ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.10.2023
Просмотров: 241
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
| а-центральная; б-боковая; в-двумя концентрическими потоками; г- в подвижную камеру (насадку); 1-электрод; 2-защитный газ; 3, 4-наружный и внутренний потоки защитных газов; 5-насадка; 6 –распределительная сетка Рисунок 5 - Схемы подачи защитного газа в зону сварки 1.6.4 Автоматическая сварка в среде защитных газов В качестве защитных используют инертные (аргон, гелий) и активные (углекислый газ, азот) газы, а также различные смеси инертных или актив- ных газов и инертных с активными. Сварку в защитных газах можно исполь- зовать для соединения материалов различной толщины (от десятых долей до десятков миллиметров). Применение защитных газов с различными теплофи- зическими свойствами и их смесей изменяет тепловую эффективность дуги и условия ввода тепла в свариваемые кромки и расширяет технологические во- зможности процесса сварки. При сварке в инертных газах повышается стаби- льность дуги и снижается угар легирующих элементов что важно при сварке высоколегированных сталей. Заданный химический состав металла шва мо- жно получить путем изменения состава сварочной (присадочной) проволоки и доли участия основного металла в образовании шва, когда составы основ- ного и электродного металлов значительно различаются, или путем измене- ния характера металлургических взаимодействий за счет значительного из- менения состава защитной атмосферы при сварке плавящимся электродом. Сварка в среде защитных газов обеспечивает формирование швов в различ- ных пространственных положениях, что позволяет применять этот способ вместо ручной дуговой сварки покрытыми электродами. Сварку аустенитных сталей в инертных газах выполняют неплавящим- ся (вольфрамовым) или плавящимся электродом. Сварку вольфрамовым электродом производят в аргоне по ГОСТ 10157 и гелии или их смесях и применяют обычно для материала толщиной до 5—7 мм. Однако в некоторых случаях, например при сварке неповоротных стыков труб, применяют и при большой толщине стенки (до 100 мм и более). При- | ||||||
| | | | | | | |
| | | | | | 21 | |
| Изм. | Лист | № докум. | Подпись | Дата | ||
| менять этот способ необходимо также для сварки корневых швов в разделке при изготовлении ответственных толстостенных изделий. В зависимости от толщины и конструкции сварного соединения сварку вольфрамовым электродом производят с присадочным материалом или без него. Процесс осуществляют вручную с использованием специальных горе- лок или автоматически на постоянном токе прямой полярности. Исключение составляют стали и сплавы с повышенным содержанием алюминия, когда для разрушения поверхностной пленки окислов, богатой алюминием, следует использовать переменный ток. Сварку можно выполнять непрерывно горящей или импульсной дугой. Импульсная дуга уменьшает протяженность около шовной зоны и коробле- ние свариваемых кромок, а также обеспечивает хорошее формирование шва на материале малой толщины. Особенности кристаллизации металлов сваро- чной ванны при этом способе сварки способствуют дезориентации структу- ры, что уменьшает вероятность образования горячих трещин, однако может способствовать образованию около шовных надрывов. Для улучшения защи- ты и формирования корня шва используют поддув газа, а при сварке корне- вых швов на металле повышенных толщин применяют и специальные расп- лавляемые вставки. При сварке вольфрамовым электродом в инертных газах погруженной дугой увеличение доли тепла, идущей на расплавление основ- ного металла, позволяет без разделки кромок, за один проход сваривать ме- талл повышенной толщины. Однако около шовная зона расширяется, и воз- никает опасность перегрева металла. Высоколегированные стали сваривают плазменной сваркой. Преиму- ществами этого способа являются чрезвычайно малый расход защитного га- за, возможность получения плазменных струй различного сечения (круглой, прямоугольной и т.п.) и изменения расстояния от плазменной горелки до из- делия. Плазменную сварку можно использовать как для тонколистовых мате- риалов, так и для металла толщиной до 12 мм. Применение ее для соедине- | ||||||
| | | | | | | |
| | | | | | 22 | |
| Изм. | Лист | № докум. | Подпись | Дата | ||
| ния сталей большей толщины затрудняется из-за возможности образования в швах подрезов. Сварку плавящимся электродом производят в инертных, а также актив- ных газах или смеси газов. При сварке высоколегированных сталей, содер- жащих легкоокисляющиеся элементы (алюминий, титан и др.), следует испо- льзовать инертные газы, преимущественно аргон, и вести процесс на плотно- стях тока, обеспечивающих струйный перенос электродного металла. При струйном переносе дуга имеет высокую стабильность, и практически исклю- чается разбрызгивание металла, что важно для формирования швов в различ- ных пространственных положениях и для ликвидации очагов коррозии, свя- занных с разбрызгиванием при сварке коррозионно-стойких и жаростойких сталей. Однако струйный перенос возможен на токах выше критического, при которых возможно образование прожогов при сварке тонколистового ме- талла. Добавка в аргон до 3—5% О2 и 15—20% СО2 уменьшает критический ток, а создание при этом окислительной атмосферы в зоне дуги снижает ве- роятность образования пор, вызванных водородом. Однако при сварке в ука- занных смесях газов увеличивается угар легирующих элементов, а при доба- вке углекислого газа возможно науглероживание металла шва. Добавкой к аргону 5—10% N может быть повышено его содержание в металле шва. Азот является сильным аустенизатором, и таким образом можно изменить струк- туру металла шва. Для сварки аустенитных сталей находит применение им- пульсно-дуговая сварка плавящимся электродом в аргоне и смесях аргона с кислородом и с углекислым газом, обеспечивающая соединение малых тол- щин и струйный перенос металла при прохождении импульса тока. Однов- ременно импульсно-дуговая сварка вызывает измельчение структуры шва и снижение перегрева около шовной зоны, что повышает стойкость сварного соединения против образования трещин. При сварке в углекислом газе низкоуглеродистых высоколегированных сталей с использованием низкоуглеродистых сварочных проволок, при исхо- | ||||||
| | | | | | | |
| | | | | | 23 | |
| Изм. | Лист | № докум. | Подпись | Дата | ||
| дной концентрации углерода в проволоке менее 0,07%, содержание углерода в металле шва повышается до 0,08—0,12%. Этого достаточно для резкого снижения стойкости металла шва к межкристаллитной коррозии. Однако на- углероживание металла шва в некоторых случаях при энергичных карбидо- образователях (титане, ниобии) может оказать благоприятное действие при сварке жаропрочных сталей за счет увеличения в структуре количества кар- бидной фазы. Окислительная атмосфера, создаваемая в дуге за счет диссоциации углекислого газа, вызывает повышенное (до 50%) выгорание титана и алю- миния. Несколько меньше выгорают марганец, кремнии и другие легирую- щие элементы, а хром не окисляется. Поэтому при сварке коррозионностой- ких сталей в углекислом газе применяют сварочные проволоки, содержащие раскисляющие и карбидообразующие элементы (алюминий, титан и ниобий). Другим недостатком сварки в углекислом газе является большое разбрызги- вание металла (потери достигают 10—12%) и образование на поверхности шва плотных пленок окислов, прочно сцепленных с металлом. Это может ре- зко снизить коррозионную стойкость и жаростойкость сварного соединения. Для уменьшения возможности налипания брызг на основной металл следует применять специальные эмульсии, наносимые на кромки перед сваркой, а для борьбы с окисной пленкой эффективна подача в дугу небольшого коли- чества фторидного флюса типа АНФ-5. Применение импульсной сварки так- же позволяет несколько снизить разбрызгивание. Сварка плавящимся элект- родом в углекислом газе производится на полуавтоматах и автоматах. Сварочные проволоки, созданные для сварки в углекислом газе высоколеги- рованных аустенитных сталей, обеспечивают требуемую коррозионную стойкость и механические свойства за счет повышенного содержания титана, ниобия и элементов ферритизаторов — кремния, алюминия, хрома. Для свар- ки сталей типа 08Х18Н10Т используют проволоки Св-07Х18Н9ТЮ, Св- 08Х25Н13БТЮ. | ||||||
| | | | | | | |
| | | | | | 24 | |
| Изм. | Лист | № докум. | Подпись | Дата | ||
| Недостатками данного способа сварки являются:
Область применения сварки в среде защитных газов чрезвычайно ши- рока. Её используют для соединения узлов летательных аппаратов, трубоп- роводов, для сварки тугоплавких (титана, ниобия и т.п.) и цветных металлов (алюминий, медь). 1.6.5 Смеси защитных газов Иногда является целесообразным употребление газовых смесей. За счет добавок активных газов к инертным удается повысить устойчивость дуги, увеличить глубину проплавления, улучшить формирование шва, уменьшить разбрызгивание, повысить плотность металла шва, улучшить перенос метал- | ||||||
| | | | | | | |
| | | | | | 25 | |
| Изм. | Лист | № докум. | Подпись | Дата | ||