Основным недостатком способов сварки со свободногорящей дугой является их невысокая производительность. Разработано несколько разновидностей сварки вольфрамовым электродом, ос­нованных на увеличении проплавляющей способности дуги за счет увеличения интенсивности теплового и силового воздействия дуги на свариваемый металл. К этим разновидностям относятся сварка погруженной дугой, с применением флюса, при повышенном дав­лении защитной среды, импульсно-дуговая, плазменная сварка.

Сварка погруженной дугой. С увеличением диаметра электрода и силы тока увеличиваются давление дуги и удельное количество вводимой в металл теплоты. Под давлением дуги происходит оттес­нение под электродом жидкого металла. Дуга при этом погружается в сварочную ванну, а поддержание заданного напряжения (длины дуги) достигается опусканием электрода ниже поверхности свари­ваемого металла. Глубина проплавления достигает 10—12 мм и выше, расход аргона составляет 15—20 л/мин.

Сварка с применением флюса. Нанесение на поверхность свари­ваемых кромок слоя флюса небольшой толщины (0,2—0,5 мм), состоящего из соединений фтора, хлора и некоторых оксидов, способствует повышению сосредоточенности теплового потока в пятне нагревай увеличению проплавляющей способности дуги. При
этом благодаря высокой концентрации тепловой энергии повыша­ется эффективность проплавления и снижается погонная энергия при сварке.

Сварка при повышенном давлении защитной среды. Мощное-• дуги возрастает с увеличением давления окружающей зону сварки защитной атмосферы при неизменной силе тока и длине дуги. Дуг» при этом сжимается, благодаря чему увеличивается ею проплавля ющая способность примерно на 25—60%. Этот способ може г использоваться при сварке в камерах с контролируемой средой, : применением общей защиты.

Импульсно-дуговая сварка вольфрамовым электродом. За ключ; • ется в применении в качестве источника теплоты импульсной дуги с целью концентрации во времени теплового и силового воздействия дуги на основной и электродный металл. При стесненном теплое? воде полнее используется теплота дуги на расплавление основного металла, чем при сварке постоянной гутой. Проплавляющая спо­собность импульсной дуги наиболее эффективно проявляется при сварке тонколистового металла толщиной до 2—3 мм. Дуга пуль­сирует с заданным соотношением импульса подачи тока и паузы (рис. 15.5). Сплошной шов получается расплавлением отдельных точек с определенным перекрытием (рис. 15.5, б). Повторные возбуждения и устойчивость дуги обеспечиваются благодаря горе­нию маломощной дежурной дуги (10—15% от силы тока в импуль­се). Основной сварочный ток подается в виде отдельных импульсов (рис. 15.5, а) большой силы. Наряду с силой тока, напряжением, скоростью сварки к основным параметрам импульсно-дуговой свар ки относятся длительность импульса tcv и паузы /п, длитсльносп. цикла сварки Т= /св + ^ и шаг точек S — V{t№ + fn), где VCb — скорое < сварки. Отношение tjt№ = G называют жесткостью р е ж и м а. Жесткость режима при заданной энергии импульса и длитель ности цикла характеризует проплавляющую способность дуги. Из­меняя параметры режима импульсно-дуговой сварки, можно в

б)

Рис 15.5. Изменение силы тока и напряжения дуіи при импульсной аргонодуговой сварке вольфрамовым электродам и формирование шва: а — изменение параметров режима, б — формирование шва

широких пределах изменять кристал лизанию металла шва и таким образом влиять на свойства сварных соединений. Технологиче­ские преимущества сварки импульсной дугой вольфрамовым элек - гродом в наибольшей степени проявляются при сварке тонкого материала — отсутствуют дефекты формирования шва, провисания и подрезы, улучшаются условия формирования шва в различных пространственных положениях, снижаются требования к квалифи­кации сварщика. Так, при сварке металла определенной толщины требуется значительно меньшая погонная энергия, существенно снижаются деформации и прожоги тонколистовых деталей.

Сварка сжатой дугой. Сварка сжатой дугой отличается от обыч­ной дуговой сварки вольфрамовым электродом сжатием дуги в канале сопла горелки потоком плазмообразующего газа. Основные преимущества сжатой дуги —более высокая стабильность ее горе­ния и повышенная концентрация энергии в пятне нагрева (104 — 10s Вт/см2).

Сварка сжатой дугой осуществляется переменным или постоян­ным током прямоіі полярности. Возбуждают дугу' с помощью ос­циллятор;!. Для облегчения возбуждения дуги прямого действия используют дежурную дугу, горящую между соплом горелки и ыектродом. Для питания плазмообразуюшей дути требуются источ­ники питания сварочного тока с рабочим напряжением до 120 В и более.

Сжатой дугой можно сваривать практически все металлы в нижнем и вертикальном положениях. В качестве плазмообразую - шего газа используют аргон и гелий, которые также могут быть и защитными, расход их составляет 0.2—1,5 л/мин. Плазменная сварка обладает высокой производительностью, малой чувствитель­ностью к колебаниям длины дуги. Без скоса кромок можно свари­вать за один проход металл толщиной до 15 мм. Сжатой дутой сваривают стыковые и угловые швы. Стыковые соединения на металле толщиной до 2 мм можно сваривать с отбортовкой кромок, при толщине деталей свыше 10 мм рекомендуется делать скос кромок. При необходимости можно использовать присадочный металл.