меняется в промышленнссти и во многих случаях успешно вытесняет не только ручную, но даже полуавтоматическую и автоматическую дуговую сварку под флюсом.

Наибольшее применение сварка в среде углекислого газа нашла в судостроении, машиностроении, при сварке трубопроводов, в том числе магистральных, при выполнении монтажных работ, изготовлении котлов и аппаратуры из теплоустоР1чивых и легированных сталей, заварке дефектов стального литья и прочих областях производства и строительства.

Главным достоинством процесса сварки в защитной среде углекислого газа являются:

1. Высокая степень использования тепла сварочной дуги, вследствие чего обеспечивается и высокая производительность cBapiyi.

2. Высокое качество сварных швов.

3. Возможность сварки в различных пространственных положениях и на монтаже с применением аппаратуры для полуавтоматической и автоматической сварки.

4. Низкая стоимость защитного геза.

5. Возможность сварки металла малых толщин и сварки электрозаклепками.

6. Возможность сварки на весу без подкладок. Металлургические процессы при сварке в среде углекислого

газа имеют свои особенности, состоящие в следующем.

При высокой температуре дуги молекулы углекислого газа расщепляются (диссоциируют) на СО и О по уравнению СО 2lj;C0 + --0. Образующаяся СО в свою очередь диссоциирует на С и О по уравнению СОС Ч- О. Атомарный кислород О обладает высокой химической активностью и способен окислять все элементы, входящие в состав проволоки и основного металла.

Исследования показали, что температура капель жидкого металла в зоне дуги составляет 2150-2350, а температура газа 2900°. Температуры же в сварочной ванне ниже и составляют: металла 1700° и газа 2300. Как известно, чем выше температура, тем реакции окисления идут интенсивнее. Поэтому при сварке в среде углекислого газа в большей степени происходит выгорание (окисление) элементов, содержащихся в электродной проволоке и в меньшей степени - элементов основного металла. При указанном распределении температур большая часть углекислого газа (60%) расщепляется на окись углерода и кислород в зоне дуги и меньшая (15%) - в месте контакта с ванной.

В зоне сварки при указанных условиях протекают следующие реакции окисления элементов и восстановления их из окислов:

.j. в атмосферу

Fe-fC02;f±FeO-fCO(r) Fe-f 0 = FeO

I в атмосферу

FeO-fC5±Fe-fCO,r) 2 FeO -f Si 2 Fe -f SiO,*)

\ в шлак

FeO + Mn Fe + MnO, )

\b шлак

Выделение газообразной окиси углерода (СО) из жидкого металла вызывает кипение сварочной ванны и приводит к образованию пор. При сварке в среде углекислого газа пористость шва может возникнуть в результате: 1) недостаточного содержания элементов - раскислителей (кремния, марганца и др.) в проволоке; 2) присутствия ржавчины и окалины, попадающих с кромок металла и с проволоки в ванну; 3) повышенного содержания влаги в углекислом газе; 4) попадания в зону сварки азота из воздуха при недостаточной защите дуги углекислым газом.

С целью восполнения марганца и кремния в металле шва, уменьшающихся в результате угара, и для подавления реакции окисления углерода при сварке в среде углекислого газа применяют электродную проволоку с повышенным содержанием марганца и кремния. При сварке мало- и среднеуглеродистых сталей присутствие в металле шва кремния более 0,2% и марганца более 0,4% предупреждает образование пор.

На степень окисления углерода, кремния и марганца при сварке в среде углекислого газа сильно влияют напряжение и величина сварочного тока, а также диаметр электродной проволоки. С повышением напряжения окисление увеличивается, а при возрастании сварочного тока и уменьшении диаметра проволоки (повышении плотности тока)-уменьшается. Сварка на постоянном токе обратной полярности дает меньшее окисление, чем на токе прямой полярности. При сварке проволокой диаметром 0,5-1,2 мм происходит значительно меньшее окисление элементов, чем при сварке проволокой диаметром 1,6-2 мм. Поэтому более тонкая проволока, имеющая низкое содержание кремния и марганца, обеспечивает получение плотных беспористых швов. Плотность тока при сварке в среде углекислого газа должна быть не ниже 80 а/мм. При этом потери металла на разбрызгивание не превышают 10-15%.

В качестве электрода применяется проволока различных марок по ГОСТ 2246-60 в соответствии с маркой основного металла. Диаметр проволоки можёТ колебаться в пределах 0,5-2,5 мм в зависимости от толщины свариваемого металла и типа сварочного полуавтомата. Поверхность проволоки должна быть чистой, не загрязненной смазкой, органическими антикоррозийными веществами, ржавчиной, окалиной и пр., повышающими разбрызгивание и пористость швов. Иногда проволоку подвергают травлению в 20%-ном растворе серной кислоты с последующей прокалкой в печи при 250-280° в течение 2-2,5 час. Это обеспечивает получение

плотного наплавленного металла с минимальным содержанием водорода. Хорошие результаты дает сварка омедненной (покрытой слоем меди) проволокой.

§ 2. Требования, предъявляемые к углекислому газу

Углекислый газ дешев и используется в пишевой, холодильной промышленности, а также во многих областях техники. Получается углекислый газ из дымовых газов, образующихся при сжигании угольного топлива, газов известково-обжигательных печей, газообразных отходов спиртовой и сахарной промышленности.Углекислый газ бесцветен, неядовит. При давлении 760 мм рт. ст. удельный вес углекислого газа равен 1,98 кг/м. При температуре +ЗГ и давлении 75,3 атм углекислый газ сжижается. Давление сжижения уменьшается при понижении температуры. При температуре -78,5 углекислый газ переходит в жидкость при атмосферном давлении 760 мм рт. ст. При испарении 1 кг жвдкой углекислоты образуется 505 л углекислого газа (при О и 760 мм рт. ст.). Хранится и транспортируется углекислый газ в стальных баллонах под давлением 60-70 атм, находясь в ких в жидком состоянии. Баллоны окрашиваются в черный цвет и иьеют надпись Углекислота , сделанную белыми буквами. В стандартный баллон емкостью 40 л вмещается 25 кг жидкой углекислоты, которые при испарении дают 12 600 л газа. Жидкая углекислота занимает 60- 80% объема баллона, остальное заполнено газом.

Углекислый газ, применяемый для сварки, должен быть сухим и иметь концентрацию не ниже 98% СО 2, а для сварки ответственных конструкций - не менее 99% СО2. Для осушки от влаги газ из баллона иногда пропускают через специальный патрон, заполненный обезвоженным медным купоросом, или через силикагелевый осушитель.

В табл. 37 приведены составы различных сортов углекислого газа, выпускаемого промышленностью.

Таблица 37

Состав углекислого газа различных сортов