3.2.1Виды газовой защиты

При этом способе дуговой сварки зону плавления металла защищают от воздействия воздуха защитным газом. В качестве защитных газов применяют инертные (аргон, гелий) и активные (углекислый газ, водород, азот, кислород) газы, а также их смеси (аргон+гелий, аргон+углекислый газ, аргон+кислород, углекислый газ+кислород и др.).

Сварка ведется дугой плавящимся электродом (сварочной проволокой) или неплавящимся электродом (вольфрамовым, угольным или графитовым стержнем). Применяют дугу прямого действия, которая горит между электродом и свариваемым изделием, или дугу косвенного действия, горящую между двумя неплавящимися электродами. При сварке неплавящимся электродом образование шва происходит за счет расплавления кромок свариваемого металла или с добавлением в зону плавления присадочного металла.

Самый простой и распространенный способ защиты зоны сварки от воздействия воздуха – струйная защита, когда защитный газ подается в сопло сварочной горелки (рис. 6.1).

Рис. 6.1.Схема дуговой сварки в среде защитного газа:

1 – сопло сварочной горелки; 2 – свариваемое изделие; 3 – электрод; 4 – дуга; 5 – струя защитного газа

В некоторых случаях при сварке неплавящимся электродом для получения необходимых технологических свойств дуги (например, для сжатия дуги), а также с целью экономии дорогих инертных газов и уменьшения износа вольфрамового электрода применяют горелки с внутренним и наружным соплом. Через внутреннее сопло подается инертный газ, а через наружное сопло – более дешевый защитный газ, например, углекислый газ.

Качество струйной защиты зависит от конструкции и диаметра сопла, от расстояния между торцом сопла и сварочной ванной, от типа сварного соединения. При сварке со струйной защитой возможен подсос воздуха в зону плавления.

Более совершенный способ защиты инертными газами – применение сварочных горелок с защитными кожухами (микрокамерами), в которые подается инертный газ через отдельный газоподводящий шланг под небольшим избыточным давлением. В этом случае защищается от воздействия воздуха не только сварочная ванна, но и значительная область сварного шва и околошовной зоны, нагретых до высоких температур. Такие горелки применяют при сварке активных металлов (например, титановых сплавов), для таких металлов требуется также газовая защита разогретого корня шва. Для такой защиты применяют подкладку c канавкой, в которую подается инертный газ.

Чтобы получить сварные швы высокого качества (особенно при сварке активных металлов), применяют герметичные камеры, заполненные инертным газом, в которых производят сварку. Сварка с такой защитой получила название: сварка в камерах с контролируемой атмосферой.

Мелкие детали и узлы свариваются в камерах небольших размеров. Такие камеры имеют в стенке отверстия, в которые вставлены и герметично прикреплены к стенке гибкие рукава с резиновыми перчатками, в стенках камеры имеются также загрузочные и смотровые застекленные люки. В камеру загружают изделие, сварочные материалы, люки и отверстия герметизируют и из камеры выкачивают воздух, после чего ее заполняют инертным газом. Сварщик вставляет руки в резиновые перчатки, берет в камере горелку и производит сварку изделия.

Для сварки длинномерных изделий (например, титановых трубопроводов самолета) применяют сборные камеры, которые собраны из нескольких секций. Число секций зависит от длины свариваемого изделия, каждая секция имеет рукава с перчатками и смотровые люки, что позволяет одному или нескольким сварщикам производить сварку в разных зонах по длине изделия.

При сварке крупногабаритных изделий применяют стационарные обитаемые камеры объемом до 2000 куб. метров. Внутри таких камер сварщики работают в специальных скафандрах с индивидуальной системой дыхания. Для доступа сварщиков и подачи необходимых материалов в камеру она имеет систему шлюзов. Инертный газ в камере регулярно очищается и частично заменяется.

Для сварки крупногабаритных изделий находят применение переносные мягкие надувные камеры из полиэтилена, которые устанавливаются на поверхности свариваемого изделия. После продувки и заполнения такой камеры инертным газом сварку ведут вручную или механизировано.