шва в этом случае изменяется по отношению к присадочному и основному материалам только за счет некоторого испарения элементов.

Сварка неплавящимся электродом производится на всех свариваемых материалах - активных (Ti,Мо), цветных (Al,Сu) и сталях, от низкоуглеродистых до высоколегированных. При сварке неплавящимся электродом применяются только чистые, т.е. высших сортов и категорий инертные газы Ar и Не. В качестве неплавящегося электрода применяются прутки керамического вольфрама, поставляемые по ГОСТ 23949-80. Электроды вольфрамовые, сварочные, неплавящиеся. Технические условия". Марки вольфрамовых электродов, поставляемых промышленностью следующие: прутки из чистого вольфрама, марка ВЧ; прутки из вольфрама с добавкой окислов тория (1,0-2,5% ThO₂) марка ВТ-15; с добавкой окислов лантана La₂O₃ марка ВЛ-10 и с добавкой окислов Y₂O₃ марка ВИ.

Сварка неплавящимся вольфрамовым электродом может производиться на биполярном переменном токе или униполярном переменном (импульсном) и постоянном токе прямой полярности. Рекомендуемые значения силы тока для электродов разных диаметров при сварке в -Ar и Hе на переменном и постоянном токе прямой полярности приведены в таблице. Сварка неплавящимся электродом выполняется как вручную, так и автоматически. Для титановых сплавов применяются технологии автоматической сварки неплавящимся электродом в гелии деталей толщиной до 60 мм без присадочной проволоки и толщиной до 130 мм с применением присадочной обесточенной проволоки диаметром 3-4 мм. На остальных свариваемых материалах, в том числе и на титановых сплавах, сварка неплавящимся электродом осуществляется вручную с подачей в зону сварки присадочных прутков, формирующих шов.

Род тока	Защитный газ	Сварочный ток, А при диаметре электрода, мм
		1-2	3	4	5	6
Переменный	Аргон Гелий	20-120 10-60	100-200 60-120	150-250 100-170	200-300 150-230	250-350 200-300
Постоянный прямой полярности	Аргон Гелий	50-150 50-110	150-200 100-200	200-350 200-300	300-450 250-350	400-550 300-450

В качестве прутков при сварке сталей используются проволоки по. ГОСТ 2246-70 с химсоставом близким к химсоставу свариваемой стали.

При сварке алюминия прутки изготовляются из алюминиевых сварочных проволок, поставляемых по ГОСТ 7871-75 " Проволока сварочная из алюминия и алюминиевых сплавов"

Проволока для сварки неплавящимся электродом меди и медных сплавов поставляется по ГОСТ 16130-72 " Проволока и прутки из меди и медных сплавов на медной основе, сварочные,11, который регламентирует 9 марок проволок диаметром от 0,8 до 8 мм, а так же допускает применение в качестве присадочных материалов ряда проволок, выпускаемых по другим стандартам. При ручной сварке неплавящимся электродом титана и титановых сплавов в качестве присадки используются проволоки марок ВТ1, ВТ2, ВТ5, ОТ4-1 и др. по ГОСТ 27265-87 которые по своим прочностным и пластическим характеристикам близки к свариваемому материалу.