Сварка в защитных газах

Этот процесс находит широкое применение при изготовлении как тонколистовых конструкций из низкои среднелегированных высокопрочных сталей, так и конструкций из металла средней и большой толщины. Конструктивные элементы подготовки кромок под сварку в среде защитных газов следует выполнять в соответствии с требованиями ГОСТ 14 771–76. В зависимости от разновидностей способа сварки в защитных газах подготовка кромок должна быть различной.

При сварке теплоустойчивых сталей используют в основном два способа сварки в защитных газах: аргонодуговую сварку неплавящимся вольфрамовым электродом и дуговую сварку плавящимся электродом в среде С0₂.

Ручную аргонодуговую сварку применяют как в заводских, так и в монтажных условиях при сварке корневых слоев кольцевых швов труб поверхностей нагрева котлов и паропроводов, когда сварку осуществляют без подкладных колец. Автоматическую сварку используют главным образом для сварки неповоротных стыков паропроводов в условиях монтажа. При этом для сварки хромомолибденовых сталей применяют присадочные проволоки Св-08ХМ, Св-08ХГСМА, а для сварки хромомолибденованадиевых сталей — Св-()8ХМФА и Св-08ХГСМФА.

При сварке в углекислом газе в составе проволоки обязательно, кроме легирующих элементов, должны присутствовать элементыраскислители — кремний и марганец (иногда титан). Поэтому при сварке хромомолибденовых сталей применяют сварочную проволоку Св-08ХГСМА, а для сварки хромомолибденованадиевых сталей — проволоку Св-08ХГСМФА.

К технологическим особенностям сварки закаливающихся высокопрочных сталей в защитных газах следует отнести тщательную осушку газа с целью предельного снижения содержания водорода в металле шва, а также использование режимов и техники сварки, обеспечивающих понижение скорости остывания сварных соединений. Эти меры необходимы для повышения стойкости сварных соединений против образования трещин. В качестве защитных газов применяют преимущественно С0₂ и Аг, а также смесь Аг + С0₂.

Сварку в Аг производят неплавящимся вольфрамовым электродом и в меньшей мере — плавящимся электродом, в основном для изготовления ответственных конструкций из среднелегированных высокопрочных сталей. Сварку в С0₂ и смеси Аг +С0₂, как правило, осуществляют плавящимся электродом. При этом для сварки используют проволоки Св-ЮГСМТ, Св-10ХГСН2МТ, Св-08ХЗГ2СМ и др. Режимы сварки выбирают обычно такие же, как и для низколегированных сталей. Металл толщиной до 4 мм сваривают без разделки кромок за один проход, а толщиной более 4 мм — с разделкой кромок за несколько проходов. Сварку металла толщиной до 10 мм выполняют без предварительного подогрева, а более 10 мм — с предварительным подогревом.

Иногда для исключения подогрева и термообработки при сварке среднелегированных высокопрочных сталей в защитных газах (в большинстве случаев инертных или их смесях с активными газами) используют низкоуглеродистые легированные проволоки, например Св-ОЗХГНЗМД или аустенитные высоколегированные — Св-08Х20Н9Г7Т, Св-08Х21Н10Г6, Св-10Х16Н25АМ6 и др. Однако при этом равнопрочности металла шва и свариваемой стали получить не удается. Обеспечить равнопрочность сварного соединения 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 относительной толщиной мягкой прослойки. Эффект контактного упрочнения в наиболее полной степени может быть реализован при применении так называемой щелевой разделки, представляющей собой стыковое соединение с относительно узким зазором.

Отсутствие толстой шлаковой корки на поверхности шва позволяет выполнять многопроходную полуавтоматическую сварку в защитных газах короткими и средней длины участками (каскадом, горкой), сократить до минимума перерыв между наложением слоев многослойного шва и тем самым обеспечить образование благоприятной структуры в околошовной зоне. Все это позволяет успешно применять сварку в защитных газах для соединения металла средней и большой толщины и в ряде случаев отказаться от предварительного подогрева.

Высокое качество сварных соединений из закаливающихся высокопрочных сталей толщиной 3…5 мм достигают применением автоматической аргонодуговой сварки с поперечными перемещениями неплавящегося электрода. Как правило, предусматривают выполнение сварного соединения в два слоя. Первый слой выполняют без присадки с полным проплавлением кромок стыка и формированием обратного валика. Сварку осуществляют без поперечных перемещений электрода. Для увеличения глубины проплавления иногда привлекают активирующие флюсы, которые наносят тонким слоем на свариваемые кромки посредством прочерчивания узкой полоски специальным стержнемкарандашом. При сварке второго слоя неплавящемуся электроду придают низкочастотные поперечные колебания (3…4 кол/с амплитудой 2,5…3,5 мм) и осуществляют механическую подачу присадочной проволоки. Возможен и третий слой со стороны обратного валика, который выполняют также с поперечными колебаниями электрода, но без подачи присадочной проволоки на небольшом режиме для обеспечения плавного перехода от металла обратного валика к основному металлу. Для сварки сталей 25ХГСА, ЗОХГСА в качестве присадочных материалов применяют проволоки марок Св-18ХМА, Св-18ХГС. Для сталей 30Х2ГСНВМА, 42Х2ГСНМА широко используют проволоки Св- 20Х2ГСНВМ, Св-20ХСНВФАВД.