Сварка в среде инертных газов

Для сварки некоторых металлов и сплавов, а также для придания сварочному шву необходимых характеристик обычных электродов для ручной дуговой сварки оказывается недостаточно. Металлоконструкции из нержавеющих и жаропрочных сталей, а также из металлов с высокой химической активностью (таких как алюминий, титан или молибден) нуждаются в создании на время сваривания бескислородной атмосферы, называемой также защитной средой.

Виды инертных газов

Аргон и гелий – инертные газы, чаще всего применяемые при сварке металлов с высокой химической активностью.

В зависимости от содержания примесей выпускается аргон трех сортов:

  • 99,99 % – рекомендуется для сварки наиболее активных металлов (ниобия, молибдена, титана, циркония);

  • 99,98 % – для сплавов, содержащих алюминий и магний;

  • 99,95 % – для легированных и углеродистых сталей.

Выпускается два сорта газообразного гелия:

  • 99,985 % – гелий повышенной чистоты;

  • 99,8 % – технически чистый.

Стоимость гелия намного выше, чем у аргона, поэтому его применение весьма ограничено: он используется для ответственных конструкций из металлов высокой чистоты.

Особенности сварки сталей в защитной среде

  • Стали с низким содержанием углерода и легирующих добавок свариваются преимущественно под слоем флюса или в углекислотной атмосфере. Применение инертных газов для этого экономически нецелесообразно.

  • Низкое качество швов при сварке конструкционных сталей в среде чистого аргона можно значительно улучшить, добавив к нему 1–5 % кислорода. Проникая в поверхность металла, он снижает напряжения в шве, повышая его прочность. Кроме того, он улучшает горение дуги и стабилизирует перенос металла. 10–20 % углекислого газа, добавленных к чистому аргону, способствуют снижению количества пор в металле шва.

  • Хорошие результаты дает применение инертных газов при сварке высоколегированных сталей: стабильно горящая дуга и отсутствие окисления легирующих добавок позволяют добиться высокой прочности трудносвариваемых сталей. Чтобы добиться однородности состава шва и основного металла, в качестве электрода применяется проволока одинакового с ним состава.

Особенности сварки некоторых цветных металлов

  • Высокие показатели текучести, теплопроводности и способность к окислению, характерные для расплавленной меди, значительно снижают ее свариваемость. Для ее сварки могут применяться азот, являющийся инертным по отношению к меди, а также гелий и аргон в смеси с ним. Использование таких смесей позволяет значительно повысить производительность и снизить затраты на производство работ. Предварительный нагрев деталей способствует улучшению свойств шва и получению хорошего провара на его кромках.

  • Алюминий сваривается в чистом аргоне или в его смеси с гелием. Образование прочного соединения затрудняется не только повышенной склонностью этого металла к окислению, но также наличием пленки из окислов на его поверхности, отличающейся высокой температурой плавления. Горение дуги приводит к ее частичному разрушению в том случае, если она имеет небольшую толщину. Механическое или химическое удаление пленки непосредственно перед сваркой даст наиболее качественный результат.

  • Особенностью титана является то, что в защите нуждается не только расплавленный, но и твердый металл, нагретый до температуры выше +400 °С. Эффективным средством для защиты поверхностей является подача газа с обратной стороны деталей.

Популярные статьи