Правила и контроль аргонодуговой сварки

Сварка нержавеющей стали в аргоновой среде, как и любая другая, требует соблюдения определенных правил и норм, которые сделают процесс безопасным, а конечный результат удовлетворяющим всем требованиям качества. В нашей стране разработаны многочисленные ГОСТы и стандарты, регламентирующие проведение сварочного процесса. Вот лишь некоторые из них:

• ГОСТ 6032-89. Регламентирует проверку нержавеющей стали на стойкость к межкристаллитной коррозии.
• ГОСТ 8713-79. Требования к сварке под флюсом.
• ГОСТ 10052-75, ГОСТ 23949-80, ГОСТ Р ИСО 3581-2009 . Требования к обычным и вольфрамовым электродам для сварки высоколегированной стали
• ГОСТ 23518-79, ГОСТ 14771-76. Обозначают параметры сварки в защитных газах (аргон и др.)
• РДП 26-17-071-86. Регламентирует правила по охране труда при сварочных работах.

Все материалы, используемые для сварочных работ, должны иметь сертификаты и маркировку изготовителя. Инертные газы поставляются в специальных баллонах с указанием даты выпуска, параметров содержимого (процентное соотношение примесей и т.д.).

Важным моментом является степень очистки аргона, в котором будет производиться сварка (регулируется ГОСТ 10157-79). Ведь присутствие даже минимальных примесей приводит к тому, что они поглощаются расплавленным металлом и тем самым ухудшают свойства сварного шва, вызывая дефекты, коррозию и т.д. Содержание азота в аргоне не должно превышать 0,3%, кислорода 0,03%, должна отсутствовать влага. Кроме того, специалист должен постоянно следить за расходом аргона – меньшее количество не способно защитить сварочную ванну, а перерасход приводит к образованию пор. Использование гелия вместо аргона позволяет избежать пористости и увеличить проплавляющую способность дуги, однако серьезно увеличивает стоимость работ из-за высокой цены гелия.

Для того чтобы обеспечить максимальную прочность сварного шва, необходимо очистить свариваемые поверхности и присадочный материал. Кромки и прилегающие площади тщательно зачищают металлической щеткой непосредственно перед сваркой. При толщине материала в пределах 3-6 мм производят односторонний скос кромок, при толщине же порядка 10-20 мм делают двусторонний скос. Если до этого сталь подвергалась нагреву (при гибке, например), то проводят отжиг и травление, которое позволяет удалить насыщенный кислородом слой металла, повышающий хрупкость. Поверхность стали перед сваркой должна быть сухой.

Еще один серьезный аспект – требования, предъявляемые к используемым электродам. Аргонодуговая сварка возможна с применением как неплавящихся (вольфрамовых или графитовых), так и плавящихся электродов. Важно, чтобы электрод соответствовал типу основного металла, особенно при использовании высоколегированных электродов. Сварка вольфрамовыми электродами проводится чаще всего при постоянном токе прямой полярности, значение которого зависит от толщины свариваемых поверхностей. Соблюдение допустимого токового диапазона важно из-за того, что превышение силы тока приводит к перегреву электродного стержня и меняет характеристику плавления, что может привести к разрушению шовного материала. Сварка постоянным током (до 600 А) прямой полярности позволяет достичь максимальной проплавляемости металла, при этом доля тепловой мощности в изделии достигает значений 50-90%, сварочная дуга легче возбуждается.

Сварка постоянным током обратной полярности используется реже по причине ряда недостатков: большие энергозатраты, меньшая глубина швов. Но есть у такого способа и преимущества – стабильность горения дуги и разрушение окисной пленки. Применяют такой тип сварки обычно для работы со стыковыми соединениями, содержащими алюминий, так как это позволяет разрушить оксидную пленку.

Такой параметр, как длина дуги, непосредственным образом влияет на формирование шва. В зависимости от использования присадочной проволоки, длина дуги колеблется от 0,5 до 4 мм, при этом учитывается толщина и тип свариваемой стали. Существует определенная линейная зависимость: при увеличении длины дуги уменьшается глубина проплавления и растет ширина шва. Использование длинных (больше 4 мм) дуг нецелесообразно вследствие нестабильности проплавления.

По завершении сварочного процесса обязательно проводится контроль работ, который позволяет исключить возможные дефекты. Существует несколько групп методов контроля:

• Для определения поверхностных недостатков (прожоги, трещины, газовые поры и т.д.) используют визуальный осмотр и цветную дефектоскопию.
• Выявление внутренних недостатков проводят при помощи ультразвука и рентгенограммы.
• Для проверки герметичности швов и конструкции применяют пневматические и гидравлические испытания, а также тесты при помощи керосина и гелиевых маркеров.

Подводя определенные итоги, надо отметить следующее. Аргонодуговая сварка – сложный технологический процесс, который должен проводиться профессионалами своего дела на современном и безопасном оборудовании. Если стоит задача получить качественное и отвечающее всем требованиям изделие, то недопустимо экономить на материалах и выполнении работ, ведь, как известно, скупой платит дважды.