Известны двойные и тройные смеси инертных и активных газов на основе аргона. Это двойные смеси Аг + О; Аг + СО; Аг + N3 и Аг + Hg. В тройных смесях обычно используют в разных соотношениях аргон, углекислый газ и кислород. Смеси инертных и активных газов в нашей стране не нашли широкого промышленного применения. В литературе имеются данные о возможности использования многокомпонентных смесей.

Для сварки пригодны смеси активных газов COg + Og и СО2 + Ng, но особенно смесь COg + О2, которую используют для изготовления конструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Добавление к углекислому газу кислорода в количестве до 30% несколько снижает разбрызгивание, улучшает формирование шва и снижает стоимость защитной атмосферы. Немного повышается стойкость металла шва против образования пор, вызванных водородом. По остальным показателям качество швов, выполненных в смеси углекислого газа и кислорода, не уступает качеству швов, выполненных в углекислом газе. Для сварки в рассматриваемой смеси применяют стандартные проволоки сплошного сечения, что и для сварки в углекислом газе. Сварка в смеси COg + Og возможна во всех пространственных положениях.

Сварка без дополнительной защиты. Практическое применение находит сварка активированной проволокой сплошного сечения и порошковой проволокой. Сварку можно вести во всех пространственных положениях.

Сварка активированной проволокой. При сварке в атмосфере воздуха проволоками сплошного сечения из низкоуглеродистой стали расплавленный металл обогащается азотом и кислородом, что приводит к образованию пор и резкому снижению качества металла шва. В состав активированной проволоки в связи с этим кроме легирующих элементов вводят раскислители и элементы, понижающие растворимость азота в жидком металле. Эти элементы (алюминий, титан, церий, цирконий и др.) связывают азот в стойкие нитриды, относительно мало влияющие на пластичность и вязкость металла шва с ферритной структурой. При сварке активированной проволокой удается обеспечить требуемое качество шва без дополнительной защиты.

В настоящее время практическое применение находит проволока св-20ГСТЮА с церием и проволока Св-15ГСТЮЦА. Первая пригодна для сварки арматуры из углеродистой стали во всех пространственных положениях, кроме потолочного, на постоянном токе обратной полярности. Проволока Св-15ГСТЮЦА служит для сварки конструкций из углеродистых и марганцовистых сталей во всех пространственных положениях на постоянном токе прямой полярности. Преимущество сварки активированной проволокой - возможность выполнения работ в любых атмосферных условиях. Наличие ветра, сквозняка, осадков не влияет на стабильность защиты.

Активированную проволоку (диаметром 1-2 мм) используют в основном при полуавтоматической сварке. Наличие на поверхности основного металла окалины, ржавчины и следов масла относительно мало влияет на качество шва.

Сварка порошковой проволокой. Для сварки без дополнительной защиты применяют порошковые проволоки различного состава (см. § 7-2). При сварке этими проволоками обеспечивается изоляция сварочной ванны от окружающего воздуха и легирование металла шва. При полуавтоматической сварке порошковой проволокой достигается хорошее формирование шва и незначительный коэффициент набрызгивания металла.

§ 3-4. Особые методы дуговой сварки

Дуговая сварка без перемещения (подачи) электрода. При сварке электрозаклепками дуговой процесс идет без подачи электродной проволоки в зону дуги (рис. 3-7). Стержень из электродной проволоки диаметром 3-6 мм укрепляют в специальном держателе-заклепочнике и прикасают к изделию в месте, где должна быть электрозаклепка. Пространство вокруг электрода засыпают флюсом. Напряжение от источника питания постоянного или переменного тока подводится к свариваемой детали и электродному стержню (через токоподводящее устройство закле-почника). При включении тока конец электрода в месте его соприкосновения со свариваемой деталью расплавляется. Возбуждается дуга, которая, оплавляя конец электрода и заваривая точку, удлиняется до естественного обрыва. Этот же принцип используется для заварки отверстий в металле.

Существует много типов электрозаклепочников. В серийном и массовом производстве применяют машины для сварки нескольких электрозаклепок - многоточечные машины. В зону дуги при сварке электрозаклепок может подаваться также защитный газ. Для получения электрозаклепок пригодна и тонкая электродная

о о о о о о о о

о о,

Рис. 3-7. Дуговая сварка точками без подачи электрода:

/ - положение электрода перед сваркой,

2 - процесс сварки;

3 - готовая точка

Рис. 3-8.

Вибродуговая наплавка

/ - наплавляемая деталь,

2 - сопло для подачн охлаж-

дающей жидкости на деталь:

3 - сопло для подачи охлаж-

дающей жидкости в зону дуги,

4 - электродная проволока,

5 - механизм подачн прово-

локи,

6 - механизм вибраини

Проволока, закрепляемая в обычных держателях для полуавтоматической сварки. Процесс сварки в этом случае отличается от процесса сварки швов только отсутствием перемещения дуги вдоль свариваемого изделия.

Вибродуговая наплавка. Разновидностью стационарного дугового процесса является используемый в сварочной технике прерывистый дуговой процесс, получивший название вибродугового (рис. 3-8). При помощи электромагнитного или другого механизма тонкая электродная проволока подается к изделию и отводится от него с частотой до 100 раз в секунду. При этом конец электрода претерпевает возвратно-поступательное перемещение с амплитудой 0,5-3 мм.

К электроду и изделию подводится напряжение от источника питания постоянного или переменного тока. В конечный момент подачи электрода к изделию происходит короткое замыкание электрической цепи. В этот период за счет теплоты, выделяемой в месте контакта электрода с изделием, образуется перемычка из жидкого металла.

В следующий момент, при принудительном отходе электрода от изделия, перемычка разрывается и возникает дуговой разряд. В период дугового разряда происходит плавление основного и электродного металлов и перенос жидкого электродного металла на изделие. По мере отхода конца электрода от изделия дуга растягивается и обрывается. Продолжительность горения дуги может изменяться в зависимости от характеристики источника питания. Дойдя до крайнего положения, электрод начинает снова приближаться к изделию, пока вновь не наступит короткое замыкание. Далее процесс повторяется. Для охлаждения детали и защиты сварочной ванны от окружающего воздуха на деталь через специальные сопла подается струя жидкости (обычно раствор кальцинированной соды или 25%-ный раствор технического глицерина в воде). Возможен процесс с флюсовой защитой. Так как длительность существования дугового разряда составляет всего -20% времени общего цикла и чередуется с периодами полного отсутствия выделения теплоты (период холостого хода) и периодом малого его выделения (период короткого замыкания), при вибродуговом процессе обеспечиваются неглубокий