Особенности сварки и наплавки в среде углекислого газа. Особенности сварки и наплавки в среде аргона. Техника безопасности при выполнении сварочно-наплавочных работ

В качестве защитных газов при сварке используются аргон, углекислый газ, смеси газов и водяной пар.

Из-за высокой стоимости аргона наибольшее распространение на заводах сварных строительных и машиностроительных конструкций получила сварка и наплавка в среде углекислого газа. Восстановление деталей сваркой и наплавкой в среде углекислого газа используется в основном для ремонта тонкостенных деталей кабин, кузовов и оперения.

Углекислый газ, подаваемый в зону сварки, оттесняет воздух и тем самым защищает сварной шов от азота и кислорода. Однако углекислый газ при высокой температуре электрической дуги (до 6000оС) разлагается на окись углерода и кислород, поэтому выгорают углерод и легирующие элементы в наплавляемом металле . Негативные последствия этого устраняются применением специальной сварочной проволоки Св-08ГС, Св-10ГС и др. диаметром 0,8-1,2 мм., содержащие легирующие добавки кремния, титана и марганца.

Достоинствами наплавки в среде углекислого газа являются :

1-плотный, ровный и красивый сварной шов, нет шлаковой корки и не требуется последующая механическая обработка ,металл шва менее чувствителен к коррозии;

2-высокая производительность труда (в 1,5-2,5 раза выше, чем при ручной электродуговой сварке);

3-хорошие условия для визуального наблюдения сварщиком за процессом сварки;

4-небольшое коробление детали из-за хорошего охлаждения ее газом.

В качестве недостатков можно назвать относительно большое разбрызгивание металла и сравнительно низкие механические свойства сварного шва.

Для сварки (см рисунок ) пользуются углекислотой, поставляемой в баллонах объемом 40 литров. Этого количества газа достаточно на 15-20 часов работы. Чтобы влага, содержащаяся в углекислоте, не вызывала разбрызгивание металла при сварке предусмотрен осушитель газа (медный купорос). В качестве редуктора используется обыкновенный кислородный редуктор. Сварка в углекислой среде производится током обратной полярности. Расход углекислого газа 400-500 л/мин. получается узкий и глубокий шов и малая зона термического влияния.

Сварка аргоном

На сегодняшний день непрерывно возрастают требования к качеству изготавливаемой продукции. Сварка в среде защитных газов, в частности, сварка аргоном используется для наиболее полного удовлетворения запросов заказчиков в изготовлении различных металлоконструкций строительного и бытового назначения.

Сварка в среде защитного газа аргона с использованием в качестве источника нагрева электрической дуги – называется аргонодуговой. При этом основная функция инертного газа – защитить металл от влияния кислородной среды. В некоторых исключительных случаях аргон может быть заменён гелием, Но, учитывая высокую стоимость этого газа, целесообразность такой замены невелика.

Процесс, в ходе которого осуществляется сварка аргоном, основан на возникновении дуги между неплавящимся вольфрамовым электродом и свариваемым изделием. Электрод помещен в токопроводящем устройстве горелки и окружен керамическим соплом. Под воздействием электрической дуги происходит расплавление свариваемых кромок – образуется единая расплавленная ванна. Аргон нагнетается по токоведущему устройству и под его давлением вытесняется кислород, при этом сама сварочная ванна остаётся защищенной от окисления и азотирования. Благодаря тому, что электрическая дуга сжата и сконцентрирована на малой поверхности в зоне плавления достигается очень высокая температура (4000...6000°C). При этом виде сварки в дугу подаётся присадочный металл – присадочная проволока, технологически свариваемая с основным металлом. Подаваемый в зону дуги присадочный материал в электрическую цепь не включается. Полученный шов является единым целым со свариваемыми деталями, что гарантирует высокий уровень прочности, герметичности и долговечность изделия.

В ряде случаев при сварке алюминия и нержавеющих сталей применяется аргонная сварка с использованием плавящихся электродов. Правда, объем такого применения достаточно невелик.

При сварке неплавящимся электродом зажигание дуги не происходит путем касания к изделию. Это обусловлено двумя причинами. Аргон имеет высокий потенциал ионизации, что сильно усложняет ионизацию дугового промежутка за счет возникновения искры между электродом и изделием. Кроме того, при касании вольфрамовый электрод загрязняется и начинает интенсивно оплавляться. Поэтому при таком способе сварки для зажигания дуги необходимо параллельное подключение к источнику питания специального устройства – осциллятора.

Через осциллятор идет передача на электрод высокочастотных высоковольтных импульсов, ионизирующих дуговой промежуток и обеспечивающих после включения тока зажигание дуги. При работе на переменном токе после зажигания осциллятор переходит в режим стабилизации и в дальнейшем передаёт импульсы только при смене полярности. Таким образом, обеспечивается устойчивое горение и предотвращается деионизация дугового промежутка.

В случае, если сварка аргоном ведется на постоянном токе, количество тепла на катоде и аноде неравномерно. Так, например, при силе тока до 300А на аноде выделяется до 70% тепла, а на катоде только 30%. Учитывая этот фактор, для достижения максимального эффекта проплавления при минимальном разогреве электрода, почти всегда применяется прямая полярность. Исключение составляет алюминий.

Для более активной защиты металла и устранения пористости, иногда, используется аргон с добавкой 35% кислорода. Чистый аргон не обеспечивает полной защиты от влаги, загрязнений и различных включений. А, химическая реакция кислорода с вредными примесями приводит к их выгоранию либо превращению во всплывающие на поверхности сварочной ванны соединения, что и предотвращает пористость.

Работы, в которых используется сварка аргоном, могут проводиться как в ручном режиме – присадочный пруток и горелка находятся в руках сварщика, так и в автоматическом – перемещение присадочной проволоки и горелки происходит без его непосредственного участия.

Каждому виду аргонодуговой сварки присущи свои особенности. Выбор вида сварки определяется типом конструкции и применяемым оборудованием.