Металлургические процессы при сварке в инертных газах и их смесях
Из инертных газов наиболее широко используют при сварке аргон Аг, а также гелий Не. Плотность аргона составляет 1,783 кг/м3, т. е. значительно больше воздуха, и это облегчает получение струйной защиты. Гелий в 10 раз легче аргона, и для использования при сварке требуется больший его расход, чем аргона, что повышает стоимость сварочного процесса. Наряду со струйной, применяют более эффективную камерную защиту, т. е. выполняют сварку в камерах с контролируемой атмосферой. Аргон и гелий не образуют химических соединений с металлами и не растворяются в них, что обусловлено заполненностью внешних электронных оболочек атомов у этих газов. Однако при сварке имеют место процессы окисления, азотирования, наводороживания, а также растворения газов и вредных примесей в сварочной ванне. Эти процессы связаны с несовершенством газовой защиты зоны сварки и прониканием в нее атмосферного воздуха. Кроме того, неизбежное присутствие даже небольших концентраций вредных примесей в инертных газах, наличие окисленных поверхностных слоев на кромках металла и сварочной проволоки способствуют образованию оксидов, нитридов и других веществ, заметно ухудшающих физико-механические свойства сварных соединений из высокоактивных металлов.
Чистота аргона, поставляемого для сварки, достаточно высока. Различают аргон высшего сорта и первого сорта. В зависимости от сорта аргона в нем содержится различное количество вредных примесей (Н20, С02, N2, 02). Это необходимо учитывать при сварке различных легированных сталей или цветных сплавов, содержащих те или иные легирующие добавки. Для повышения чистоты применяемого аргона его следует пропустить через аппарат, содержащий стружку титана, нагретую до 770 К, в котором развиваются следующие реакции:
ЗТі + 2Н20 <=> ТЮ2 + 2ТіН2;
Ті + 02<=±ТІ02; (10.23)
2Ті + N2<=i2TiN.
Таким способом можно удалить из аргона следы влаги, кислорода и азота.
