Сущность этого вида сварки заключается в том, что электрическая дуга горит в среде аргона между неплавящимся вольфрамовым электродом и деталью. Сварка ведется с присадочным материалом и без него. Во втором случае детали соединяются за счет частичного расплавления их торцов (или других элементов) и получения общей сварочной ванночки. Аргон марки А или Б защищает расплавленный металл и вольфрамовый электрод от воздуха; таким образом, достигается стабильность горения и электрической дуги и мелкокапельный перенос расплавленного металла. Шов получается прочным, гладким и плотным.
Вольфрам обладает высокой электрической и тепловой стойкостью: температура его плавления около 3600 °С, расход электрода — 5...6 г на 100 м шва при средних значениях силы тока (60... 80 А). Электрическая дуга горит устойчиво, с высокой концентрацией и строгой направленностью факела (рассеивание практически отсутствует). Это позволяет устранить перегрев детали, уменьшить ее коробление, так как большая часть тепла направлена на расплавление присадочного материала. Таким образом, аргонно-дуговая сварка наиболее целесообразна для тонкостенных ответственных деталей из сталей (главным образом легированных, жаропрочных и т.п.), цветных металлов и сплавов, когда не допускается их перегрев.
Для аргонно-дуговой сварки выпускаются установки типа АП-5, УДАР-500, УДГ-301, УДГ-501 и др. В установках применяется осциллятор, позволяющий получить ток напряжением до 300 В п частотой 250...300 кГц. Высокочастотный ток позволяет возбудить дугу без касания торцом электрода детали.
Аргонно-дуговая сварка нашла широкое применение в ремонтном производстве для восстановления деталей из алюминия и его сплавов. Подготовка детали к сварке ведется в обычном порядке: очистка от загрязнений; расфасовка кромок (при толщине металла более 4 мм); зачистка наждачным кругом или шкуркой до блеска детали на расстоянии 15...20 мм от места сварки; пригонка деталей, зазор между ними должнен быть не более (0,5...0,8) t, где t— толщина изделия.
Для сварки алюминия используют проволоку ОЗА-1, силумины — ОЗА-2, АК, АМц, АМг и т.п. Присадочный материал и места детали под сварку необходимо протравить в 15...20 %-ном растворе ор гофосфор ной кислоты (для повышения прочности сцепления расплавленного металла с основой). Крупногабаритные детали рекомендуется предварительно подогревать дотемпературы 250...300°С.
Сварку нержавеющих и жаропрочных сталей, магниевых, медных и других сплавов ведут на переменном или постоянном токе прямой полярности. Применяют легированную проволоку марок Св-15ГС, Св-18ГСА, Св-18ХГСА, а также сплавы на основе меди.
Недостаток аргонно-дуговой сварки—дороговизна, примерно в 1,8...2 раза дороже, чем газовая сварка.
Трудность сварки алюминия заключается в том, что на его поверхности образуется твердая пленка оксида алюминия (температура плавления ее — 2050 °С). Эта пленка препятствует сцепляемости расплавленного металла с основным металлом детали, кроме того, внедряясь, в расплав, значительно ухудшает механические свойства шва.
Для получения качественного сварного шва применяют механическое, химическое и электрическое удаление и дробление оксидной пленки. Наиболее просто ее удаляют механическим способом — спомощью скребков или щеток. Химическим путем оксидную пленку удаляют с поверхности расплавленного металла с помощью флюсов, например, АФ-4А, состоящего из 28 % хлорида натрия, 50 % хлорида калия, 14 % хлорида лития и 8 % фторида натрия. Хорошие результаты получают при сварке детали из алюминия на постоянном токе обратной полярности. При этом поверхность сварочной ванны очищается от оксидной планки за счет катодного распыления (диспергирования). Однако этим способом можно удалить только тонкую пленку оксида.
Алюминиевые детали (особенно крупные: блок-картеры, кожух маховиков, головки блоков и т.п.) целесообразно сваривать газосваркой правым способом при углах наклона: горелки — 20...40°, присадочного прутка — 40...45 °.
В качестве присадочных материалов (электродов) используют прутки такого же химического состава, как и деталь: ОЗА-1, для силуминов (сплавов алюминия и кремния) — ОЗА-2, проволоку АК, АД, для других сплавов — АМц, АМг.
Чтобы избежать коробления ответственных деталей, а также образования трещин, перед сваркой их нагревают до температуры 250...350 °С.
Сварка чугунных деталей пучком электродов состоит в следующем. Изготовляют пучок электродов из стального стержня с толстой обмазкой (ОММ-5 или УОНИ-13/55 диаметром 4...5 мм),медного и латунного прутков. Концы электродов соединяют (сваривают или запаивают) и весь пучок завертывают бумагой, склеивая ее жидким стеклом.
При сварке пучком электродов образуется блуждающая дуга, которая, переходя с одного прутка на другой, способствует хорошему перемешиванию расплавленных материалов. Латунь в пучке играет роль раскислителя. Таким образом, выбранное в пучке требуемое сочетание материалов способствует улучшению протекания металлургических процессов при сварке и повышению физико-механических свойств шва. При необходимости количество электродов в пучке может быть увеличено.
Сварка специальными электродами марок ОЗЧ-1 (медный стержень с обмазкой, содержащей железный порошок); МНЧ-1, МНЧ-2 (монель-металл — литые стержни, состоящие из 28 % меди, 2,5 % железа 1,5% марганца, остальное — никель); АНЧ-1 (стержень из проволоки Х19Н9 в медной оболочке — биметаллический электрод) и др. Выше перечисленные комбинированные электроды обеспечивают малую зону термического влияния, высокую пластичность шва.
Некоторые детали (лапы, кронштейны, фланцы) можно сваривать чугунными электродами марок А,Б, НЧ-1, НЧ-2, изношенными поршневыми кольцами с графитизированной обмазкой. Газовуф сварку можно вести прутиками из монель-металла.
Холоднаясваркачугуна (без предварительного нагрева) наиболее широко применяется в ремонтном производстве.
Сварка стальными малоуглеродистыми (углерода не более 0,10 %)электродами с тонкой стабилизирующей обмазкой.С целью уменьшения нагрева детали и выгорания кремния сварку ведут на постоянном токе обратной полярности электродами диаметром 2...4 мм. При этом устанавливают пониженную величину тока.
Заварку трещин, наладку деталей, как правило, выполняют многослойным наложением валиков. При этом влияние чугуна детали (основы) на свойства формируемого шва уменьшается с наложением каждого последующего слоя или валика. На этой основе разработан и успешно применяется способ холодной сварки чугунных деталей наложением “отжигающих” валиков малоуглеродистым электродом. Он заключается в следующем. Последовательно (рис*55) накладывают валики таким образом, что последующий валик не дает остынуть предыдущему (он его отжигает). Поэтому значительная часть цементита распадается, а закаленная часть шва в некоторой степени отпускается и нормализуется. Металл шва получается ненапряженным и пластичным. В зависимости от размеров и конфигурации трещины существуют различные технологические приемы наложения “отжигающих” валиков.
Для сварки и наплавки используют проволоку Св-08 типа Э-34 или электроды марки УОНИ-13/55.
При сварке чугунных деталей с толстыми стенками (более 15 мм) сцелью увеличения прочности сварного соединения применяют различного вида усиливающие элементы. Например, засверливают концы трещины (отверстия диаметром 4... 5 мм), затем сверлят несколько таких же отверстий друг напротив друга подлине трещины на расстоянии 15...20 мм от нее. В отверстия вставляют штифты из малоуглеродистой стали и обваривают вначале их, а затем накладывают “отжигающие” валики по всей полости трещины. Иногда с целью усиления в противолежащие отверстия вставляют скобы.
