«Точка росы» при сварке: как влажность в цехе влияет на качество шва

Многие специалисты концентрируются на настройках аппарата или марке проволоки, упуская из виду состояние атмосферы в рабочей зоне. Воздух вокруг сварочной дуги — это не пустота, а активная газовая среда, напрямую определяющая результат.

Высокое содержание водяного пара становится источником множества дефектов, возникающих практически незаметно для оператора.

Водород, выделяющийся при разложении влаги под действием высокой температуры, растворяется в расплавленном металле. При последующем охлаждении его растворимость резко падает, газ выделяется внутри структуры.

Это приводит к пористости, которая резко снижает прочностные характеристики соединения. Более опасное последствие — холодные трещины, проявляющиеся спустя часы после завершения операции.

Нормативные документы, такие как ГОСТ Р ИСО 13916, прямо предписывают контролировать условия окружающей среды. Для большинства сталей предельное значение относительной влажности составляет 80% при проведении ручной дуговой сварки.

Превышение этого параметра требует принятия специальных мер. Игнорирование данных правил ведет к браку, ответственность за который полностью ложится на производство.

Ключевое понятие здесь — температура точки росы. Это значение, при котором воздух достигает полного насыщения парами воды и начинается конденсация.

Для расчетов применяется формула Магнуса: Tp = (b * α(T,RH)) / (a  - α(T,RH)), где α(T,RH) = (a * T) / (b + T) + ln(RH/100). Здесь T — температура воздуха, RH — относительная влажность, a=17.27, b=237.7. Конденсат выпадает на холодных заготовках, электродах, самой сварочной проволоке.

Практический пример: в цехе +15°C при влажности 70%. Расчет показывает точку росы около +9.5°C.

Любая деталь или присадочный материал с температурой поверхности ниже этого порога мгновенно покроется невидимой пленкой воды. Сварка по такому изделию гарантирует насыщение шва водородом. Контроль этих величин становится обязательной ежесменной процедурой.

Простейший инструмент для мониторинга — психрометр, состоящий из двух термометров, сухого и влажного. Разница их показаний позволяет определить относительную влажность по таблице.

Современные цифровые гигрометры дают показания сразу. Замеры нужно выполнять непосредственно в зоне ведения работ, а не на стене цеха. Данные следует фиксировать в журнале.

Эффективное управление микроклиматом начинается с обеспечения общей вентиляции помещения. Однако этого часто недостаточно.

Локальные решения включают принудительный подогрев свариваемых кромок газовыми горелками или индукционными установками. Нагрев поверхности детали на 3-5°C выше рассчитанной точки росы полностью устраняет риск конденсации. Это прямо прописано в технологических картах ответственных работ.

Особое внимание уделяется хранению расходных материалов. Флюсы, порошковые проволоки, покрытые электроды гигроскопичны.

Их необходимо содержать в герметичных термокамерах или сушильных шкафах. Электроды с основным покрытием, к примеру, УОНИИ, требуют прокалки при 300-400°C перед применением. Проволоку для механизированной сварки советуют использовать прямо из заводской упаковки, остатки сматывать и упаковывать.

В случаях с ответственными конструкциями из легированных сталей или толстостенных изделий применяют локальные осушения. Воздух, подаваемый в зону дуги через сопло горелки, пропускают через адсорбционные фильтры.

Это снижает содержание паров до уровня 1-2 г/м³. Подобная технология стандартна при монтаже магистральных трубопроводов, где требования к содержанию водорода в шве предельно жестки.

Для обычных цеховых условий достаточно комплекса недорогих действий. Разместите гигрометры на нескольких участках.

Организуйте подогрев заготовок, хранящихся на улице, перед заносом в цех. Обеспечьте отапливаемые шкафы для удержания электродов. Эти шаги существенно сократят процент скрытого брака, повысят ресурс сварных узлов. Качество соединения закладывается не в момент возбуждения дуги, а задолго до этого — при подготовке среды, в которой будет происходить процесс.