3.1.3.2 Дуговая сварка в защитном газе плавящимся электродом.

Существуют разновидности сварки в защитных газах плавящимся электродом: полуавтоматическая и автоматическая. В качестве защитных газов используют инертные (аргон) или активные (CO₂, смеси CO₂+Ar, CO₂+Ar+O₂, CO₂+Ar+H₂O и др.).

При этом способе сварки дуга горит между заготовкой и электродной проволокой, подаваемой в дугу механизмом подачи, который проталкивает её через токоподвод и газовую горелку, создающий защитную газовую атмосферу в зоне дуги и направленного металла. В результате нагрева электродная проволока расплавляется и в виде капель падает в сварочную ванну. В качестве защитных газов применяют аргон или углекислый газ в зависимости от свариваемых материалов.

Как правило, достигается большая плотность тока (больше, чем при других дуговых способах), за счет чего обеспечивается мелкокапельный перенос металла, что уменьшает его разбрызгивание и способствует более устойчивому горению дуги. При сварке плавящимся электродом в защитных газах плотность тока достигает 200 … 250 А/мм², что обусловливает глубокое проплавление при малом объеме сварочной ванны. При этом способе сварки в основном применяют постоянный ток.

Сварка плавящимся электродом производительнее сварки неплавящимся электродом, т.к. в формировании шва участвует не только расплавляемый основной металл, но и присадочный электродный металл, интенсивность плавления которого заметно выше, чем присадочного металла при аргонодуговой сварке. При полуавтоматической (механизированной) сварке горелку перемещают вручную.

Сварку плавящимся электродом применяют для металла толщиной от 1 до 10 мм во всех пространственных положениях для прямолинейных и круговых швов большой протяженности. Хорошо свариваются этим способом в аргоне легированные и высоколегированные стали (в газовых смесях), алюминиевые, медные и титановые сплавы (в аргоне), а в углекислом газе – низкоуглеродистые и низколегированные стали.

Механизированную сварку в углекислом газе выполняют с помощью сварочного полуавтомата. Сварочная дуга горит между электродной проволокой и заготовкой. Проволока в дугу подается механизмом подачи по гибкому шлангу в горелку, внутри которого находится токоподвод. Управление процессом сварки осуществляется с помощью блока управления . Одновременная подача проволоки, мощью блока управления. Одновременная подача проволоки, газа и сварочного тока производится нажатием кнопки, установленной на сварной горелке. Защитный газ подается из баллона, давление и расход газа регулируется редуктором. Полуавтомат позволяет сварщику легко манипулировать сварочной горелкой, перемещая её вручную в необходимом направлении.

Углекислый газ обладает способностью диссоциировать в дуге, образуя оксид углерода СО и кислорода, который вступает в соединение с металлом.Для связывания кислорода в сварочную проволоку вводят раскислители - кремний и марганец. Такому составу соответствуют сварочные проволоки Св-10ГС, Св.-10Г2С и т.п.. В процессе сварки эти компоненты расходуются на восстановление металла шва из оксидов.

Сварку выполняют на постоянном токе обратной полярности. При этом используют сварочную проволоку малого диаметра (0,8…2,0 мм), что позволяет получать высокую плотность тока на электроде свыше (100 А/мм²). При такой плотности тока имеет место мелкокапельный перенос расплавленного электродного металла в сварочную ванну. В результате увеличивается скорость расплавления электрода, повышается глубина проплавления и сводится к минимуму разбрызгивание расплавленного металла.

Сварку этим способом применяют для углеродистых и низколегированных сталей. Сваривают заготовки толщиной от 2 до 10 мм. Выполняют швы во всех пространственных положениях и любой конфигурации. Широко применяют при монтажных работах для сварки швов коротких, прерывистых и в труднодоступных местах.

Механизированная сварка в углекислом газе — один из наиболее экономичных и высокопроизводительных способов. Производительность в 2—3 раза выше ручной сварки штучными электродами и соизмерима с производительностью автоматической сварки под флюсом.

Достоинства процесса:

- высокое качество сварных соединений;

- отсутствие необходимости применения флюсов и покрытий, а значит, и последующей очистки швов от шлаков;

- возможность сварки в любых пространственных положениях (это обеспечивается ускоренным охлаждением газовой струей малых объемов жидкого металла);

- обеспечение неизменности химического состава металла при сварке в инертных газах;

- наличие концентрированного источника теплоты, а следовательно, малой зоны термического влияния и незначительной деформации изделия;

- высокая производительность и возможность автоматизации процесса.

Недостатки:

- при полуавтоматической. сварке велико влияние субъективного фактора (квалификация сварщика) на качество сварных швов.

Сварные соединения при сварке плавящимся электродом регламентированы ГОСТ 14771-76.