Сварка в защитных газах.

Высокое качество сварных соединений толщиной 3 ... 5 мм достигается при аргонодуговой сварке неплавящимся электродом. При выборе присадочно-го материала (электродной прово­локи) для дуговой сварки в среде защитных газов следует руководство­ваться табл. 7.6. Первый слой выполняют без присад-ки с полным прова­ром кромок стыка и обратным валиком, второй - с попереч-ными низко­частотными колебаниями электрода и механической подачей приса-доч­ной проволоки. Возможен и третий слой с поперечными колебаниями элек-трода без присадочной проволоки со стороны обратного формирова­ния на не-большом режиме для обеспечения плавного перехода от шва к основному ме-таллу.

Для увеличения проплавляющей способности дуги при аргонодуго­вой сварке сталей применяют активирующие флюсы (АФ). Применение АФ повы-шает проплавляющую способность дуги, что обеспечивает воз­можность исклю-чения разделки кромок при толщинах 8 ... 10 мм. Для сварки сталей применяют флюс, представляющий собой смесь компонен­тов (SiO₂, NaF, ТiO₂, Ti, Сг₂О₃). Сварка с АФ эффективна при механизи­рованных способах для получения рав-номерной глубины проплавления. Неплавящийся электрод при сварке с АФ вы-бирают из наиболее стойких в эксплуатации марок активированного вольфра-ма. Сочетают примене­ние АФ с поперечными низкочастотными колебаниями электрода при выполнении поверхностных слоев шва для обеспечения плавно-го пере­хода от шва к основному металлу. После сварки, не позднее чем через30 мин, сварные соединения с ферритными швами подвергают высокому отпуску при 600 ... 650 °С в течение 2 ч. Затем производится окончатель­ная термическая обработка по режиму основного металла.

Сварка плавящимся электродом в среде защитных газов находит широ­кое применение при изготовлении конструкций из среднелегированных высокопро-чных сталей средней и большой толщины. Конструктивные элемен­ты подготов-ки кромок под сварку в среде защитных газов следует выполнять в соответст-вии с требованиями ГОСТ 14771-76 (в ред. 1989 г.). В зависимо­сти от разно-видности способа сварки в защитных газах подготовка кромок должна быть различной.

При сварке в инертных газах в сварочной ванне могут протекать метал-лургические процессы, связанные с наличием в ней растворенных га­зов и ле-гирующих элементов, внесенных из основного или присадочного металла. При использовании смесей инертных газов с активными возни­кают металлургичес-кие взаимодействия между элементами, содержащи­мися в расплавленном ме-талле, и активными примесями в инертном газе.

Если в сварочной ванне содержится некоторое количество кислоро­да, то при высоких концентрациях углерода будет протекать реакция окисления его. Если концентрация углерода в сварочной ванне в период кристаллизации будет достаточно высокой, то при отсутствии или недос­татке других раскислителей реакция образования СО будет продолжать­ся, что может вызвать порообразо-

вание. Возникновению пор способству­ет также и водород, содержание которо-

го при малой степени окисленности ванны может быть достаточно высоким.

Для подавления реакции окисления углерода в период кристаллиза­ции металла шва в сварочной ванне должно содержаться достаточное количество раскислителей, например кремния или марганца. Наряду с этим устранение пор при отсутствии раскислителей при сварке с защитой аргоном может быть достигнуто некоторым повышением степени окис-ленности ванны за счет добавки к аргону кислорода (до 5 %) или углеки­слого газа (до 25 %) в смеси с кислородом (до 5 %). При этом интенси­фицируется окисление углерода в зоне высоких температур (в головной части сварочной ванны), усиливается его выгорание, вследствие чего концентрация углерода и содержание кислорода в сварочной ванне к мо­менту начала кристаллизации уменьшаются и тем самым прекращается образование СО.

При сварке среднелегированных высокопрочных сталей в защитных газах (в большинстве случаев инертных или их смесях с активными) ис­пользуют низ-коуглеродистые легированные и аустенитные высоколеги­рованные проволоки, например Св-10ХГСН2МТ, Св-ОЗХГНЗМД, Св-08Х20Н9Г7Т,

Св-10Х16Н25АМ6, Св-08Х21Н10Г6 (табл. 7.6).

Однако равнопрочности металла шва и свариваемой стали получить не удается. Обеспечить равнопрочность сварного соединения и основного металла можно за счет эффекта контактного упрочнения мягкого металла шва. В этом случае работоспособность сварного соединения при данном соот­ношении свойств мягкой прослойки - шва и основного металла опреде­ляется относите-льной толщиной мягкой прослойки.

В наиболее полной степени эффект контактного упрочнения может быть реализован при применении так называемой щелевой разделки, представляю-щей собой стыковые соединения с относительно узким зазором.

Отсутствие толстой шлаковой корки на поверхности шва позволяет вы-полнять полуавтоматическую сварку в защитных газах короткими и средней длины участками (каскадом, горкой), сократить до минимума перерыв между наложением слоев многослойного шва. Возможно при­менять автоматическую двух- или многодуговую сварку дугами, горя­щими в различных плавильных пространствах таким образом, чтобы теп­ловое воздействие от выполнения пос-ледующего слоя на околошовную зону предыдущего происходило при необ-ходимой температуре. Все это позволяет регулировать термический цикл и по-лучать наиболее благо­приятные структуры в околошовной зоне.