Сварка в защитных газах

Требования к конструктивным элементам подготовки кромок под сварку и геометрическим размерам сварных швов различных типов регламентируются ГОСТ 14 771–76.

Наиболее распространенным защитным газом при сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей является углекислый газ. В последнее время для защиты расплавленного электродного металла и металла сварочной ванны расширяется объем использования смеси газов: С0₂ + 0₂ (до 20…30% 0₂), Аг + С0₂ (до 25% С0₂), Аг + 0₂ + С0₂ (до 3…7% 0₂ и до20% С0₂).

Смеси Аг + С0₂ и Аг + С0₂ + 0₂ практически равноценны по своим сварочно-технологическим свойствам. Их технологические преимущества проявляются в том, что возможен струйный и управляемый перенос металла, малы потери на разбрызгивание, более благоприятная форма швов — меньше выпуклость сварного шва, металл швов характеризуется более высокой ударной вязкостью при низких температурах.

Смесь СО? + 0₂ по сравнению с С0₂ обеспечивает хорошее формирование шва и лучший внешний вид, стабильность процесса сварки, уменьшение разбрызгивания. Кроме того, добавки в смесь кислорода связывают водород и тем самым уменьшают его влияние на образование пор.

Сварку в углекислом газе и его смесях выполняют плавящимся электродом. Для выполнения коротких разноориентированных швов применяют механизированную сварку, для сварки протяженных швов — автоматическую.

В некоторых случаях для сварки в углекислом газе используют неплавящийся угольный или графитовый электрод. Однако этот способ находит ограниченное применение.

При сварке в углекислом газе раскисление расплавленного металла сварочной ванны марганцем и кремнием осуществляется за счет электродной проволоки, поэтому при сварке низкоуглсродистых и низколегированных сталей используют легированные электродные проволоки марок Св-08ГС и Св-08Г2С диаметром 0,5…3,0 мм.

Параметры режима сварки в углекислом газе и его смесях изменяются в широких пределах в зависимости от применяемых сварочных материалов, оборудования, квалификации сварщика. Для практических целей при выборе режимов можно пользоваться справочными данными, выбирая значения параметров из указанного диапазона. Например, рекомендуемые режимы сварки в углекислом газе стыковых соединений низкоуглеродистых и низколегированных сталей приведены в табл. 1.

При автоматической и механизированной сварке швов, расположенных в различных пространственных положениях, обычно используют электродную проволоку диаметром до 1,2 мм; при сварке в нижнем положении — диаметром 1,2…3,0 мм. Автоматическую сварку в нижнем положении можно выполнять при максимальном значении сварочного тока, указанном в табл. 1. Механизированную сварку в нижнем положении выполняют при средних значениях тока и минимальном значении напряжения дуги.

Таблица 1.

Типовые параметры режима сварки в углекислом газе стыковых швов иизкоуглеродистых и низколегированных сталей в нижнем положении

Сварка с разделкой кромок, ши двухсторонняя сварка.

Свойства сварных соединений из низкоуглеродистых и низколегированных сталей, выполненных сваркой в углекислом газе и его смесях, зависят от марки и диаметра использованной электродной проволоки, состава и свойств основного металла и режима сварки. Так, при сварке низкоуглсродистых и низколегированных сталей в углекислом газе и его смесях электродными проволоками марок Св-08ГС и Св-08Г2С диаметром до 1,2 мм металл шва углеродистых сталей общего назначения и низколегированных марок 10ХСНД, 15ХСНД и 14ХГС обладает высокими механическими свойствами, такими же как при использовании электродов типа Э-50А. При использовании проволок повышенных диаметров (1,6…3,0 мм) несколько снижается ударная вязкость металла шва. Для получения швов с высокой ударной вязкостью при выполнении сварки проволоками диаметром 1,6 мм и более обычно используют только проволоку Св-08Г2С, которую рекомендуется прокалить в течение 1,5…2 часов при температуре 200…250 °С для удаления водорода и азота.

Увеличение напряжения дуги может повышать угар легирующих элементов и приводить к снижению механических свойств металла шва, а применение повышенных значений силы сварочного тока — к снижению показателей пластичности и ударной вязкости сварного соединения. Свойства металла шва, выполненного на обычных, рекомендуемых режимах (см. табл. 1), соответствуют свойствам металла шва, выполненного электродами типа Э-50А.

Повышение коррозионной стойкости швов в морской воде достигается использованием электродных проволок марок Св-08ХГ2С и Св-10ХГ2С.

При неизбежных нарушениях газовой защиты (при сварке на открытых площадках, при значительных зазорах и др.) для сварки в углекислом газе углеродистых и низколегированных сталей рекомендуется использовать электродную проволоку Св-20ГСЮТ.

В промышленности находит применение и сварка в углекислом газе порошковыми проволоками как рутил-флюоритного типа марок ПП-АН4, ПП-АН9, ПП-АН22, гак и рутилового — ПП-АН8, ПП-АН10, ПП-АН21 и др. Применение этих проволок для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей позволяет в более широком диапазоне варьировать состав и свойства металла шва, улучшать его формирование.