Почему аргонодуговая сварка подходит в качестве основного метода для корневых швов, особенно при сварке труб, и обеспечивает высокое качество и эффективность?
I. Преимущества аргонодуговой сварки как основного метода
Высокое качество
При правильном выборе сварочной проволоки, параметров сварочного процесса и надежной газовой защиты можно достичь хорошего проплавления корня, равномерного шва с гладкой и аккуратной поверхностью. При этом отсутствуют такие дефекты, как наплывы, непровары, поры и включения шлака, характерные для ручной дуговой сварки штучными электродами.
Высокая производительность
При выполнении корневого слоя в трубной сварке ручная аргонодуговая сварка представляет собой непрерывный процесс. В отличие от неё, сварка штучными электродами — процесс прерывистый. Поэтому аргонодуговая сварка может повысить производительность в 2–4 раза. Поскольку при аргонодуговой сварке не образуется шлак, отпадает необходимость в его удалении и ремонте шва, что ускоряет процесс. При наплавке второго слоя ручной дуговой сваркой наличие гладкого и ровного слоя, выполненного аргонодуговой сваркой, значительно упрощает процесс и улучшает качество соединения между слоями, особенно при сварке труб малого диаметра.
Простота освоения
Корневой шов ручной дуговой сваркой требует высокой квалификации и опыта. В то же время сварку аргонодуговым методом можно освоить за сравнительно короткое время даже начинающим сварщикам.
Минимальные деформации
Зона термического влияния при аргонодуговой сварке гораздо меньше, что уменьшает деформации и остаточные напряжения в сварном соединении.
Экономайзер, пучок испарительных труб, водоохлаждаемая стенка и пароперегреватель низкой температуры изготавливаются из стали 20#, а трубы высокотемпературного пароперегревателя — из стали 12Cr1MoV.
Подготовка к сварке
Перед сваркой на торце трубы необходимо выполнить фаску под углом 30°, а участок на 15 мм внутри и снаружи зачистить до металлического блеска. Зазор между торцами труб составляет 1–3 мм. Если фактический зазор слишком велик, необходимо предварительно наложить переходной слой с одной стороны. Также следует установить временные укрытия и строго контролировать скорость ветра в рабочей зоне — при превышении допустимого значения возможно образование пор.
Выполнение сварки
Применяется ручной аргонодуговой сварочный аппарат с устройством высокочастотного поджига дуги. В отличие от дуговой сварки штучными электродами, быстрое обрыв дуги может привести к образованию кратеров и трещин, поэтому при завершении сварки ванну следует отвести к кромке или более массивному участку, постепенно сужать её и только затем гасить дугу и отключать защитный газ.
Для труб из стали 20# толщиной 3–4 мм в качестве присадочного материала применяется TIGJ50 (или 08CrMoV для стали 12Cr1MoV). Диаметр вольфрамового электрода — 2 мм, сварочный ток — 75–100 А, напряжение дуги — 12–14 В, расход защитного газа — 8–10 л/мин, источник питания — постоянный ток, обратная полярность.
Преимущества:
-
Газ аргон изолирует дугу и сварочную ванну от воздействия кислорода, азота, водорода и других вредных компонентов воздуха, снижает выгорание легирующих элементов, обеспечивает плотное, безбрызговое и качественное соединение.
-
Стабильное горение дуги, высокая температура, концентрированное тепло — всё это повышает производительность, сужает ЗТВ и снижает риск трещин, деформаций и напряжений.
-
Открытая дуга обеспечивает хорошую визуализацию и удобство управления процессом.
-
Потери электрода минимальны, дуга легко стабилизируется, отсутствуют флюсы и покрытия, что упрощает автоматизацию.
-
Аргонодуговая сварка подходит практически для всех металлов, включая тугоплавкие и легко окисляющиеся (магний, титан, молибден, цирконий, алюминий и их сплавы).
-
Возможность сварки в любом пространственном положении.
Недостатки:
-
Из-за локальной высокой температуры могут возникнуть деформации, высокая твердость, поры, локальный отжиг, трещины, подрезы и другие дефекты. Особенно это критично при ремонте прецизионного литья. В таких случаях может использоваться холодная сварка (спец. процесс), которая обладает меньшим тепловложением и не вызывает перегрева.
-
По сравнению с дуговой сваркой, аргонодуговая более вредна для здоровья: большая плотность тока, мощное ультрафиолетовое и инфракрасное излучение (соответственно в 5–30 и 1–1,5 раз сильнее, чем у ручной дуговой сварки), высокое содержание озона. Рекомендуется работать в хорошо проветриваемом помещении.
-
Трудности возникают при сварке металлов с низкой температурой плавления и высокой летучестью (например, свинец, олово, цинк).
