2.3.2 Дуговая сварка в защитных газах

Сварка в инертных газах отличается минимальным угаром легирующих элементов, что важно для сварки высоколегированных сталей. При этом способе сварки вероятность изменения состава металла шва более ограничены, чем при других способах сварки. Они возможны при выборе соответствующей марки сварочной проволоки, изменении долей участия основного и электродного металлов в формировании шва и использовании смеси газов, содержащих химически активные газы. Сварка в защитных газах возможна в различных пространственных положениях.

Сварку плавящимся электродом выполняют на постоянном токе обратной полярности, а сварку вольфрамовым электродом—на постоянном токе прямой полярности (за исключением сталей, содержащих повышенное количество алюминия, тогда сварку ведут на переменном токе).

Сварку вольфрамовым электродом осуществляют преимущественно в инертных газах или их смесях, она целесообразна для материала толщиной до 5—7 мм. Хорошее формирование обратного валика позволяет рекомендовать вольфрамовый электрод для сварки корневых швов на сталях повышенных толщин, (остальные валики могут выполняться под флюсом, покрытыми электродами или плавящимся электродом в защитных газах). Сварку можно вести непрерывно горящей или импульсной дугой, вручную, механизировано или автоматически.

Сварку плавящимся электродом выполняют полуавтоматически или автоматически в инертных, активных газах или смесях газов. При сварке сталей, содержащих легкоокисляющие элементы (алюминий, титан и др.), в качестве защитного газа рекомендуется использовать аргон. Для сварки в инертных газах необходимо выбирать силу тока, обеспечивающую струйный перенос электродного металла, что особенно полезно при сварке в вертикальном и потолочном положениях. Однако при этом на тонколистовом материале могут образоваться прожоги.

При использовании смесей аргона с кислородом и углекислым газом наблюдается повышенный угар легкоокисляющихся легирующих элементов (титан до 50 %) и возможно науглероживания металла шва. Вредное действие науглероживания на коррозионно-стойких сталях нейтрализуется увеличением содержания в металле шва титана, ниобия и ферритизаторов (кремний, алюминий, хром). Рекомендуется выбирать режимы, обеспечивающие минимальное разбрызгивание расплавленного металла. Недостатком швов, выполненных в углекислом газе, является образование на их поверхности прочной пленки окислов.

2.3.3 Сварка в углекислом газе

Окислительная атмосфера, создаваемая в дуге за счёт диссоциации углекислого газа, вызывает повышенное (до 50%) выгорание титана и алюминия. Несколько меньше выгорают марганец кремний и др., а хром не окисляется. Поэтому при сварке коррозионно-стойких сталей в углекислом газе применяют сварочные проволоки, содержащие раскисляющие и карбидообразующие элементы. Другим недостатком является большое разбрызгивание металла, (потери достигают 10-12%) и образование на поверхности окисных плёнок. Ещё один недостаток, это возможность науглероживания металла шва. Сварку производят на автоматических и полуавтоматических режимах с применением постоянного тока обратной полярности. Сварочные проволоки для сварки высоколегированных сталей, обеспечивают требуемую коррозионную стойкость за счёт повышенного содержания Ti, Nb, Al, Cr, Si.

Пониженная теплопроводность и высокий коэффициент линейного расширения обуславливают усиленное коробление конструкций и узлов из высоколегированных сталей и сплавов. Поэтому для их сварки применяют режимы, которые характеризуются минимальной концентрацией нагрева. В этом смысле лучшие результаты дает механизированная сварка под флюсом и в среде защитных газов. Поэтому сварку высоколегированных сталей и сплавов необходимо выполнять короткой дугой без колебаний конца электрода. Такая технология позволяет уменьшить угар элементов и в значительной мере предотвратить загрязнение металла шва оксидными и нитридными включениями, сохранить постоянство химического состава металла шва. С этой точки зрения преимущество остается за механизированной сваркой.

Так как данное изделие имеет сравнительно большие размеры и протяженные швы. То наиболее целесообразно для протяженных кольцевых и продольных швов применять автоматическую сварку под флюсом, а для приварки патрубков сварку в углекислом газе.