Сварка в защитных газах во внецеховых условиях

Сварка в среде углекислого газа, обладающая высокой производительностью и технологичностью процесса, позволяющая выполнять сварные соединения во всех пространственных положениях с достаточно глубоким проплавлением, до недавнего времени применялась лишь в цеховых условиях. Во внецеховых условиях, где скорость движения воздуха превышает 1,5 м/с и происходит снос струи углекислого газа, что вело к появлению дефектов сварного шва, сварка в среде защитных газов практически не применялась. Работы отечественных и зарубежных исследований, направленных на расширение области применения сварки в среде углекислого газа и его смесях с кислородом, позволили добиться эффективного ведения процесса при скоростях движения воздуха до 7 и даже 10 м/с без использования дополнительных мер по защите зоны сварки от скоростного потока воздуха.

Для осуществления процесса сварки в среде защитных газов при скорости движения воздуха до 10 м/с рекомендовано:
применять проволоку диаметром 1,2 мм, обеспечивающую высокую стойкость к порообразованию и возможность выполнения сварных соединений во всех пространственных положениях с высокой производительностью;
обеспечивать силу тока не менее 160 А (устанавливается скоростью подачи проволоки); напряжение устанавливать на дуге, минимально возможным (20—22 В), при котором обеспечивается устойчивое горение дуги;
применять для сварки (желательно омедненную) сварочную проволоку или проволоку, прошедшую прокалку при температуре 250—270 °С для удаления технологической смазки. Использование проволоки со следами ржавчины резко ухудшает устойчивость горения дуги и приводит к увеличению газонасыщенности жидкого металла.

Кроме названных технологических требований необходимо применять меры по обеспечению газодинамической устойчивости струи углекислого газа. Основным средством для этого является пропорциональное увеличение скорости истечения газа по отношению к скорости ветра и улучшение структуры струи защитного газа. Это достигается совершенствованием конструкции приточной части сварочной горелки, в частности, увеличением числа входных отверстий для газа, созданием успокоительных камер, поджатием потока газа и чистотой поверхности сопла.

В СССР разработана конструкция сопла горелки для сварки в углекислом газе во внецеховых условиях (рис. 34). Его принципиальное отличие от серийных заключается в использовании конической вставки, изготовляемой из мелкозернистого графита или меди, вставляемой в цилиндрическое сопло. Коническая вставка, благодаря плавному поджатию струи, улучшает газодинамические характеристики, а выбранный материал обеспечивает минимальную прилипаемость брызг расплавленного металла. В связи с тем, что диаметр торца сопла уменьшается до 12—14 мм, оптимальная скорость истечения газа достигается при значительно меньших расходах углекислого газа. Для обеспечения требуемой устойчивости защитной газовой струи в процессе сварки следует поддерживать постоянным расстояние от торца сопла до свариваемой поверхности (7—10 мм), при этом сопло необходимо располагать с небольшим (до 15°) отклонением от нормали к поверхности.


Рис. 34. Конструкция горелки для сварки во внецеховых условиях

При сварке горелкой с таким соплом получают удовлетворительное качество сварных соединений при скорости ветра до 10 м/с.

Ориентировочный режим сварки вертикального шва из стали ВСт3пс толщиной 6 мм: сварочный ток 200—220 А, напряжение на дуге 20—22 В, расход CO2 при скорости ветра 6 м/с — 40 л/мин, при 10 м/с — 60—65 л/мин; сварка ведется за один проход омедненной проволокой диаметром 1,2 мм.

Производительность такого вида сварки в 2—2,5 раза выше ручной сварки штучными электродами. Замена ручной сварки на механизированную позволяет уменьшить размеры угловых швов, что способствует существенной экономии наплавляемого металла.