11.3. Сварка в аргоне

Сварка в аргоне применяется преимущественно для изделий из более дорогих сортов металла: специальных сталей, легких сплавов алюминиевых и магниевых, титана и пр. Алюминиевые и магниевые сплавы свариваются без флюсов и не требуют последующей очистки от остатков флюса, что является крупным преимуществом.

Сварка в аргоне очень высокопроизводительна, в особенности на металле малых и средних толщин (2-8 мм). Она возможна во всех пространственных положениях, место сварки доступно визуальному наблюдению, качество сварного соединения высоко. Аргон - почти идеальный защитный газ - не оказывает вредное влияние на металл, не растворяется в металле, негорюч, неядовит. Единственный недостаток аргона - он дорог; технология его производства очень трудоёмка, а для сварки требуется аргон высокой чистоты.

11.4. Сварка в углекислом газе

Углекислый газ СО₂ в 1,5 раза тяжелее воздуха (значительный удельный вес-преимущество для защитного газа), неядовит, негорюч, недефицитен, сравнительно дешев. Под давлением может быть превращен в жидкость, доставляемую в баллонах. При высокой температуре диссоциирует – СО₂ = СО + О.

СО₂ и СО практически нерастворимы в металлах. СО₂ окисляет металл по реакции СО₂ + Ме =МеО + СО

Окислительное действие СО₂ при сварке можно довольно легко нейтрализовать, вводя в электродный металл некоторый избыток раскислителей, марганца и в особенности кремния.

Способ обеспечивает высокую производительность сварки, мало чувствителен к ржавчине и другим загрязнениям основного металла, за процессом сварки легко наблюдать. Недостаток способа - сильное разбрызгивание металла при токах свыше 500 А, требующее частой очистки сопла горелки. Поверхность швов имеет худший внешний вид по сравнению со сваркой под флюсом.

12. Дуговая сварка неплавящимся электродом

Неплавящийся электрод или совсем не плавится в процессе дуговой сварки, или, если и плавится, то незначительно, и его материал не принимает существенного участия в образовании наплавленного металла и сварного шва.

Сварка неплавящимся угольным электродом является старейшим способом дуговой сварки, первым изобретением Н. Н. Бернардоса. Известно несколько видов неплавящихся электродов, пригодных для использования дуговой сварки. Угольные электроды представляют собой стержни из электротехнического угля, изготовляемого прессованием порошкообразной смеси из кокса и сажи, замешанных на каменноугольной смоле. После прессования стержни длительно обжигают в специальных печах без доступа воздуха. Они матово-черного цвета, твердые.

Уголь или синтетический графит - это единственный настоящий неплявящийся электрод. Уголь может быть расплавлен только при очень высоком давлении. При нормальном атмосферном давлении при нагревании до температуры 4800⁰С уголь не плавится, а испаряясь, переходит из твердого состояния непосредственно в газообразное.

Широко применяются электроды из вольфрама - самого тугоплавкого металла; температура его плавления 3370⁰С, кипения - около 6000⁰С.

12.1. Сварка угольным электродом

В настоящее время сварка угольной дугой имеет второстепенное значение по сравнению со сваркой плавящимся металлическим электродом. Однако сварка угольной дугой все же имеет промышленное применение. Дуга зажигается между угольным электродом и основным металлом (рис. 12.1.). Обычно применяются постоянный ток и прямая полярность (минус на угольном электроде). Угольный электрод не плавится в дуге, его конец разогревается до очень высокой температуры, создающей мощную термоэлектронную эмиссию. Теплопроводность материала угольных электродов мала, пэтому возможно поддерживать высокую температуру катода и получать вполне устойчивую дугу уже при токах 3 – 5 А.

Рис. 12.1. Сварка угольной дугой

Для сварки угольной дугой применяются электроды из электротехнического угля и синтетического графита. Нормальные электроды имеют форму стержней круглого сечения диаметром 6 – 25 мм и длиной 200 - 300 мм с концом, заточенных на конус. Графитные электроды во всех отношениях лучше угольных, и их следует предпочитать.

Достаточно небольшого содержания СО в газовой смеси, чтобы заметно улучшить качество наплавленного металла. Угольный электрод можно применять для сварки различных материалов, в том числе стали, чугуна, алюминия, меди, бронзы и других металлов.