Дуговая сварка в среде защитных газов

Особенность дуговой варки в защитных газах − изоляция сварочной дуги и нагретого до высокой температуры основного и электродного металла от вредного воздействия воздуха защитным газом. Обычно локальная (местная) защита создается потоком газа, который истекает из сопла, расположенного концентрически относительно сварочного электрода. Дуга горит между электродом и заготовкой, в результате чего образуется сварочная ванна.

Иногда применяют горелки, создающие два концентрических потока газов. Внутренний поток создается аргоном или гелием, а наружный − азотом или углекислым газом. Это обеспечивает экономию более дорогих инертных газов. Основными разновидностями процесса являются дуговая сварка в углекислом газе и аргонодуговая сварка.

Инертные газы не взаимодействуют с металлом и не растворяются в нем. Их используют для сварки химически активных металлов (титан, алюминий, магний и др.), а также при сварке высоколегированных сталей. Сварка в среде активных газов имеет свои особенности. Активные газы вступают в химическое взаимодействие с металлом и растворяются в нем. Сварку в углекислом газе широко применяют для соединения заготовок из конструкционных углеродистых сталей.

Сварка в углекислом газе (СО₂) характеризуется высокой производительностью и низкой стоимостью. Ее выполняют плавящимся электродом на постоянном токе обратной полярности. Переменный ток не применяют из−за низкой устойчивости дуги. Для повышения устойчивости процесса необходима высокая плотность тока. В связи с этим используют электродную проволоку небольшого диаметра (0,5…3 мм). Напряжение на дуге обычно составляет 20…30 В, скорость сварки 20…80 м/ч, расход защитного газа 6…25 л/мин.

Особенностью сварки в углекислом газе является повышенное окисление металла за счет атомарного кислорода, образующегося при диссоциации газа в зоне дуги, по реакции: СО₂↔ СО+О; СО ↔ С+О; Fe+O → FeO.

Металл насыщается кислородом, и для компенсации окисляющего действия сварку в СО₂ ведут электродной проволокой с повышенным содержанием раскислителей − кремния и марганца в количестве 2…3 %. При сварке проволокой, содержащей кремний и марганец, раскисление железа происходит по реакциям: 2FeO + Si→ SiO2 + Fe; FeO + Mn→MnO + Fe.