НЕКОТОРЫЕ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ГАЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВАРКИ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ (СВАРКА В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ).

1. Для газоэлектрической сварки сталей различных классов и марок в каче­стве защитных сред применяют:

а) аргон,

б) реже гелий,

в) чаще углекислый газ,

г) смеси аргона с кислородом (до 3—5% последнего), аргона с углекислым газом (до 15—25% СО₂), 75% аргона с 22% углекислого газа и 3% кислорода, аргона с азотом и уг­лекислого газа с кислородом (до 3% О₂).

2. Сварка в инертных газах (аргон, гелий) выполняется чаще неплавящимся вольф­рамовым электродом без присадки или с присадкой металлической проволоки соответствующего состава, реже плавящимся электродом, а в активных окисляющих газах — только плавящимся металлическим электродом.

3. При газоэлектрической сварке сталей происходит прямое окисление элементов металла в той или иной степени насыщение его азотом и водородом, причем в связи с небольшим содержанием влаги и азота в аргоне при использовании его в качестве защиты металл шва весьма мало насыщается азотом, незначительно окисляется (больше при нарушении защиты зоны сварки и попадания туда воздуха) и несколько насыщается водородом за счет влаги в газе и на поверхности кромок свариваемого металла и присадочной проволоки.

4. Добавка к аргону кислорода в количестве до 5% приводит к небольшому окислению элементов проволоки при дуговой сварке плавящимся электродом, причем хром в этом случае окисляется незначительно.

Несколько более интенсивное окисление элементов наблюдается при сварке в углекислом газе.

Несмотря на высокую окислительную способность углекислого газа, равно как и смеси аргона с 3—5% кислорода, окисление элементов при защите сварочной зоны этим газом значи­тельно меньше, чем при сварке без защиты или с недостаточной защитой, т. е. окислительная способность углекислого газа меньше окислительной способности воздуха.

При сварке в углекислом газе легированных сталей происходит некоторое науглероживание металла шва. Науглероживание тем вероятнее и больше, чем меньше исходное содержание углерода в металле и больше в нем содержится легирующих элементов, обладающих сильным химическим сродством к кислороду (Ti, A1, Si). При этом происходит восстановление этими элементами углерода из его окисла и переход в металл. Так, например, при сварке нелегированных сталей прирост углерода в наплавленном металле на 0,01% наблюдается при исходной концентрации углерода в проволоке 0,05% и более; при сварке высоколегированных сталей соответствующими проволоками науглероживание наплавленного металла значительно больше. Прирост углерода при этом в зависимости от режима сварки и наличия раскислителей в проволоке может составить 0,02 и даже 0.04%.

Науглероживание необходимо учитывать при разработке и использовании проволок для сварки коррозионностойких сталей, особенно с весьма низким содержанием углерода и пред­назначенных для изготовления аппаратуры, работающей в условиях воздействия сильных агрессив­ных сред:

а). Несмотря на низкое исходное количество углерода в рассматриваемом случае следует предусматривать введение в шов соответствующего количества ниобия для стабилизации металла.

б). Лучше для этого использовать активный газ (смесь аргона с кислородом), что не только предотвратит науглероживание металла шва, но даже обеспечит окисление исходного содержания углерода и снижение его в шве.

в).Увеличение свободного кислорода в зоне дуги при сварке (при активном защитном газе) сопровождается некоторым снижением содержания серы в наплавленном металле, что повышает вероятность образования горячих трещин.

Следует отметить, что вопросы металлургии и технологии газоэлектрической сварки нержавеющих сталей в активных газах, особенно в смесях газов, изучены недостаточно и в на­стоящее время решение их является весьма актуальной задачей.