2.4. Сварка открытой дугой

Автоматическая сварка под флюсом, несмотря на целый ряд положительных ка­честв, имеет существенный недостаток: она практически эффективна только при нижнем положении сварного соединения и длине шва более 1,5 м, вследствие чего недостаточно мобильна. Значительно удобнее для сварки в различных пространственных положениях механизированная сварка открытой дугой, в первую очередь в среде защитных газов, а также порошковой прово­локой.

2.4.1. Сущность способа сварки в среде защитных газов.

Сварка в защитном газе (рис. 2.2) заключается в том, что в зону сварки специально подается газ 3, который окружает зону сварки и защищает жидкий металл от воздействия окружающего воз­духа.

Сварка может выполняться неплавящимся (рис. 2.3,а), обычно вольфрамовым, или плавящимся (рис. 2.3,6) электродом. Для защи­ты применяются три группы газов: инертные (аргон, гелий); ак­тивные (углекислый газ, азот, водород и др.); смеси газов инерт­ных, активных или первой и второй группы. Выбор защитного газа определяется химическим составом свариваемого металла; требова­ниями, предъявляемыми к свойствам сварного соединения; экономичностью процесса и т.п. В нашей стране наиболее распространено применение аргона и углекислого газа.

Рис. 2.3. Схема сварки в защитных газах:

а - неплавящимся и б - плавящимся электродом; 1 - сварочная дуга; 2 - плавящийся электрод; 3 - газ; 4 - газовая горелка (сопло); 5 - при­садочная проволока; 6 - неплавящийся электрод

Аргонодуговой сваркой можно сваривать неплавящимся и пла­вящимся электродами. Сварку неплавящимся электродом применяют, как правило, при соединении металла толщиной 0,5 - 6 мм; плавя­щимся электродом - от 1,5 мм и более. Сварку неплавящимся элек­тродом ведут на постоянном токе прямой полярности или на пере­менном токе. Сварку в аргоне плавящимся электродом выполняют на постоянном токе обратной полярности («+» на электроде).

Сварку в углекислом газе выполняют только плавящимся электродом (кислород, входящий в состав газа, окисляет вольфрамовый электрод и быстро его разрушает), на постоянном токе обратной полярности. При применении СО₂ в качестве защитного газа необходимо учитывать некоторые металлургические особенности процесса сварки, связанные с окислительным действием СО₂. При высоких температурах СО₂ диссоциирует на оксид углерода СО и кислород О, который, если не принять специальных мер, приводит к окислению свариваемого металла и легирующих элементов. Окислительное действие О нейтрализуется введением в проволоку дополнительного количества раскислителей – марганца и кремния.

Сварка в защитных газах имеет следующие преимущества: высо­кую степень защиты расплавленного металла от воздействия воздуха; отсутствие на поверхности шва при применении аргона оксидов и шлаковых включений; возможность ведения процесса во всех прост­ранственных положениях; возможность визуального наблюдения за процессом формирования шва и его регулирования; более высокую производительность процесса, чем при ручной дуговой сварке; относительно низкую стоимость сварки в углекислом газе.

К недостаткам способа относятся необходимость применения защитных мер против световой и тепловой радиации дуги; возмож­ность нарушения газовой защиты при сдувании струи газа движением воздуха; потери металла на разбрызгивание; наличие газовой ап­паратуру (баллоны, редукторы и т.д.).

Сварка в атмосфере защитных газов в зависимости от степени механизации процессов подачи присадочной или сварочной проволоки и перемещения сварочной горелки может быть ручной, механизиро­ванной и автоматической.