Лекція.

Тема: Обладнання робочого місця для зварювання в середовищі захисних газів. Особливості технології зварювання в середовищі захисних газів та суміші. Зварювання плавкими електродами.

Зварювання в середовищі захисних газів являє собою специфічний метод зварювання металів, при якому розплавлений теплом електричної дуги метал ізольований від окислюючої його атмосфери. Це значно підвищує якість зварного шва і міцність з’єднання. В якості інертних газів в більшості випадків використовуються аргон і гелій, захищають від окислення будь-метал — будь то нержавіюча сталь або алюміній.

Головна небезпека при електродугової зварюванні виходить від високих температур, ультрафіолетового випромінювання і газоподібних продуктів згоряння. Тому перед початком зварювальних робіт з робочої зони треба видалити горючі матеріали і надіти спеціальне обмундирування. Доцільно використовувати шкіряний фартух і шкіряні рукавички з високими манжетами. Для захисту від небезпечного для зору і шкіри ультрафіолетового випромінювання надіньте захисний щиток для обличчя з темним і непроникним для ультрафіолету світлофільтром. Ступінь захисту світлофільтру повинна бути від 10 до 14, що дозволить безпечно працювати в широкому діапазоні потужності зварювальної дуги. Зварнику під час роботи не рекомендується користуватися контактними лінзами. Працювати слід у просторому провітрюваному приміщенні, але не на вулиці і не на протязі, інакше буде випаровуватися захисний газ.

При зварюванні плавким електродом дуга горить між виробом і розплавленим зварювальним дротом, що подається в зону зварювання. При зварюванні неплавким електродом (вольфрамові прутки) зварювальна дуга може бути прямої або непрямої дії. Різновидом зварювальної дуги побічної дії може бути дуга, що горить між вольфрамом, і безперервно подається в зону дуги зварювальним дротом.

Захисна властивість струменя інертного газу залежить від чистоти газу, параметрів струменя і режиму зварювання. Одним із наочних способів оцінки захисних властивостей є визначення діаметра зони катодного розпилення під час збудження дуги змінного струму між вольфрамовим електродом і зварюваним металом. У період, коли катодом є зварювальний метал, відбувається виривання частинок металу з поверхні зварювальної ванни і сусідніх зон щодо холодного металу. Ступінь катодного розпилення залежить головним чином від маси позитивних іонів, які в процесі зварювання бомбардують катод. Наприклад, у середовищі аргону спостерігається більш інтенсивне катодне розпилення, ніж у середовищі гелію. За зменшенням схильності до катодного розпорошення метали розміщують у такому порядку: Mg, Al, Si, Zn, W, Fe, Ni, Pt, Cu, Bi, Sn, Sb, Pb, Ag, Cd.

Активні гази за своєю хімічною взаємодією з розплавленим металом зварювальної ванни можуть бути нейтральними і реагуючими. Наприклад, азот по відношенню до міді є нейтральним газом, тобто не утворює з міддю жодних хімічних сполук.

Активні гази або продукти їх розпаду в процесі дугового розряду, тобто під час зварювання, можуть з'єднуватися з розплавленим металом зварювальної ванни і розчинятися в ньому, через що різко знижуються механічні властивості зварного шва, а його хімічний склад не відповідатиме встановленим вимогам стандартів. Однак потрібно зазначити, що деякі розчинні в металі активні гази не завжди бувають шкідливими домішками. Наприклад, азот у вуглецевих сталях є шкідливою домішкою (утворюються нітриди), через що різко знижуються механічні властивості зварного шва і стійкість до старіння, тоді як у сталях аустенітного класу азот є корисною добавкою. При аргонодуговому зварюванні вуглецевих сталей для піддуву можна застосовувати не лише аргон або вуглекислий газ, а й азот, якщо у зварювальну ванну будуть введені елементи розкислювачі у вигляді кремнію і марганцю. Тому вибір газу і присадного матеріалу повинен забезпечувати задані механічні властивості, хімічний склад і структуру зварного шва. При зварюванні в захисному середовищі інертних газів розплавлений металі зварювальної ванни ізольований від впливу кисню та азоту повітря, тому металургійні процеси можуть відбуватися між елементами, що містяться тільки в розплавленому метал зварювальної ванни.

Розплавлений метал зварювальної ванни може насичуватися киснем, що знаходиться в інертному газі у вигляді вільного кисню і парів води. Тому для пригнічення реакції окиснення вуглецю в період кристалізації розплавленого металу зварного шва у зварювану ванну через присадний матеріал повинні бути введені елементи – розкислювачі у вигляді кремнію і марганцю. При зварюванні легованих сталей, що мають у своєму складі необхідну кількість безкисневих, реакція утворення окису вуглецю пригнічується. Таким чином, при зварюванні в захисних газах для пригнічення утворення окису вуглецю, здатного утворювати пори в зварному шві та усунення азотування зварного шва, необхідно в зварювальну ванну ввести елементи – розкислювачі.

При зварюванні в захисному середовищі вуглекислого газу останній захищає розплавлений метал зварювальної ванни від кисню та азоту повітря, сам, у свою чергу, розкладаючись у дуговому розряді, є окиснювачем металу. Таким чином, як і при зварюванні в захисному середовищі інертних газів, у цьому разі утворюється окис вуглецю, який у процесі кристалізації металу зварювальної ванни створює в ньому пори. Для пригнічення утворення окису вуглецю (СО) через присадний дріт у розплавлений метал зварювальної ванни вводяться елементи розкислювачі – кремній і марганець.

Література: http://zavantag.com/docs/2247/index-619643.html?page=8