При дуговой сварке в защитном газе, так же как и при сварке под флюсом, форма шва (рис. 110) характеризуется глубиной проплавления h, шириной проплавления b, высотой усиления а, толщиной шва а + h, а также коэффициентом формы ψ = b/h и соотношением b/а.
В зависимости от режима сварки коэффициент формы может изменяться от 0,5 до 4. Известно, что с уменьшением коэффициента формы возрастает склонность сварных швов к трещинам. Оптимальное значение коэффициента формы ψ = l,3—2,0.
Рис. 110. Зависимость площадей наплавки Fн и проплавления Fпp, суммарного сечения шва Fн + Fпp и размеров шва от режима сварки в углекислом газе малоуглеродистой стали (проволока диаметром 2мм, постоянный ток обратной полярности).
При различном содержании элементов в свариваемом и электродном металлах химический состав металла шва в значительной мере определяется долями основного и электродного металлов, составляющих шов.
Например, при сварке в углекислом газе увеличение содержания углерода и уменьшение содержания марганца и кремния в шве с повышением напряжения дуги при неизменных токе и скорости сварки (табл. 66) обусловлены не только изменением выгорания элементов, но и увеличением доли основного и уменьшением доли электродного металлов в шве.
Таблица 66. Влияние напряжения дуги при сварке в углекислом газе на долю электродного металла в шве и его химический состав.
Металл | Напряжение дуги, В | Доля электродного металла в шве | Химический состав, % | ||
Углерод | Марганец | Кремний | |||
Основной | - | - | 0,26 | 0,84 | 0,21 |
Электродный | - | — | 0,11 | 1,41 | 0,84 |
Шов | 30 | 0,52 | 0,13 | 0,93 | 0,45 |
Шов | 35 | 0,40 | 0,14 | 0,80 | 0,32 |
Шов | 40 | 0,37 | 0,15 | 0,70 | 0,21 |
Шов | 45 | 0,33 | 0,18 | 0,60 | 0,16 |
Примечание. Сварочный ток 400 А, скорость сварки 15,6 м/ч.
Если сварка ведется в инертных газах, то при неодинаковом составе свариваемого и электродного металлов химический состав металла шва зависит исключительно от долей основного и электродного металлов в шве.
Доля электродного металла в шве равна отношению площади наплавки Fн к площади всего сечения шва Fн+Fпр. С возрастанием тока площадь проплавления Fпp увеличивается больше, чем площадь наплавки, вследствие чего отношение Fн/Fн+Fпр уменьшается.
С увеличением напряжения дуги при неизменных токе и скорости сварки (мощность дуги и погонная энергия сварки при этом возрастают) наблюдается некоторое уменьшение отношения- Fн/Fн+Fпр вследствие более значительного увеличения площади проплавления Fпр по сравнению с Fн. При увеличении скорости сварки отношение- Fн/Fн+Fпр уменьшается за счет большего уменьшения Fн по сравнению с Fпр.