ЦЕНТР ЗНАНИЙ ЭСА

ЗАЩИТА СВАРНОГО ШВА

ЗАЩИТА СВАРНОГО ШВА

Основными задачами защитного газа являются защита сварочной ванны от воздействия атмосферы, а именно от окисления и поглощения азота, а также стабилизация электрической дуги. Выбор защитного газа может также повлиять на характеристики профиля провара шва.

Защитные газы

Защитные газы для процессов MIG/GMAW сварки

Основным газом для MIG/MAG сварки является аргон (Ar). Гелий (He) можно добавлять для увеличения глубины проплавления и текучести сварочной ванны. Аргон или смесь аргона с гелием можно использовать для сварки всех сортов стали. Однако для стабилизации дуги, улучшения текучести, а также для улучшения качества наплавленного металла, как правило, требуется незначительное добавление кислорода (O2) или углекислого газа (CO2). Также для сварки нержавеющей стали имеются газы с небольшим содержанием водорода(H ₂).

В таблице ниже приводится список подходящих защитных газов для MIG/MAG сварки, в зависимости от типов нержавеющей стали и типов дуги.

	Основной металл (тип материала)
	Аустенитная нержавеющая сталь	Дуплексная нержавеющая сталь	Супердуплексная нержавеющая сталь	Ферритная нержавеющая сталь	Высоколегированная нержавеющая сталь	Никелевые сплавы
Ar	-	-	● a	-	● a	● a
Ar + He	-	-	● a	-	● a	● a
Ar + (1-2)% O 2	● b	● b	(●)	● b	● c	-
Ar + (1-2)% CO 2 d	● e	● e	(●)	● e	● c	-
Ar + 30% He + (1-2)% O 2	● f	● f	● f	● f	● c	-
Ar + 30% He + (1-2)% CO 2 d	● f	● f	● f	● f	● c	-
Ar + 30% He + (1-2)% N 2	-	-	●	-	● g	-

a) Предпочтительно для импульсной MIG сварки.
b) Более высокая текучесть сварочной ванны по сравнению с добавлением CO2.
c) За исключением 22.12.HT и 27.31.4.LCu, где предпочтительнее Ar.
d) Не подходит для сварки в режиме струйного переноса, где требуется сверхнизкое содержание углерода.
e) Лучшие показатели сварки короткой дугой и позиционной сварки по сравнению с Ar + (1-2)% O2.
f) Более высокая текучесть сварочной ванны по сравнению с Ar. Лучшие показатели сварки короткой дугой и позиционной сварки по сравнению с Ar + (1-2)% CO2.
g) Для сортов стали, легированных азотом.

 

Защитные газы для процессов TIG/GTAW сварки

Основным газом для TIG сварки является аргон (Ar). Гелий (He) можно добавлять для увеличения глубины проплавления и текучести сварочной ванны. Аргон или смесь аргона с гелием можно использовать для сварки всех сортов стали. В некоторых случаях можно добавлять азот (N2) и/или водород (H2) для получения определенных свойств. Например, добавление водорода оказывает.

схожий с добавлением гелия эффект, но намного сильнее. Тем не менее, водород не следует использовать при сварке мартенситных, ферритных или дуплексных сортов стали.

Кроме того, в случае добавления азота можно улучшить свойства наплавленного металла при сварке сплавов, легированных азотом. Окисляющие добавки не используются, так как они разрушают вольфрамовый электрод. В таблице ниже проводятся рекомендации по выбору защитного газа для TIG сварки разных сортов нержавеющей стали. При плазменно-дуговой сварке типы газов с добавлением водорода в основном используются в качестве плазменного газа, а чистый аргон - в качестве защитного.

	Основной металл (тип материала)
	Аустенитная нержавеющая сталь	Аустенитная нержавеющая сталь	Аустенитная нержавеющая сталь	Аустенитная нержавеющая сталь	Аустенитная нержавеющая сталь	Nickel alloys
Ar	●	●	●	●	●
Ar + He a	●	●	●	●	●	● a
Ar + (2-5)% H 2 a,b	● b	-	-	-	● b	● b
Ar + (1-2)% N 2	-	●	●	-	-	-
Ar + 30% He + (1-2)% N 2	-	●	●	-	-	-

a) Улучшает поток по сравнению с чистым Ar.
b) Предпочтительно для автоматизированной сварки. Высокая скорость сварки. Риск образования пористости при многопроходной сварке.

Защита корня шва

Идеальные результаты сварки без ухудшения коррозийной стойкости и механических свойств можно получить только с использованием газа, защищающего корень шва, с очень низким содержанием кислорода. Для достижения наилучших результатов, допускается не более 20 промилле O2 с корневой стороны.

Этого можно достичь с помощью продувочной установки и контролировать с помощью современного оксиметра. Аргон на сегодняшний день является наиболее распространенным газом для защиты корня шва при сварке нержавеющих сталей. Газ Formiergas (N2 + 5 - 12% H2) является превосходной альтернативой в случае сварки традиционных аустенитных сталей. Газ содержит активный компонент H2, который снижает уровень кислорода в зоне сварки.

В сварке дуплексных сталей можно использовать азот, чтобы избежать потери азота в наплавленном металле. Чистота газа, используемого для защиты корня шва, должна быть не менее 99.995%. В случаях, когда продувка газом невозможна, альтернативой может послужить флюс для защиты корня шва.

Защита расплавленным шлаком

В процессах дуговой сварки под флюсом (SAW) и электрошлаковой сварки (ESW), защита обеспечивается сварочным флюсом, который полностью покрывает расходный материал, дугу и сварочную ванну. Флюс также стабилизирует электрическую дугу. Флюс плавится под воздействием тепла, выделяемого сварочным процессом, создавая покрытие из расплавленного шлака, которое эффективно защищает сварочную ванну от воздействия окружающей атмосферы.