Структура сварного соединения 11 страница

При свар­ке пла­вящим­ся элек­тро­дом шов об­ра­зу­ет­ся за счет проп­лавле­ния ос­новно­го ме­тал­ла и рас­плав­ле­ния до­пол­ни­тельно­го ме­тал­ла — элек­трод­ной про­воло­ки. Фор­ма и раз­ме­ры шва по­мимо ско­рос­ти свар­ки, прос­транс­твен­но­го по­ложе­ния элек­тро­да и де­тали за­висят так­же от ха­рак­те­ра рас­плав­ле­ния и пе­рено­са элек­трод­но­го ме­тал­ла в сва­роч­ную ван­ну. Ха­рак­тер пе­рено­са элек­трод­но­го ме­тал­ла оп­ре­деля­ет­ся в ос­новном ма­тери­алом элек­тро­да, сос­та­вом за­щит­но­го га­за, плот­ностью сва­роч­но­го то­ка и ря­дом дру­гих фак­то­ров.

Ха­рак­тер пе­рено­са рас­плав­ленно­го ме­тал­ла име­ет большое зна­чение для ка­чес­твен­но­го фор­ми­рова­ния свар­но­го шва при свар­ке пла­вящим­ся элек­тро­дом в за­щит­ном га­зе. Уп­равляя этим про­цес­сом раз­личны­ми спо­соба­ми (ис­пользуя спе­ци­альные сва­роч­ные про­цес­сы), мож­но всег­да по­лучить ка­чес­твен­ное свар­ное со­еди­нение.

При свар­ке пла­вящим­ся элек­тро­дом в за­щит­ных га­зах мож­но вы­делить нес­колько ос­новных форм рас­плав­ле­ния элек­тро­да и пе­рено­са элек­трод­но­го ме­тал­ла в сва­роч­ную ван­ну:

§ цик­ли­чес­кий ре­жим свар­ки ко­рот­кой ду­гой без раз­брыз­ги­вания;

§ ре­жим свар­ки оп­ти­мизи­рован­ной ко­рот­кой ду­гой;

§ круп­но­капельный про­цесс свар­ки;

§ ре­жим им­пульсной свар­ки;

§ ре­жим струйно­го (Spray) пе­рено­са ме­тал­ла;

§ ре­жим неп­ре­рыв­но­го вра­ща­юще­гося пе­рено­са ме­тал­ла (ро­таци­он­ный пе­ренос).

Ре­жим струйно­го и круп­но­капельно­го, а так­же неп­ре­рыв­но­го вра­ща­юще­гося пе­рено­са ме­тал­ла свя­зан со срав­ни­тельно вы­сокой энер­ги­ей ду­ги и обыч­но ог­ра­ничи­ва­ет­ся свар­кой в ниж­нем и го­ризон­тальном по­ложе­нии ме­тал­ла тол­щи­ной бо­лее 3 мм. Цик­ли­чес­кий ре­жим свар­ки ко­рот­кой ду­гой без раз­брыз­ги­вания и им­пульсная свар­ка име­ют низ­кие энер­ге­тичес­кие по­каза­тели, но обыч­но поз­во­ля­ют сва­ривать ме­талл тол­щи­ной до 3 мм во всех прос­транс­твен­ных по­ложе­ни­ях.

Цик­ли­чес­кий ре­жим свар­ки ко­рот­кой ду­гой без раз­брыз­ги­вания (про­цесс свар­ки с пе­ри­оди­чес­ки­ми ко­рот­ки­ми за­мыка­ни­ями). Дан­ный про­цесс ха­рак­те­рен для свар­ки элек­трод­ны­ми про­воло­ками ди­амет­ром 0,5…1,6 мм при ко­рот­кой ду­ге нап­ря­жени­ем 15…22 В и си­ле то­ка 100…200 А. Пос­ле оче­ред­но­го ко­рот­ко­го за­мыка­ния (ста­дии 8 и 9 на рис. 3.15) си­лой по­вер­хностно­го на­тяже­ния рас­плав­ленный ме­талл на тор­це элек­тро­да стя­гива­ет­ся в кап­лю, приб­ли­жая ее к пра­вильной сфе­ре (ста­дии 1—3), соз­да­вая тем са­мым бла­гоп­ри­ят­ные ус­ло­вия для плав­но­го объеди­нения со сва­роч­ной ван­ной, в ре­зульта­те че­го дли­на и нап­ря­жение ду­ги ста­новят­ся мак­си­мальны­ми.

Рис. 3.15.Циклический режим сварки короткой дугой без разбрызгивания (1—9 — стадии процесса)

На всех ста­ди­ях про­цес­са ско­рость по­дачи элек­трод­ной про­воло­ки пос­то­ян­на, а ско­рость ее плав­ле­ния из­ме­ня­ет­ся и в ста­ди­ях 3 и 4 меньше ско­рос­ти по­дачи, по­это­му то­рец элек­тро­да с кап­лей приб­ли­жа­ет­ся к сва­роч­ной ван­не (дли­на ду­ги и ее нап­ря­жение уменьша­ют­ся) до ко­рот­ко­го за­мыка­ния (ста­дия 4). Во вре­мя ко­рот­ко­го за­мыка­ния кап­ля рас­плав­ленно­го элек­трод­но­го ме­тал­ла пе­рехо­дит в сва­роч­ную ван­ну, да­лее про­цесс пов­то­ря­ет­ся.

При ко­рот­ком за­мыка­нии рез­ко воз­раста­ет сва­роч­ный ток — до 150…200 А и уве­личи­ва­ет­ся сжи­ма­ющее действие элек­тро­маг­нитных сил (ста­дии 6, 7), сов­мес­тное действие ко­торых раз­ры­ва­ет пе­ремыч­ку жид­ко­го ме­тал­ла меж­ду элек­тро­дом и де­талью. Кап­ля мгно­вен­но от­ры­ва­ет­ся, обыч­но раз­ру­ша­ясь и раз­ле­та­ясь в сто­роны, что при­водит к раз­брыз­ги­ванию. Кро­ме то­го, ток та­кой ве­личи­ны, пы­та­ясь пройти че­рез уз­кую пе­ремыч­ку, об­ра­зовав­шу­юся меж­ду кап­лей и ван­ной, при­водит к вып­леску ме­тал­ла.

Для уменьше­ния раз­брыз­ги­вания элек­трод­но­го ме­тал­ла не­об­хо­димо сжи­ма­ющее уси­лие, воз­ни­ка­ющее в про­вод­ни­ке при ко­рот­ком за­мыка­нии, сде­лать бо­лее плав­ным. Это дос­ти­га­ет­ся вве­дени­ем в ис­точник сва­роч­но­го то­ка ре­гули­ру­емой ин­дуктив­ности. Ве­личи­на ин­дуктив­ности оп­ре­деля­ет ско­рость на­рас­та­ния сжи­ма­юще­го уси­лия. При ма­лой ин­дуктив­ности кап­ля быс­тро и сильно сжи­ма­ет­ся и элек­трод на­чина­ет брыз­гать. При большой ин­дуктив­ности уве­личи­ва­ет­ся вре­мя от­де­ления кап­ли и она плав­но пе­рехо­дит в сва­роч­ную ван­ну. Свар­ной шов по­луча­ет­ся бо­лее глад­ким и чис­тым. В табл. 3.7 при­веде­но вли­яние ин­дуктив­ности на ха­рак­тер свар­ки.

Таблица 3.7. Влияние индуктивности на характер сварки
Ми­нимальная ин­дуктив­ность	Мак­си­мальная ин­дуктив­ность
1. Большая глу­бина проп­лавле­ния. 2. Бо­лее жид­кая сва­роч­ная ван­на. 3. Глад­кий свар­ной шов. 4. Ров­ный ва­лик свар­но­го шва	1. Ис­пользу­ет­ся только при свар­ке от­кры­тых учас­тков ус­тойчи­вой ду­гой. 2. Бо­лее вы­пук­лый ва­лик свар­но­го шва. 3. Уси­лен­ное об­ра­зова­ние брызг. 4. Бо­лее низ­кая тем­пе­рату­ра сва­роч­ной ду­ги

Час­то­та пе­ри­оди­чес­ких за­мыка­ний ду­гово­го про­межут­ка при цик­ли­чес­ком ре­жимe свар­ки ко­рот­кой ду­гой мо­жет из­ме­няться в пре­делах 90…450 за­мыка­ний в се­кун­ду. Для каж­до­го ди­амет­ра элек­трод­ной про­воло­ки в за­виси­мос­ти от ма­тери­ала, за­щит­но­го га­за и дру­гих фак­то­ров су­щес­тву­ет ди­апа­зон сва­роч­ных то­ков, в ко­тором воз­мо­жен про­цесс свар­ки с ко­рот­ки­ми за­мыка­ни­ями. Дан­ный ре­жим удо­бен для свар­ки тон­ко­лис­то­вого ме­тал­ла и при­годен для по­лу­ав­то­мати­чес­кой свар­ки во всех прос­транс­твен­ных по­ложе­ни­ях. При оп­ти­мальных па­рамет­рах про­цес­са по­тери элек­трод­но­го ме­тал­ла на раз­брыз­ги­вание не пре­выша­ют 7%.

Ре­жим свар­ки оп­ти­мизи­рован­ной ко­рот­кой ду­гой. Дан­ный про­цесс со­чета­ет в се­бе цик­ли­чес­кий ре­жим свар­ки ко­рот­кой ду­гой и очень вы­сокую ско­рость по­дачи сва­роч­ной про­воло­ки, что поз­во­ля­ет ис­пользо­вать ко­рот­кую и мощ­ную ду­гу (нап­ря­жение на ду­ге до 26 В при то­ке до 300 А). Дан­ный ре­жим поз­во­ля­ет по­лучать и сва­ривать со­еди­нения с ми­нимальным теп­ловло­жени­ем и низ­кой сте­пенью окис­ле­ния ме­тал­ла шва.

Круп­но­капельный про­цесс свар­ки. Уве­личе­ние плот­ности сва­роч­но­го то­ка (нап­ря­жения) ду­ги (нап­ря­жение на ду­ге — от 22 до 28 В; си­ла то­ка — от 200 до 290 А) спо­собс­тву­ет из­ме­нению ха­рак­те­ра рас­плав­ле­ния и пе­рено­са элек­трод­но­го ме­тал­ла, пе­рехо­ду от свар­ки ко­рот­кой ду­гой с ко­рот­ки­ми за­мыка­ни­ями к про­цес­су с ред­ки­ми ко­рот­ки­ми за­мыка­ни­ями или без них. В сва­роч­ную ван­ну элек­трод­ный ме­талл пе­рено­сит­ся не­регу­ляр­но, от­дельны­ми круп­ны­ми кап­ля­ми раз­лично­го раз­ме­ра, хо­рошо за­мет­ны­ми не­во­ору­жен­ным гла­зом. При этом ухуд­ша­ют­ся тех­но­логи­чес­кие свойства ду­ги, зат­рудня­ет­ся свар­ка в по­толоч­ном по­ложе­нии, а по­тери элек­трод­но­го ме­тал­ла на угар и раз­брыз­ги­вание воз­раста­ют до 15%.

Круп­но­капельный про­цесс свар­ки ха­рак­те­ризу­ет­ся не­качес­твен­ным фор­ми­рова­ни­ем свар­но­го шва.

При ис­пользо­вании инер­тных за­щит­ных га­зов дос­ти­га­ет­ся осе­ори­ен­ти­рован­ный пе­ренос элек­трод­но­го ме­тал­ла без раз­брыз­ги­вания. Дли­на ду­ги при этом дол­жна быть дос­та­точ­ной, что­бы га­ран­ти­ровать от­де­ление кап­ли, преж­де чем она кос­нется рас­плав­ленно­го ме­тал­ла (рис. 3.16).

Рис. 3.16.Крупнокапельный перенос металла при сварке:
а — осеориентированный перенос электродного металла при сварке в инертных газах; б — неосеориентированный перенос капель электродного металла при сварке в углекислом газе; 1 — дуга; 2 — капля электродного металла

Ис­пользо­вание уг­ле­кис­ло­го га­за в ка­чес­тве за­щит­но­го при круп­но­капельном пе­рено­се всег­да да­ет не­осе­ори­ен­ти­рован­ный пе­ренос ка­пель ме­тал­ла. Это яв­ля­ет­ся следс­тви­ем элек­тро­маг­нитно­го от­талки­ва­юще­го воз­действия на них рас­плав­ленных ка­пель. При уг­ле­кис­лотной за­щите ко­нец элек­трод­ной про­воло­ки пла­вит­ся теп­ло­той ду­ги, пе­редан­ной че­рез рас­плав­ленную кап­лю. Кап­ли в ви­де бес­формен­ных ша­риков, про­из­вольно нап­равля­емые че­рез ду­гу, да­ют сильное раз­брыз­ги­вание (рис. 3.17). Свар­ной шов по­луча­ет­ся гру­бый, с вол­нистой по­вер­хностью.

Рис. 3.17.Струйный (а) и крупнокапельный (б) перенос электродного металла:
1 — электродная проволока; 2 — дуга; 3 — капля металла; 4 — сварочная ванна; 5 — основной металл

Ре­жим им­пульсной свар­ки. Для улуч­ше­ния тех­но­логи­чес­ких свойств ду­ги варьиру­ют пе­ри­оди­чес­кое из­ме­нение ее мгно­вен­ной мощ­ности — это им­пульсно-ду­говая свар­ка. Теп­ло­та, вы­деля­емая ос­новной ду­гой, не­дос­та­точ­на для плав­ле­ния элек­трод­ной про­воло­ки со ско­ростью, рав­ной ско­рос­ти ее по­дачи, вследс­твие че­го дли­на ду­гово­го про­межут­ка уменьша­ет­ся.

Под действи­ем им­пульса то­ка про­ис­хо­дит ус­ко­рен­ное рас­плав­ле­ние элек­тро­да, обес­пе­чива­ющее фор­ми­рова­ние кап­ли на его кон­це. Рез­кое уве­личе­ние элек­тро­дина­мичес­ких сил су­жа­ет шейку кап­ли и сбра­сыва­ет ее в нап­равле­нии сва­роч­ной ван­ны в лю­бом прос­транс­твен­ном по­ложе­нии, т. е. ре­жим им­пульсной свар­ки — это ре­жим, при ко­тором кап­ли рас­плав­ленно­го ме­тал­ла при­нуди­тельно от­де­ля­ют­ся элек­три­чес­ки­ми им­пульса­ми. За счет это­го на то­ках, со­от­ветс­тву­ющих круп­но­капельно­му пе­рено­су, мож­но фор­ми­ровать ка­чес­твен­ные свар­ные швы по­доб­но цик­ли­чес­ко­му ре­жиму свар­ки ко­рот­кой ду­гой без раз­брыз­ги­вания.

Им­пульсный ре­жим ис­пользу­ет оди­ноч­ные им­пульсы или груп­пу им­пульсов с оди­нако­выми или раз­личны­ми па­рамет­ра­ми. В пос­леднем слу­чае пер­вый или пер­вые им­пульсы ус­ко­ря­ют рас­плав­ле­ние элек­тро­да, а пос­ле­ду­ющие сбра­сыва­ют кап­лю элек­трод­но­го ме­тал­ла в сва­роч­ную ван­ну. За счет это­го ме­талл пе­рено­сит­ся пор­ци­ями мел­ких ка­пель и без раз­брыз­ги­вания. Кро­ме то­го, за счет при­мене­ния им­пульсной тех­но­логии воз­ни­ка­ет виб­ра­ция сва­роч­ной ван­ны, в ре­зульта­те че­го га­зовые пу­зырьки вы­ходят из нее и свар­ные швы по­луча­ют­ся вы­сокой плот­ности.

Ус­тойчи­вость ре­жима им­пульсной свар­ки за­висит от со­от­но­шения ос­новных па­рамет­ров (ве­личи­ны и дли­тельнос­ти им­пульсов и па­уз). Со­от­ветс­тву­ющим под­бо­ром то­ка ос­новной ду­ги и им­пульса мож­но по­высить ско­рость рас­плав­ле­ния элек­трод­ной про­воло­ки, из­ме­нить фор­му и раз­ме­ры шва, а так­же уменьшить ниж­ний пре­дел сва­роч­но­го то­ка, обес­пе­чива­ющий ус­тойчи­вое го­рение ду­ги.

Пре­иму­щес­твом это­го ме­тода яв­ля­ет­ся низ­кое теп­ловло­жение, что важ­но при свар­ке тон­ких ма­тери­алов. Им­пульсный ре­жим обес­пе­чива­ет вы­соко­качес­твен­ную свар­ку низ­ко­уг­ле­родис­тых и низ­ко­леги­рован­ных ста­лей.

Им­пульсный ре­жим обес­пе­чива­ет бо­лее вы­сокий ко­эф­фи­ци­ент теп­ловло­жения в нап­лавлен­ный ме­талл, чем цик­ли­чес­кий ре­жим свар­ки ко­рот­кой ду­гой без раз­брыз­ги­вания, и осу­щест­вля­ет­ся при нап­ря­жении на ду­ге от 28 до 35 В и то­ках от 300 до 350 А. На рис. 3.18 по­каза­ны гра­фик из­ме­нения то­ка и про­цесс пе­рено­са ме­тал­ла.

Рис. 3.18.Режим импульсной сварки:
а — график изменения сварочного тока во времени; б — процесс переноса металла; 1—5 — стадии формирования капли на электроде в зависимости от значения
сварочного тока

Ре­жим струйно­го пе­рено­са ме­тал­ла. При дос­та­точ­но вы­соких плот­ностях пос­то­ян­но­го по ве­личи­не (без им­пульсов или с им­пульса­ми) сва­роч­но­го то­ка об­ратной по­ляр­ности и при го­рении ду­ги в инер­тных га­зах (со­дер­жа­ние ар­го­на — не ме­нее 80%) мо­жет наб­лю­даться очень мел­ко­капельный пе­ренос элек­трод­но­го ме­тал­ла. Наз­ва­ние «струйный» он по­лучил по­тому, что при его наб­лю­дении не­во­ору­жен­ным гла­зом соз­да­ет­ся впе­чат­ле­ние, что рас­плав­ленный ме­талл сте­ка­ет в сва­роч­ную ван­ну с тор­ца элек­тро­да неп­ре­рыв­ной стру­ей.

По­ток ка­пель нап­равлен стро­го по оси от элек­тро­да к сва­роч­ной ван­не, ду­га очень ста­бильная и ров­ная, раз­брыз­ги­вание очень не­большое. Ва­лик свар­но­го шва име­ет глад­кую по­вер­хность. Энер­гия ду­ги пе­реда­ет­ся в ме­талл в фор­ме ко­нуса, по­это­му нап­лавля­емый ме­талл име­ет по­вер­хностное сли­яние. Глу­бина проп­лавле­ния больше, чем при цик­ли­чес­ком ре­жиме свар­ки ко­рот­кой ду­гой, но меньше, чем при круп­но­капельном пе­рено­се.

При пе­рехо­де к струйно­му пе­рено­су по­ток га­зов и ме­тал­ла от элек­тро­да в сто­рону сва­роч­ной ван­ны рез­ко ин­тенси­фици­ру­ет­ся бла­года­ря сжи­ма­юще­му действию элек­тро­маг­нитных сил. В ре­зульта­те под ду­гой уменьша­ет­ся прос­лойка жид­ко­го ме­тал­ла, а в сва­роч­ной ван­не по­яв­ля­ет­ся мес­тное уг­лубле­ние. По­выша­ет­ся теп­ло­пере­дача к ос­новно­му ме­тал­лу, и шов при­об­ре­та­ет фор­му с по­вышен­ной глу­биной проп­лавле­ния по его оси. При струйном пе­рено­се ду­га очень ста­бильна — ко­леба­ний сва­роч­но­го то­ка и нап­ря­жений не наб­лю­да­ет­ся.

Ре­жим струйно­го пе­рено­са ме­тал­ла ха­рак­те­ризу­ет­ся уз­ким стол­бом ду­ги и за­ос­трен­ным кон­цом пла­вящейся элек­трод­ной про­воло­ки. Рас­плав­ленный ме­талл про­воло­ки пе­реда­ет­ся че­рез ду­гу в ви­де мел­ких ка­пель — от со­тен до нес­кольких со­тен в се­кун­ду. Ди­аметр ка­пель ра­вен или меньше ди­амет­ра элек­тро­да. По­ток ка­пель осе­нап­равлен­ный. Ско­рость плав­ле­ния про­воло­ки — 42…340 мм/с.

Струйный пе­ренос ме­тал­ла про­ис­хо­дит при ду­ге вы­сокой ста­бильнос­ти (нап­ря­жение на ду­ге — 28…40 В при то­ке 290…450 А) и поз­во­ля­ет фор­ми­ровать ка­чес­твен­ные свар­ные швы при вы­соких зна­чени­ях си­лы то­ка. Дан­ный ре­жим не­об­хо­дим для свар­ки ме­тал­лов тол­щи­ной бо­лее 5 мм.

Ре­жим неп­ре­рыв­но­го вра­ща­юще­гося пе­рено­са ме­тал­ла (ро­таци­он­ный пе­ренос). Ро­таци­он­ный пе­ренос ме­тал­ла воз­ни­ка­ет при об­ра­зова­нии длин­но­го стол­ба жид­кости на кон­це оп­лавля­юще­гося элек­тро­да. Вследс­твие очень большо­го то­ка (нап­ря­жение на ду­ге 40…50 В при то­ке 450…650 А) и зна­чительно­го вы­лета элек­тро­да тем­пе­рату­ра об­ра­зовы­ва­ющейся кап­ли нас­только вы­сока, что элек­трод пла­вит­ся уже без действия ду­ги. Рас­сто­яние до то­кове­дуще­го мунд­шту­ка в этом слу­чае сос­тавля­ет 25…35 мм. Про­дольное маг­нитное по­ле зас­тавля­ет столб жид­кости вра­щаться вок­руг сво­ей оси и ко­ничес­ки рас­ши­ряться (рис. 3.19). Кап­ли ме­тал­ла пе­рехо­дят в ра­ди­альном нап­равле­нии в ос­новной ма­тери­ал и соз­да­ют от­но­сительно плос­кое и ши­рокое проп­лавле­ние.

Рис. 3.19.Режим непрерывного вращающегося переноса металла:
1 — электродная проволока; 2 — дуга; 3 — сварочная ванна

Инер­тные га­зы — ар­гон, ге­лий — и их сме­си обя­зательно ис­пользу­ют­ся для свар­ки цвет­ных ме­тал­лов, а так­же ши­роко при­меня­ют­ся при свар­ке кор­ро­зи­он­но-стойких и низ­ко­леги­рован­ных ста­лей. Ос­новное раз­ли­чие меж­ду ар­го­ном и ге­ли­ем — плот­ность, теп­лопро­вод­ность и ха­рак­те­рис­ти­ка ду­ги. Плот­ность ар­го­на приб­ли­зительно в 1,4 ра­за больше плот­ности воз­ду­ха, а ге­лий в 0,14 ра­за лег­че воз­ду­ха. Для за­щиты сва­роч­ной ван­ны бо­лее эф­фекти­вен тя­желый газ. Сле­дова­тельно, ге­ли­евая за­щита сва­роч­ной ван­ны для по­луче­ния то­го же эф­фекта тре­бу­ет приб­ли­зительно в 2—3 ра­за больше­го рас­хо­да га­за.

Ге­лий об­ла­да­ет большей теп­лопро­вод­ностью, чем ар­гон, и энер­гия в ге­ли­евой ду­ге рас­пре­деле­на бо­лее рав­но­мер­но. Плаз­ма ар­го­новой ду­ги ха­рак­те­ризу­ет­ся очень вы­сокой энер­ги­ей сер­дце­вины и зна­чительно меньшей для пе­рифе­рии. Это раз­ли­чие ока­зыва­ет большое вли­яние на про­филь свар­но­го шва. Ге­ли­евая ду­га да­ет глу­бокий, ши­рокий, па­рабо­личес­кий свар­ной шов. Ар­го­новая ду­га ча­ще все­го ха­рак­те­ризу­ет­ся сос­ко­вид­ной фор­мой свар­но­го шва (рис. 3.20).

Рис. 3.20.Форма сварного шва и глубина проплавления при сварке в среде различных защитных газов

При лю­бой ско­рос­ти по­дачи элек­трод­ной про­воло­ки нап­ря­жение на ар­го­новой ду­ге бу­дет зна­чительно меньше, чем на ге­ли­евой ду­ге. В ре­зульта­те бу­дет меньшее из­ме­нение нап­ря­жения по дли­не ду­ги, что в свою оче­редь при­ведет к большей ста­били­зации ду­ги. Ар­го­новая ду­га (вклю­чая сме­си как с низ­ким, так и 80%-ным со­дер­жа­ни­ем ар­го­на) про­из­во­дит струйную пе­реда­чу элек­трод­но­го ме­тал­ла.

Ге­ли­евая ду­га про­из­во­дит круп­но­капельный пе­ренос ме­тал­ла в нор­мальном ра­бочем ди­апа­зоне. Сле­дова­тельно, ге­ли­евая ду­га име­ет большую сте­пень раз­брыз­ги­вания элек­трод­но­го ме­тал­ла и меньшую глу­бину проп­лавле­ния. Лег­ко и­они­зиру­емый ар­гон об­легча­ет за­жига­ние ду­ги и при свар­ке на об­ратной по­ляр­ности («плюс» на элек­тро­де) да­ет очень чис­тую по­вер­хность свар­но­го шва.

В большинс­тве слу­ча­ев чис­тый ар­гон ис­пользу­ет­ся при свар­ке цвет­ных ме­тал­лов. Ис­пользо­вание чис­то­го ге­лия ог­ра­ниче­но из-за нес­та­бильной ус­тойчи­вос­ти ду­ги. Тем не ме­нее же­ла­емый про­филь свар­но­го шва (глу­бокий, ши­рокий, па­рабо­личес­кой фор­мы), по­луча­емый с ге­ли­евой ду­гой, мож­но по­лучить, при­меняя смесь ар­го­на с ге­ли­ем. Кро­ме то­го, ха­рак­тер пе­рено­са элек­трод­но­го ме­тал­ла при­об­ре­та­ет ха­рак­тер, как при ар­го­новой ду­ге.

Смесь ге­лия с ар­го­ном при 60…90%-ном со­дер­жа­нии ге­лия ис­пользу­ет­ся для по­луче­ния мак­си­мально­го теп­ловло­жения в ос­новной ме­талл и улуч­ше­ния сплав­ле­ния. Для не­кото­рых ме­тал­лов, нап­ри­мер кор­ро­зи­он­но-стойкой и низ­ко­леги­рован­ной ста­ли, за­мена уг­ле­кис­ло­го га­за на ге­лий поз­во­ля­ет уве­личить теп­ловло­жение, а пос­кольку ге­лий — инер­тный газ, из­ме­нения свойств сва­рива­емо­го ме­тал­ла не про­ис­хо­дит.

Чис­тый ар­гон и ге­ли­евая за­щита да­ют от­личные ре­зульта­ты при свар­ке цвет­ных ме­тал­лов. Тем не ме­нее эти га­зы в чис­том ви­де да­ют не впол­не удов­летво­рительную ха­рак­те­рис­ти­ку при свар­ке чер­ных ме­тал­лов. Ге­ли­евая ду­га стре­мит­ся к пе­рехо­ду в не­уп­равля­емый ре­жим, соп­ро­вож­да­емый сильным раз­брыз­ги­вани­ем. Ар­го­новая ду­га име­ет тен­денцию к про­жогу. До­бав­ле­ние к ар­го­ну 5% кис­ло­рода или 3…10% (до 25%) уг­ле­кис­ло­го га­за да­ет за­мет­ное улуч­ше­ние ха­рак­те­рис­ти­ки.

До­бав­ле­ние уг­ле­кис­ло­го га­за к ар­го­ну поз­во­ля­ет по­лучить гру­шевид­ный про­филь свар­но­го шва. При­мене­ние раз­личных га­зов и га­зовых сме­сей для раз­личных ме­тал­лов и на раз­личных ре­жимах при­веде­но в табл. 3.8 и 3.9.

Таблица 3.8. Выбор защитных газов и газовых смесей для циклического режима сварки короткой дугой без разбрызгивания
Сва­рива­емый ме­талл	За­щит­ный газ	При­мене­ние
Уг­ле­родис­тая сталь	75% ар­го­на + 25% уг­ле­кис­ло­го га­за	Вы­сокая ско­рость свар­ки без про­жога ме­тал­ла тол­щи­ной до 3 мм, ми­нимальные де­фор­ма­ция и об­ра­зова­ние брызг
	75% ар­го­на + 25% уг­ле­кис­ло­го га­за	Ми­нимальное об­ра­зова­ние брызг при свар­ке ме­тал­ла тол­щи­ной бо­лее 3 мм, глад­кий свар­ной шов, хо­рошее уп­равле­ние сва­роч­ной ван­ной в вер­ти­кальном и по­толоч­ном по­ложе­ни­ях
	Уг­ле­кис­лый газ	Глу­бокое проп­лавле­ние, вы­сокая ско­рость свар­ки
Kор­ро­зи­он­но-стойкая сталь	90% ге­лия + 7,5% ар­го­на + + 2,5% уг­ле­кис­ло­го га­за	От­сутс­твие ок­си­диро­вания рас­плав­ленно­го ме­тал­ла, уз­кая око­лошов­ная зо­на, от­сутс­твие про­жога, ми­нимальные де­фор­ма­ции де­талей
Низ­ко­леги­рован­ная сталь	60…70% ге­лия + 25…35% ар­го­на + 4…5% уг­ле­кис­ло­го га­за	Ми­нимальная ре­ак­ци­он­ная спо­соб­ность, вы­сокая удар­ная вяз­кость, вы­сокая ста­бильность ду­ги, хо­рошее фор­ми­рова­ние шва, не­большое ко­личес­тво брызг по кон­ту­ру свар­но­го шва
	75% ар­го­на + 25% уг­ле­кис­ло­го га­за	Дос­та­точ­ная проч­ность, вы­сокая ус­тойчи­вость ду­ги, не­большое ко­личес­тво брызг по кон­ту­ру свар­но­го шва
Алю­миний и алю­мини­евые спла­вы, медь и мед­ные спла­вы, ни­кель и ни­келе­вые спла­вы, маг­ни­евые спла­вы	Ар­гон или ар­гон + ге­лий	Ар­гон удов­летво­рительно под­хо­дит для свар­ки лис­то­вого ме­тал­ла; ар­гон с ге­ли­ем пред­почти­тельны для свар­ки ме­тал­ла тол­щи­ной бо­лее 3 мм

 

---

Дата добавления: 2021-04-24; просмотров: 114; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!