Зона термического влияния является обязательным спутником сварного шва при всех способах сварки плавлением и давлением, кроме холодной сварки. Эта зона охватывает основной металл, не расплавляющийся в процессе сварки и сохраняющий неизменным свой химический состав, но изменивший свою структуру и механические свойства вследствие нагрева и охлаждения (термообработки) в процессе сварки.

При сварке плавлением под воздействием источника теплоты расплавляются кромки основного (свариваемого) металла и электродный металл, подаваемый в сварочную ванну, а также покрытие или флюс. Плавление происходит в зоне сварки – плавильном пространстве, которое перемещается вместе с источником теплоты. Плавильное пространство, или сварочная ванна, условно может быть разделено на две части: головную и хвостовую. В головной части происходит плавление, а в хвостовой – кристаллизация металла и формирование шва.

Стали мартенситного класса относящаяся к ферритному классу, при воздействии сварочного термического цикла (рис. 1) претерпевают закалку, в результате чего металл в околошовной зоне сварного соединения становится более твердым, прочным и хрупким. Степень изменения этих свойств зависит прежде всего от содержания в стали углерода и других легирующих элементов, упрочняющих твердый раствор и снижающих температуру γ → М превращения, а также от способа и режима (погонной энергии) сварки.

Процесс сварки никеля обладает такими характерными особенностями как большая вероятность металла шва образования кристаллизационных трещин и частые случаи образования пор. Это обусловлено усиленной деформацией металла во время его кристаллизации, возникающей из-за значительной разницы в коэффициентах линейного расширения никеля и железа. С иной стороны, в следствие существенного насыщения металла шва серой, углеродом и различными примесями из стали при сохранении грубой дендритной структуры, характерной для никелевых швов.

Сварку никеля под флюсом ЖН-1 выполняют при постоянном токе обратной полярности, используя типовое сварочное оборудование. Существует мнение, что из-за значительного количества содержащегося во флюсе флюоритового концентрата, являющегося, как известно, деионизатором, горение дуги под таким флюсом будет неустойчивым. Однако произведенные опыты показали, что ввиду наличия во флюсе значительного количества соединений щелочных.

Так как по осредненному химическому составу металла шва можно лишь косвенно судить о его технологической прочности, то для оценки технологической прочности металла шва потребовалась разработка новой более точной методики. На технологическую прочность металла шва, кроме химического состава, большое, а иногда и решающее влияние оказывают форма существования элементов в металле, форма и размеры первичных кристаллов, направление их роста по отношению к направлению действующих усилий, вызывающих образование трещин, и др.

Для получения равномерного оплавления обеих кромок сварного соединения была выбрана схема сварки с расщепленным электродом при поперечном расположении электродных проволок по отношению к шву. Одним из важных параметров режима в этом случае является оптимальное расстояние между электродами, при котором обеспечивается правильное формирование сварного соединения (рис.1, 2).

Почти 60% объема сварочных работ при строительстве трубопроводов приходится на ручную дуговую сварку. Это соединение секций или отдельных труб в непрерывную нитку, сварка переходов через естественные и искусственные преграды, сварка захлестов, вварка катушек, крановых узлов, отводов и др. Технология ручной дуговой сварки определяется прежде всего материалом труб, подлежащих сварке. В зависимости от марки стали трубы и условий эксплуатации выбирают сварочные материалы.

Для производства труб большого диаметра применяется дуговая сварка под слоем флюса. В качестве заготовки при изготовлении труб дуговой сваркой под слоем флюса с прямым швом используют горячекатаную листовую сталь мерной длины 6,0 - 12,5 м, а труб со спиральным швом - горячекатаный лист в рулонах из углеродных и низколегированных сталей. Последовательность технологи- с их операций при сварке прямошовных и спиральношовных труо показана на рис. 1.

Перед началом сварочно-монтажных работ необходимо убедиться в том, что используемые трубы и детали трубопроводов имеют сертификаты качества и соответствуют проекту, техническим условиям на их поставку. Трубы и детали должны пройти входной контроль в соответствии с требованиями соответствующих стандартов и технических условий на трубы. Концы труб и соединительных деталей должны иметь форму и размеры скоса кромок, соответствующие применяемым процессам сварки.

Сварка под флюсом. При автоматической дуговой сварке управление электрической дугой, подачу присадочного материала и флюсов, установку и передвижение каретки вдоль шва осуществляют специальные механизмы. Схема установки и процесс автоматической сварки горизонтального стыкового шва электродной проволокой под слоем флюса показаны на рис. 1. Под автоматом располагают изделие, подготовленное под сварку. Ток от источника питания {обычно переменный) подводят к свариваемому изделию и к сварочной головке.

Режимы ручной сварки. Для получения качественного сварного шва нужно правильно выбрать режим сварки, определяемый диаметром электрода, величиной сварочного тока и длиной дуги.Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины металла и типа сварного соединения. При этом можно руководствоваться ориентировочно следующими данными:

Электроды. Не плавящиеся электроды бывают угольными, графитовыми и вольфрамовыми. Угольные и графитовые электроды применяют только при сварке на постоянном токе. Вольфрамовые электроды применяют при сварке постоянным и переменным током. Плавящиеся электроды, в зависимости от назначения и химического состава свариваемого металла, могут быть изготовлены из различных материалов: стали, чугуна, меди, латуни, бронзы, алюминия и твердых сплавов. Применяют их при сварке без покрытия (обмазки) или со слоем тонкого либо толстого покрытия (обмазки).