ОСНОВЫ СВАРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Сварка в среде углекислого газа

Сварку в среде углекислого газа применяют при изготовлении различных конструкций из углеродистых и низколегированных ста­лей.

Сварку выполняют только плавящимся электродом на повы­шенных плотностях постоянного тока обратной полярности, горелка­ми с механической подачей сварочной проволоки (рис. 2.24). Ролико­вый механизм подачи 5 подает омедненную сварочную проволоку в канал токопроводящего мундштука 2. Углекислый газ подается через канал корпуса 6 горелки в сопло 3. корпус горелки электрически изо­лирован от мундштука. Для предотвращения поражения сварщика электрическим током, ручка 4 горелки выполнена из диэлектрических материалов.

Под действием высокой температуры дуги углекислый газ дис­социирует на окись углерода и свободный кислород: 2С^^2 2С^) + О2. Выделяющийся кислород окисляет: железо (образуется растворимая в жидком металле закись железа); легирующие элементы и нераствори­мые в жидком металле окислы элементов, входящих состав сваривае­мой стали. При взаимодействии с углеродом, закись железа образует нерастворимую в металле окись углерода:

O2+ 2Fe = [2FeO] ^ [FeO] + [C] = CO + Fe ^CO2 + [C] = 2 CO;

(в квадратных скобках помещены элементы и соединения раствори­мые в жидком металле). В результате, металл сварного шва получает­ся пористым с низкими механическими свойствами.

Для предотвращения пористости сварного шва применяют элек­тродную проволоку с повышенным содержанием раскисляющих при­месей (марганец и кремний) марок св 08ГС; св 10Г2С и т. п. Примене­ние раскислителей позволяет восстановить железо: FeO + Mn = Fe + MnO; 2FeO + Si = 2Fe + SiO2 (оксиды располагаются в виде тонкой шлаковой корочки на поверхности сварного шва), и получить сварной шов без газовых пор, с хорошими механическими свойствами.

Для предотвращения окисления сварочной проволоки при ее длительном хранении и обеспечения стабильного электрического кон­такта с мундштуком применяют омедненную сварочную проволоку.

Сварка в углекислом газе характеризуется средне капельным переносом жидкого металла с электрода в сварочную ванну и повы­шенным разбрызгиванием электродного металла (до 12%). Для уменьшения разбрызгивания применяются смеси газов: СО2 + (5.15)% О2; Аг + (10.20) % CO2. Добавление кислорода или замена части углекислого газа на аргон приводит к снижению поверхностной энергии (в результате - мелкокапельный перенос металла) и умень­шению разбрызгивания.

Для уменьшения окисления жидкого металла сварочной ванны, уменьшения разбрызгивания и пористости сварного шва часто ис­пользуют порошковую проволоку. Она представляет собой металли­ческую трубчатую оболочку, заполненную шлакообразующими и га­зообразующими компонентами.

Разновидностью порошковых проволок является самозащитная проволока, оболочка которой выполнена из легированной стали, а в наполнитель введены соединения редкоземельных металлов. Прово­лока обеспечивает устойчивую дугу и раскисление металла сварочной ванны. Самозащитную проволоку используют при механизированной сварке без газовой защиты дуги (в тех случаях, когда газовая защита из-за конструкции изделия недостаточно надежна или невозможна, например: сварка стыков труб нефтепроводов; подводная сварка).

Для полуавтоматической сварки в среде углекислого газа применяются режимы, приведенные в табл. 2.15.