Технология механизированной сварки порошковой и самозащитной проволокой

Сварка порошковой проволокой — дуговая сварка, вы­полняемая плавящимся электродом из порошковой прово­локи.
Сварку порошковой проволокой можно выполнять от­крытой дугой без дополнительной защиты, в углекислом газе и под флюсом. Сварка порошковой проволокой откры­той дугой — основной путь механизации сварки в тех слу­чаях, когда затруднено применение механизированных способов сварки в углекислом газе и под флюсом, прежде всего в монтажных условиях, на открытых строительных площадках. Порошковая проволока представляет собой трубчатую (часто со сложным внутренним сечением) прово­локу, заполненную порошкообразным наполнителем — шихтой (рис. 64). Оболочку порошковой проволоки изготов­ляют из стальной (чаще низкоуглеродистой) ленты толщи­ной 0,2—0,5 мы. Наполнитель представляет собой смесь порошков из газо- и шлакообразующих компонентов, а так­же легирующих компонентов, которые обеспечивают защи­ту зоны сварки и требуемые свойства сварного шва. Наибо­лее широко используют порошковую проволоку диаметром от 1,6 до 3,0 мм.
При сварке такой проволокой расплавляется и трубка и компоненты сердечника. В результате плавления шлако­образующих и разложения органических составляющих шихты обеспечивается газошлаковая защита расплавленно­го металла от воздуха. По составу шихты сердечника по­рошковые проволоки делятся на две основные группы — рутилового и основного типов.
Сварку порошковыми проволоками всех типов обычно выполняют на постоянном токе обратной полярности с ис­пользованием источников питания с жесткими внешними характеристиками. Недостатками самозащитной проволоки является узкий диапазон параметров режима сварки, от­клонения от которых приводят к резкому ухудшению каче­ства сварного соединения. Этот недостаток компенсируется при сварке порошковыми проволоками с дополнительной защитой углекислым газом.
В зависимости от состава шихты порошковую проволоку можно использовать для механизированной сварки и на­плавки сталей и чугуна как без защиты, так и с дополни­тельной защитой (флюсом, защитным газом) от воздуха.
Для сварки углеродистых и легированных сталей откры­той дугой применяют порошковые проволоки ПП-АН1, ПП-АНЗ, ПП-АН6 и др., при сварке в углекислом газе — ПП-АН4, ПП-АН5, ПП-АН8, ПП-АН9.
Преимуществом порошковой проволоки является воз­можность за счет наполнителя в широких пределах регули­ровать химический состав шва, что используется при на­плавке. Ими можно наплавлять изделия под флюсом, в за­щитных газах и открытой дугой.
Параметры режима и техника сварки в основном те же, что при сварке в углекислом газе: диаметр проволоки, сила сварочного тока и связанная с ним скорость подачи прово­локи устанавливаются в зависимости от толщины свари­ваемого металла, количества слоев для заполнения раздел­ки и положения шва в пространстве. Сварку выполняют ко­роткой дугой для уменьшения разбрызгивания жидкого металла, улучшения защиты его от кислорода и азота воз­духа, уменьшения выгорания легирующих элементов. При слишком короткой дуге в связи с падением напряжения в ней ухудшается стабильность горения дуги и качество шва. С увеличением диаметра проволоки от 1,4 до 3 мм соответ­ственно увеличивается вылет электрода от 7—10 до 20—25 мм.
Сварка самозащитной проволокой сплошного сечения предназначена для механизации сварки при монтаже на открытых площадках, а также в заводских условиях, когда неприемлема сварка в углекислом газе. При сварке открытой дугой происходит интенсивное оки­сление свариваемого и присадочного металла, угар леги­рующих элементов, порообразование. Для предотвращения этих процессов сварочную проволоку легируют элементами, обладающими большим сродством к кислороду, чем выгораемые элементы. В качестве таких легирующих элементов используют Al, Ti, Zr и редкоземельные элементы (церий, лантан и др.). Эти элементы активно связывают О%, N2, S в стойкие неметаллические соединения и за счет этого можно получить свойства сварных соединений по прочности и пластичности на уровне металла шва, получаемого при сварке покрытыми электродами типа Э46—Э50. Микроле­гирование проволоки церием повышает стабильность про­цесса сварки и пластичность и вязкость металла шва. Для сварки низкоуглеродистых сталей этим способом использу­ют проволоки Св-15ГСТЮЦА и Св-20ГСТЮА. Сварку вы­полняют постоянным током как прямой, так и обратной по­лярности. Технологические свойства дуги при сварке этим спосо­бом несколько хуже, чем при сварке в углекислом газе; шов покрывается толстой пленкой окислов, плотно сцеплен­ных с его поверхностью.