Дуговая сварка

Технологические особенности сварки в среде защитных газов и их смесях.

Применение дуговой сварки в среде защитных газов благодаря ее технологическим и экономическим преимуществам все больше возрастает. Технологическими преимуществами являются относительная простота процесса сварки и возможность применения механизированной сварки в различных пространственных положениях. Незначительный объем шлаков позволяет получить высокое качество сварных швов. Сварка в среде защитных газов применяется как для соединения различных сталей, так и цветных металлов. Для сварки в защитных газах кроме источника питания дуги требуют ся специальные приборы и оснастка (приспособления). Сварочный пост для сварки в среде защитного газа представлен на рис. 2.85. Сварка в защитных газах — это общее название разновидностей дуговой сварки, при которых через сопло горелки в зону горения дуги вдувается струя защитного газа. В качестве защитных газов применяют: аргон, гелий (инертные газы); углекислый газ, кислород, азот, водород (активные газы); смеси газов (Аг + С02 + 02; Аг + 02; Аг + С02 и др.). Смеси защитных газов должны удовлетворять требованиям ТУ 14-1-2079-77. Аргонокислородную смесь (Аг + l-j-5 % 02) применяют при сварке малоуглеродистых и легированных сталей. В процессе сварки капельный перенос металла переходит в струйный, что позволяет увеличить производительность сварки и уменьшить разбрызгивание металла. Смесь аргона с углекислым газом (Аг + 1(Н20% С02) также применяют при сварке малоуглеродистых и низколегированных сталей. На практике используются либо баллоны с готовой смесью газов, либо баллоны с каждым газом отдельно. В последнем случае расход каждого газа регулируется отдельным редуктором и измеряется ротаметром типа РС-3. При сварке в среде защитных газов различают следующие основные способы: сварка постоянной дугой, импульсной дугой; плавящимся электродом и неплавящимся электродом. Наиболее широко применяется сварка в среде защитных газов плавящимся и неплавящимся электродами. Сварка неплавящимся электродом в защитных газах — это процесс, в котором в качестве источника теплоты применяется дуга, возбуждаемая между вольфрамовым или угольным (графитовым) электродом и изделием. Сварка постоянным током прямой полярности позволяет получать максимальное проплавление свариваемого металла. При сварке на постоянном токе применяются источники питания с крутопадающей вольтамперной характеристикой: ВДУ-305; ВДУ-504; ВДУ-505; ВДУ-601; ВСВУ-300. В комплект сварочной аппаратуры при сварке на постоянном токе входят сварочные горелки, устройства для первоначального возбуждения сварочной дуги, аппаратура управления сварочным циклом и газовой защиты. Для того, чтобы улучшить процесс зажигания дуги в среде защитных газов используют специальные устройства первоначального возбуждения дуги. Это связано с тем, что защитные газы, попадая в зону горения дуги, охлаждают дуговой промежуток и дуга плохо возбуждается. Наиболее широко применяются устройства следующих марок: ОСППЗ-ЗООМ; УПД-1;ВИР-101; ОСПЗ-2М. При сварке в среде защитных газов на переменном токе применяют устройство для стабилизации горения дуги, например, стабилизатор-возбудитель дуги ВСД-01. Сварку можно выполнять как с присадочной проволокой, так и без присадки. При сварке плавящимся электродом в защитных газах дуга образуется между концом непрерывно расплавляемой проволоки и изделием. Сварочная проволока подается в зону горения дуги подающим механизмом со скоростью, равной средней скорости ее плавления. Расплавленный металл электродной проволоки переходит в сварочную ванну и таким образом формируется сварной шов. При этом способе сварки имеются некоторые преимущества: — обеспечивается высокая производительность сварки; — представляется возможность производить сварку при повышенной плотности мощности, при этом обеспечивается более узкая зона термического влияния; — представляется возможность механизировать процесс сварки. При сварке плавящимся электродом в среде защитных газов различают следующие две основные разновидности процесса: сварка короткой дугой и сварка длинной дугой. Сварка короткой дугой является естественным импульсным процессом и осуществляется с постоянной скоростью подачи сварочной проволоки. Особенностью этого процесса являются возникающие замыкания дугового промежутка с частотой 150 — 300 зам/с. При сварке короткой дугой наблюдается мелкокапельный перенос электродного металла с частотой, равной частоте коротких замыканий. Это дает возможность производить сварку при меньших значениях сварочного тока, повысить стабилизацию процесса сварки и снизить потери металла на разбрызгивание. Сварка длинной дугой — это процесс с редкими замыканиями дугового промежутка (3 — 10 зам/с). В зависимости от режима сварки, защитного газа и применяемых сварочных материалов наблюдаются различные способы переноса электродного металла в сварочную ванну: крупнокапельный, мелкокапельный, струйный и др. Определенным недостатком сварки плавящимся электродом в аргоне и смеси аргона с гелием является сложность поддержания струйного процесса переноса электродного металла. Для повышения стабильности сварки и улучшения формирования сварного шва к аргону добавляют до 5 % О2 или до 20 % С02.