Для предотвращения насыщения металла шва водородом при сварке в СО₂ главным является обеспечение надежной газовой защиты зоны сварки от влияния воздушной среды. При одноструйном способе защиты области сварки (рис. 3.6, а) наблюдается интенсивное вихреобразование вследствие отражения защитного газового потока от поверхности свариваемого изделия. Это создает благоприятные предпосылки для интенсивного подсоса воздуха в зону сварки и увеличения содержания азота и водорода в металле шва.

а, б:

Рис. 3.6. Форма защитного газового потока при: а) одноструйной защите, б) двухструйной защите

Разработанное в ЮТИ ТПУ двухструйное сварочное сопло обеспечивает лучшую газовую защиту (рис. 3.6, б). В этом случае наблюдается явление прижимания внешним кольцевым газовым потоком отраженного от поверхности свариваемой детали газового фронта. Таким образом, получается более устойчивый и максимально покрывающий поверхность свариваемого изделия поток защитного газа.

Для определения влияния двухструйной газовой защиты на свойства сварных соединений из стали 30ХГСА провели экспериментальные исследования. Выполняли автоматическую сварку поворотного стыка трубы диаметром 90 мм с толщиной стенки 18 мм в СО2 за несколько проходов в узкий зазор (с V-образной формой корневой части) сварочной проволокой Св-08Г2С диаметром 1,2 мм.

Полученные многослойные сварные соединения обладают достаточно высокими и стабильными прочностными свойствами и хорошей пластичностью. При этом применение послесварочной термообработки не дало существенного превосходства эксплуатационным свойствам сварных соединений над теми, которые не подвергались термообработке. Безусловно, сварные соединения после отпуска при температуре 600 °С получились немного пластичнее, уменьшились значения твердости шва и ЗТВ, в 1,3 раза увеличилась ударная вязкость, уменьшилось значение временного сопротивления разрыву. Но большие материальные, трудовые и временные затраты не оправдывают использование послесварочной термообработки при сварке многослойных соединений с двухструйной газовой защитой. С другой стороны, для высокоответственных конструкций, работающих при знакопеременных нагрузках, где требуется высокая работоспособность и пластичность сварных соединений, по возможности можно выполнить общую термообработку (отпуск при 600°С).