Сварка нержавеющей стали с помощью плавкого электрода
Сварка с плавким электродом
Газовая электродуговая сварка с металлическим электродом (GMAW)
Сварка GMAW, известная так же, как MIG (Металл Инертный Газ), — это процесс, при котором раскаленный поток формируется дугой, образовавшейся между постоянно питаемым электродом из металлической проволоки и рабочей поверхностью нержавеющей стали.
В отличие от GTAW и PAW процессов сварки, при GMAW-процессе электрод постепенно расходуется, а дуга создается между плавкой проволокой и рабочей поверхностью под воздействием экранирующего газа.
Отличительные особенности процесса GMAW:
- использование токов, проходящих через электрод из проволоки, высокой плотности — более, чем 90 А/мм2, приблизительно в 10 раз выше, чем в защищенном электроде при SMAW-процессе сварки;
- повышенная плавкость проволоки, используемой в качестве электрода (скорость плавления около 8 м/мин), по причине высокой температуры сварочной дуги (данная особенность требует организации автоматической подачи проволоки, выпускаемой бухтами с весом порядка 12 кг);
- нержавеющие стали всегда подвергаются сварке в одном из двух режимов: DCEP (постоянный ток, позитивный электрод) либо DCRP (постоянный ток, обратная полярность), позитивный полюс генератора подключен к электроду;
- процесс сварки, в основном, происходит вручную (так называемый полуавтоматический процесс), но для сварки при высоких мощностях, сварочный аппарат функционирует автоматически.
Механизм трансформации металла в электрическую дугу — принципиальная характеристика процесса сварки, причем различают три возможных варианта данного преобразования:
Короткий контур или глубокое преобразование
При данной методике сварки, металл расплавляется, образуя крупные капли, диаметр которых, зачастую, превышает сечение проволоки, используемой в качестве электрода. За счет того, что капля формируется на конце электрода, она контактирует со сварочной ванной и, таким образом, создается короткая замкнутая электрическая цепь, характеризующаяся резким повышением силы тока. Поверхностное напряжение приводит к сужающему эффекту, способствующему отделению капли от электрода. Частота, с которой происходит данное явление, находится в пределах от 20 до 100 Гц, время цикла при этом составляет 0.01-0.05 секунд.
Сферическое или гравитационное преобразование (сварка в лодочку)
Как и при глубоком преобразовании, при сферической трансформации плавление металла происходит в виде больших капель, которые отсоединяются, когда их масса позволяет преодолеть силу поверхностного напряжения. Благодаря значительной длине дуги, капли свободно падают, прежде чем входят в контакт со сварочной ванной.
Распыленное преобразование
Такой вид трансформации приводит к повышению плотности тока, которое выходит за рамки обычных средних показателей и достигает значения 200 А/мм2. Данный процесс сопровождается расплавлением электрода и образованием потока из мелких капель. Плотность тока продолжает расти, наконечник электрода приобретает коническую конфигурацию и продуцирует поток из еще меньших капель.
Процесс GMAW требует использования защитных газов для предотвращения окисления сварочной дуги. Аргон с добавкой 2% кислорода (О2) способствует повышенной стабильности дуги и применим для широкого спектра видов сварки. Аргон (Ar) с 3% углекислотой (СО2) приводит приблизительно к аналогичному результату. Скорость сварочного процесса и проникновение в толщу материала могут быть улучшены за счет введения гелия (He) и водорода (H2) в смесь защитного газа. Композиции защитных газов с высоким содержанием углекислоты приводят к образованию большого количества углерода в сварочной ванне и к окислению хрома, поэтому их использование не рекомендуется.
Диаметр капель и глубина проникновения в толщу металла будет варьироваться в зависимости от вида нержавеющей стали (аустенитные, ферритные, прочие), вида сварного соединения, типа преобразования и квалификации сварщика. Для точечных и стыковых швов, осуществляемых в один проход, толщина рабочей поверхности нержавеющей стали должна находиться в пределах от 1 до 5 мм.
Примечание:
GMAW-процесс относится к процессу MIG, который иногда причисляют к MАG-сварке. На самом деле, при MIG-сварке окислительные процессы в защитных газах незначительны, по сравнению с их превалированием в MАG-процессах. Повышение содержания кислорода и углекислого газа относительно стандартных уровней 2% О2 и 3% СО2, приводят к избыточному окислению хрома (Cr), марганца (Mn), кремния (Si), а также к росту уровня углерода (C) в сварочной ванне. Например, содержание углерода в обрабатываемом металле на уровне 0.025% при 2% СО2 в защитном газе, возрастет до 0.04% при увеличении объема СО2 до 3%.
Продолжение далее.
Наша продукция
