Екологічна складова дугового зварювання та напрямок її підвищення

Abstract

Розглядається можливість підвищення екологічної чистоти дугових зварювальних процесів. Показано, що мінімальна маса шкідливих речовин виділяється при дуговому зварюванні під флюсом, однак технологічні особливості даного способу різко обмежують області його застосування. Максимальна кількість шкідливих речовин виділяється при зварюванні порошковим дротом та ручному дуговому зварюванні. Вона на два порядки більша, ніж при зварюванні під флюсом, та на порядок порівняно із зварюванням в захисних газах дротом суцільного перерізу, яке за масою шкідливих виділень займає проміжне положення. Основним напрямком зменшення маси шкідливих виділень при дуговому зварюванні є зменшення кількості металу, який необхідно наплавити для отримання зварного з’єднання. Однак низька проплавляюча здатність дуги вимагає застосування попереднього розкриття кромок і його наступного заповнення, що різко збільшує масу шкідливих виділень. Активація підвищує проплавляючу здатність дуги і збільшує товщину металу, яку можна зварювати без попереднього розкриття кромок. Завдяки цьому в 2-3 рази зменшується кількість електродного металу, яку необхідно наплавити, і у стільки ж разів зменшується маса шкідливих виділень. Але даний технологічний прийом ефективний лише при зварюванні дротом суцільного перерізу у захисних газах (AMIG). При інших способах дугового зварювання він не діє. Перспективою розвитку AMIG-процесу є удосконалення техніки його реалізації що забезпечує подальше підвищення проплавляючої здатності дуги і збільшення товщини зварних з’єднань, які можна виконувати без попереднього розкриття кромок з мінімальною кількістю наплавленого металу та маси шкідливих виділень.

The possibility of ecological purity of arc welding processes was considered. It was illustrated that the minimum mass of hazardous substances emitted during submerged arc welding, but technological characteristics of this method restrict its application. The maximum amount of hazardous substances emits during flux-cored wire welding and manual arc welding. It is higher by two orders as compared with the submerged arc welding and one order as compared with the gas shielded solid wire welding that harmful emissions mass occupies the intermediate position. The main direction of the hazardous emissions mass decrease during arc welding is to reduce the amount of metal to be built-up for the welded joint. However, low arc penetration capacity requires prior opening of edges and their subsequent filling, which increases the mass of harmful emissions substantially. Activation increases the arc penetration capacity and metal thickness that can be welded without edge opening. Thanks this fact, the amount of built-up electrode metal decreases 2-3 times, the mass of hazardous emissions, thus, decreases too. But this technique is effective only for solid wire welding in shielding gases (AMIG). It is useless for other types of arc welding. The AMIG-process development process lies in improvement of its implementation techniques providing further increase of arc penetration capacity and thickness of the welded joints that can be performed prior edge opening with a minimum amount of built-up metal and the mass of hazardous emissions.