Файл: Котвицкий, А. Д. Сварка в среде защитных газов учебное пособие.pdf

а„ = -It

G„

It

где Gn, Gp— масса наплавленного электродного и рас­ плавленного металла, г; I — сила сварочного тока, А; t — время сварки, наплавки, ч. Количество проплавлен­ ного металла за час времени определяется по формуле

сварке в углекислом газе коэффициент наплавки а„ и проплавление выше, чем при сварке под слоем флюса. Это объясняется тем, что электропроводность кремниймарганцовистых проволок ниже, чем обычных углероди­ стых, поэтому скорость их плавления выше.

Количество тепла, затраченного на расплавление электродного и основного металла, и, следовательно, эф­ фективность использования тепла дуги больше, чем при сварке под флюсом.

С увеличением тока при сварке в углекислом газе потеря металла на угар и разбрызгивание снижается. Например, при 200 А А а= ар—а „= 14 — 16%, при 400 А Да = 8—10%. при 500 А Да = 2—3%. Это связано с изме­ нением характера переноса металла в дуге — от крупно­ капельного при 200 А к мелкокапельному при 500 А.

Производительность процесса наплавки возрастает с уменьшением диаметра электродной проволоки или с уве­ личением плотности тока. Это — общее положение для всех других видов сварки (в защитных газах, под флю­ сом, ручной электродуговой и т. п.). Удельный расход электроэнергии на 1 кг наплавленного металла снижается.

При увеличении тока возрастают площади поперечно­ го сечения наплавки и проплавления. Однако рост пло­ щади проплавления происходит быстрее, чем рост пло­ щади наплавки, в связи с чем доля наплавленного метал­ ла в шве с увеличением тока снижается (например., при токе 200 A Fu —52—55%), а при 500 A Fu= 38—42%).

134

При сварке в углекислом газе изменение тока оказы­ вает влияние на глубину проплавления — она будет боль­ ше, чем при сварке под флюсом на тех же режимах.

Изменение тока оказывает также влияние на химиче­ ский состав металла шва, что связано с уменьшением до­ лм наплавленного металла в шве (табл. 42).

Т а б л и ц а 42

Влияние тока на химический состав шва

(I/д=28-ь32 В, Оси= 18 м/ч, полярность обратная)

Как .видно из этих данных, с увеличением тока растет производительность процесса, повышается устойчивость горения дуги и уменьшается разбрызгивание, но одно­ временно появляется нежелательная тенденция к сниже­ нию доли наплавленного металла в шве и увеличению в нем содержания углерода, что препятствует использова­ нию повышенных токов при сварке на обратной полярно­ сти. Для сварки в углекислом газе низкоуглеродистых и. низколегированных сталей на постоянном токе обратной

135

При всех видах дуговой сварки в среде защитных га­ зов для получения мелкокапельного переноса металла пользуются электродными проволоками диаметром не бо­ лее 2,5 мм. Сварка в среде углекислого газа позволяет сваривать металл проволокой малого диаметра (0,8; 1,0; 1,2 мм) на постоянном токе от источников тока с жесткой характеристикой, в том числе от сварочных выпрямите­ лей.

уменьшению коэффициентов наплавки и расплавления, так как с удлинением дугового промежутка увеличивают­ ся потери на угар и разбрызгивание, потери тепла конвек­ цией и излучением.

С увеличением напряжения на дуге снижается пло­ щадь наплавки и растет площадь проплавления, что при­ водит к некоторому снижению доли наплавленного метал­ ла в шве.

Химический состав наплавленного металла существен­ но изменяется при изменении напряжения на дуге, что связано главным образом с изменением степени выгора­ ния легирующих элементов и, значительно в меньшей сте­ пени, с изменением соотношения наплавленного и основ­ ного металла. С повышением напряжения на дуге снижа­

136

Изменение напряжения на дуге при сварке в углекис­ лом газе существенно влияет на механические свойства металла шва. С увеличением напряжения относительное удлинение и сужение, а также ударная вязкость металла шва падают, пределы прочности и текучести также пони­ жаются (табл. 45).

На механические свойства сварных швов повлияло из­ менение химического состава, наличие газов в металле, а также изменения структурного характера из-за различ­ ной скорости охлаждения металла. Больше всего на ме­ ханические показатели шва влияет поглощение газов рас­ плавленным металлом.

В связи с изложенным напряжение выше 35 В при сварке в углекислом газе не используется. Может быть рекомендовано следующее соотношение между силой то­ ка и напряжением при сварке на постоянном токе обрат­ ной полярности.

Сварочный ток, А . . . 200—250 250—350 350—450 450—500

с увеличением расхода углекислого газа коэффициен­ ты наплавки и расплавления снижаются. Заметное сни­ жение аи и ар отмечается при расходе 0—33 л/мин, даль­ нейшее увеличение расхода не изменяет коэффициентов наплавки и расплавления. Такое явление связано с ох­ лаждающими действиями углекислого газа, что больше

137

сказывается при малых расходах, затем процесс стабили­ зируется (рис. 38);

изменение расхода газа влияет на химический состав металла шва. Увеличение расхода газа способствует уменьшению содержания марганца и кремния в металле шва. Расходы 15—25 л/мин мало изменяют химический состав, поэтому они рекомендуются как наиболее прием­ лемые;

Рис. 38. Влияние расхода защитного уг­ лекислого газа на коэффициенты наплав­ ки и расплавления

повышение расхода газа уменьшает содержание водо­ рода в металле шва;

при автоматической сварке изменение расхода газа от 5,8 до 83,6 л/мин практически не сказывается на механи­ ческих свойствах шва. При пониженных расходах газа (4—4,5 л/мин) в металле появляются поры, что говорит

онедостаточной защите;

сувеличением расстояния между горелкой и металлом защита дуги ухудшается и требует увеличения расхода газа путем повышения давления. Увеличение вылета элек­ трода с 20 до 55 мм приводит к возрастанию коэффициен­

та наплавки ан с 14,5 до 25 г/А • ч при одинаковых усло­ виях сварки: 0 2 мм, /=400 A, UA= 30^-32 В, Q= 16,6

л/мин. Это объясняется предварительным подогревом конца электрода перед плавлением. Рекомендуются вы­ леты до 32 мм, при больших вылетах в металле шва по­ являются поры;

горелками современного типа обеспечивается нормаль­ ный расход углекислого газа 6—8 л/мии, позволяющий

138