Электрогазосварка. Электросварка. Газосварка

§ 64. Сварка в инертных газах и азоте

Сварка в инертных газах. Сварка в аргоне и гелии выполняется как плавящимся, так и неплавящимся (вольфрамовым) электродом (рис. 94).

Аргоно-дуговую сварку применяют для соединения легированных сталей, цветных металлов и их сплавов, ее выполняют постоянным (рис. 95) и переменным (рис. 96) током плавящимся и неплавящимся электродами. Упрощенная схема поста механизированной сварки приведена на рис. 97.

Схема горения дуги в инертных газах

При ручной аргоно-дуговой сварке конец вольфрамового электрода затачивают на конус. Длина заточки, как правило, должна быть равна двум-трем диаметрам электрода.

Дуга зажигается на специальной угольной пластине. Зажигание дуги на основном металле не рекомендуется из-за возможности загрязнения и оплавления конца электрода.

Для возбуждения дуги можно применить источник питания с повышенным напряжением холостого хода или дополнительный источник питания с высоким напряжением (осциллятор), так как потенциал возбуждения и ионизации инертных газов значительно выше, чем кислорода, азота или паров металлов. Дуговой разряд инертных газов отличается высокой стабильностью.

Упрощенная схема ручной аргонно-дуговой сварки постоянным током

Упрощенная схема ручной аргонно-дуговой сварки переменным током

Характерной особенностью аргоно-дуговой сварки неплавящимся вольфрамовым электродом при использовании переменного тока является возникновение в сварочной цепи составляющей постоянного тока, величина которой может достигать 50% от величины эффективного значения переменного тока сварочной цепи. Выпрямление тока, т. е, появление составляющей постоянного тока, зависит от размеров и

формы вольфрамового электрода, материала изделия и режимов сварки (величины тока, скорости сварки и длины дуги). Появление в сварочной цепи составляющей постоянного тока особенно отрицательно сказывается на
Схема поста механизированной сварки плавящимся электродом
процессе сварки и качестве сварных соединений из алюминия и его сплавов.

При чрезмерной величине составляющей постоянного тока нарушается стабильность горения дуги, резко ухудшается чистота поверхности наплавляемого металла, появляются подрезы, чешуйчатость и снижается прочность сварных соединений и пластичность металла шва. Устранение составляющей постоянного тока в сварочной цепи переменного тока является первостепенным условием для получения качественных сварных соединений.

Схема расположения присадочной проволоки и горелки по отношению к свариваемому изделию
Гелие-дуговая сварка имеет одинаковый принцип работы с аргоно-дуговой сваркой, поэтому отдельно не рассматривается.

Аргоно-дуговой сваркой можно выполнять все виды соединений: стыковые, тавровые, нахлесточные и угловые.

Для защиты металла шва со стороны корня и обеспечения формирования обратной стороны шва поддувают защитные газы (создание избыточного давления защитного газа со стороны корня шва). При сварке титана, алюминия и их сплавов для поддува применяют аргон или в особых случаях — гелий — при сварке титана. При сварке нержавеющих сталей применяют аргон, азот, углекислый газ и смесь азота с водородом (азота— 93%, водорода —7%).

Ручную аргоно-дуговую сварку выполняют без колебательных движений горелки, которые не рекомендуется применять из-за возможности нарушения защиты зоны сварки. Угол между осью мундштука аргоно-дуговой горелки и плоскостью свариваемого изделия должен быть 75—80° (рис. 98). При садочную проволоку располагают под углом 90° относительно оси мундштука горелки, а угол между проволокой и изделием должен быть 15—20°.

Употребление газовых смесей вместо технически чистых газов аргона или гелия в некоторых случаях повышает устойчивость горения сварочной дуги, уменьшает разбрызгивание металла, улучшает формирование шва, увеличивает глубину проплавления, а также воздействует на перенос металла и увеличивает производительность сварки.

Для сварки используются гелий и аргон — инертные газы, не образующие с другими элементами химических соединений, за исключением некоторых гидридов, устойчивость которых находится только в узких интервалах температуры и давления. В промышленности гелий получают из природных газов путем их сжижения.

Аргон несколько тяжелее воздуха, поэтому струя его хорошо защищает дугу и зону сварки. Дуга в аргоне отличается высокой стабильностью.

По ГОСТ 10157—62 аргон вырабатывают трех составов (табл. 43).

Сварка в азоте. При сварке меди и некоторых типов нержавеющих сталей для защиты зоны дуги можно использовать азот, полученный путем ректификации воздуха на кислородных установках. Азот инертен по отношению к этим материалам. Хранят и транспортируют азот в стальных баллонах черного цвета с желтой кольцевой полосой при давлении 150атм.

Состав аргона различных марок При азотно-дуговой сварке электродами служат угольные или графитные стержни, применять вольфрамовые стержни нецелесообразно, так как образующиеся на их поверхности нитриды вольфрама легкоплавки, вследствие чего расход вольфрама резко возрастает. При азотно-дуговой сварке угольным электродом напряжение дуги должно быть 22—30в.Сварку выполняют постоянным током прямой полярности, диаметр угольного электрода 6—8ммпри токе 150—500а.Расход азота составляет 3—10л/мин.Установка для сварки в азоте аналогична установке для сварки в аргоне. Горелка должна иметь специальные сменные наконечники для закрепления угольных стержней.

Вопросы для самопроверки
  1. Какие газы являются инертными и какие активными?
  2. Для чего применяют поддув обратной стороны шва?

вверх страницы