к основному металлу. Существенно ослабляются столбчатая ориентация структуры металла шва и перегрев в околошовной зоне. Это достигается вследствие пульсирующего изменения температуры металла околошовной зоны вблизи линии сплавления (рис. 10-18, в). Время пребывания околошовной зоны при температурах, превышающих 1000° С, многократно уменьшается, и перегрев соответственно ослабевает (рис. 10-18, г). Непрерывное изменение фронта кристаллизации перемещающейся сварочной ванны способствует изменению направления роста столбчатых кристаллитов, их дроблению и измельчению (рис. 10-18, д).

Положительное влияние поперечных перемещений дуги проявляется только при определенных режимах сварки. При большом токе, высоком напряжении дуги, малой амплитуде и большой частоте поперечных перемещений электрода сварочная ванна не следует за дугой и описанные выше положительные результаты не достигаются.

Присадочная проволока применяется диаметром 0,8-1,6 мм. С ее помощью удается хорошо сформировать усиление шва, а также регулировать химический состав металла шва и его пластические и прочностные свойства.

В швах, выполненных при оптимальном режиме перемещений электрода, наряду с повышенной пластичностью существенно повышается также и прочность, что обусловлено увеличением поступления углерода в шов из основного металла. При малой амплитуде и большой частоте поперечных перемещений электрода никакого улучшения свойств металла шва не наблюдается (режимы 2 и 5). При оптимальной амплитуде, но малой частоте перемещений (режим 3) формирование швов неудовлетворительное (табл. 10-10).

Перемещения дуги положительно влияют на качество сварных соединений не только при сварке среднелегированных сталей, но и во всех других случаях, когда с применением аргоно-дуговой сварки необходимо получить высокие показатели механических свойств и хорошее формирование шва.

В ИЭС им. Е. О. Патона разработан новый метод увеличения глубины проплавления основного металла при аргоно-дуговой сварке неплавящимся электродом. Метод предусматривает нанесение на свариваемые кромки тонкого слоя специального активирующего флюса-пасты (доли грамма на погонный метр). Флюс-пасту приготовляют смешиванием химически чистых компонентов на жидком парафине. Из замеса формируют цилиндрические стержни-карандаши, при помощи которых флюс наносят на свариваемые кромки посредством прочерчивания узкой полоски. Содержащиеся во флюсе фториды и окислы, попадая в дугу, способствуют существенному повышению ко1щентрации сварочного нагрева вследствие уменьшения диаметра столба дуги, увеличения температуры плазмы и плотности тока в прианодной области.

No по пор

Режим поперечных перемещений

кгс/мм*

Содер жание углерода в шве,

Без перемещений

Амплитуда 2 мм, частота 8 кол/с

Амплитуда 3,5 мм, частота 1 кол/с

Амплитуда 3,5 мм, частота 3 кол/с

Амплитуда 3,5 мм, частота 8 кол/с

0,31 0,33 0,38 0,36 0,34

Примечание В числителе приведены минимальные и максимальные а в знаменателе средние значения механических свойств для 5 ~6 образцов.

Аргоно-дуговую сварку неплавящимся электродом всегда выполняют на прямой полярности, поэтому анод расположен на основном металле. В результате существенно увеличивается глубина и уменьшается ширина проплавления основного металла (рис. 10-19, а). Открываются дополнительные возможности уменьшения перегрева околошовной зоны и улучшения структуры металла шва вследствие ускорения его кристаллизации и благодаря микролегированию через флюс-пасту металла шва титаном, цирконием, церием и др. Особо высокое качество сварных соединений можно получить при двухслойной или трехслойной аргоно-дуговой сварке вольфрамовым электродом с применением флюсов-паст в первом слое и поперечных перемещений электрода во втором и третьем (табл. 10-11).

Следует особо отметить принципиальное значение флюсов-паст для аргоно-дуговой сварки неплавящимся электродом рафинированных сталей. Как показали опыты, глубина проплавления рафинированных сталей значительно меньше (примерно в 1,2 раза), а ширина швов более чем в 2 раза больше по сравнению с этими показателями сталей обычной выплавки (рис. 10-19, б) Повышение силы сварочного тока без изменения глубины проплавления увеличивает лишь ее ширину. Кроме того, увеличивается перегрев металла в околошовной зоне

Причиной уменьшения глубины проплавления рафинированных сталей при аргоно-дуговой сварке является низкое содержа-

Механические свойства металла шва (свариваемая сталь 42Х2ГСНМЛ)

при различных режимах поперечных перемещений неплавящегося электрода

Рис. 10-19. Форма проплавления при наплавке валика

а - на пластину из стали обычной мартеновской выплавки;

б и 9 на пластину из стали, прошедшей рафинирующий электрошла

ковый переплав, с применением флюса пасты (б) и без него (в)