Дуговая сварка под флюсом что это такое


Что это такое - сварка под флюсом: преимущества технологии, разновидности, плюсы и минусы

Уже давно известно, что на процессы, которые происходят в сварочной ванне, негативно воздействует воздух. В наше время в производстве используют технологии, способные исключить данный фактор.

Сегодня в основном применяется сварка ручная дуговая, в среде защитных газов или автоматическая под слоем флюса. Последний вариант позволяет не только выполнять работу намного быстрее, но и улучшает характеристики шва.

Что представляет собой этот метод?

Сварка флюсом — это процесс, в котором дуга, находящаяся между обрабатываемым материалом и проволокой, горит под гранулированным порошком. При воздействии высокой температуры гранулы и электрод начинают плавиться. В итоге вокруг сварной ванны образуется эластичная пленка. Она защищает расплавленный металл и дугу от неблагоприятного воздействия, а еще не дает проникнуть воздуху.

Во время остывания элементы флюса преобразуются в шлак, покрывающий шов. По окончании сварки, наплавленную корку получится легко удалить от металла механическим способом. Остатки слоя флюса собираются и применяются в дальнейшем. Осуществлять соединение под сыпучим одеялом можно на разном оборудовании.

Полуавтоматическая сварка

В этом случае мастеру предстоит направлять проволоку и контролировать вылет электрода. Подача сварной проволоки выполняется автоматически. Сварщик должен лишь подобрать скорость, мощность напряжения дуги и угол наклона электрода.

Роботизированная автоматическая сварка

Подобная технология подразумевает сварку под флюсом ровных поверхностей и угловых швов. Причем скорость и направление движения электрода задает устройство. Роботизированный метод позволяет добиться прочного соединения, к тому же он отличается скоростью работы и высоким качеством наложения шва.

Сегодня очень часто стали использовать тандемную технологию. В этом методе два электрода находятся параллельно друг к другу в одной плоскости. Автоматическая сварка под флюсом в тандеме улучшает качество шва. Кроме этого, подобный метод имеет минимальную величину сварочной ванны и мгновенное возбуждение дуги.

Разновидности флюсов

Делятся они на несколько групп, в зависимости от металла:

  • Высоколегированные стали;
  • Цветные сплавы и металлы;
  • Легированные и углеродистые стали.

Более того, в зависимости от способа производства, флюс бывает керамическим и плавленым. В первом случае представлены керамические вещества, имеющие легирующие качества и улучшенный шов, а во втором — обладают пемзовидной или стекловидной структурой.

Создают керамический флюс измельчением элементов, смешиванием с экструзией, помогающей добиться однородной массы и лучшего измельчения, а также с жидким стеклом. Подобный процесс с использованием этих смесей выполняется, если требуется дополнительное легирование материала шва.

Изготавливается плавленый флюс путем спекания исходных материалов, с дальнейшей их грануляцией.

Помимо этого, флюсы для газовой и электрической сварки делятся по химическому составу на следующие категории:

  • Солевые. В них содержатся только фториды и хлориды. Они применяются для дуговой сварки флюсом шлакового переплава и активных металлов;
  • Смешанные. Они представляют собой комбинацию солевых и оксидных смесей. С помощью таких флюсов осуществляется варка легированных сталей;
  • Оксидные. Такие смеси нужны для сварки низколегированных и фтористых сталей. В их составе имеются окислы металла с небольшим содержанием фтористых соединений.

Как видно, разных модификаций этого материала довольно много. Но следует помнить, что автоматический сварка считается успешной, если используется соответствующий условиям флюс.

Основные режимы

Самыми важными режимами для автоматической сварки флюсом служат такие значения, как полярность, род и сила тока, напряжение электрической дуги, скорость и размер электродной проволоки.

Не так важны, но тоже значимы такие режимы, как угол наклона свариваемых кромок и электрода, размер его вылета, состав флюса, подготовка металла и тип сварного соединения.

Когда подбирают параметры режимов сварки под флюсом, во внимание принимают еще и требования к величине сварного шва и геометрической форме, толщину кромок и ширину соединения.

Прежде чем приступить к сварке, нужно сначала выбрать размер проволоки. Исходить необходимо из свариваемой толщины. Потом уже подбирается размер сварочного тока, и выясняется скорость подачи проволоки.

Чаще всего для сварки под флюсом применяется проволока сплошного сечения, размером от 1—6 мм. При этом сила тока не должна превышать 150—2000 A, а напряжение дуги — 22—55 B .

Минусы и плюсы сварки под флюсом

В этой технологии через мундштук подается сварочный ток на проволоку. Располагается он на небольшом расстоянии от ее края, как правило, менее 70 мм. Благодаря чему электрод не может перегреться, поэтому используются токи большой силы. Все это помогает добиться глубокого провара и быстрой наплавки металла. Тем более что таким способом можно осуществлять сварку более толстого металла без раздела кромок.

Дуговая сварка, производимая автоматическим методом под флюсом, обеспечивает постоянство формы и величины шва, а также создает однородность его химического состава. Тем самым позволяя получить качественное соединение с высокой стабильностью его качеств. Такой метод сварки позволяет избежать многих дефектов, например, возникновения участков, где элементы не сплавились, и подрезов.

В процессе этой сварки не происходит разбрызгивание металла, так как сварочная ванна и дуга защищены от воздуха. Благодаря этому не придется очищать от брызг поверхность материала. Сварка под флюсом позволяет сэкономить электроэнергию и сварочные материалы примерно на 30—40%.

Сварщику, выполняющему работу, необязательно использовать защиту для лица и глаз, ведь выделение вредных газов значительно меньше, нежели во время ручной сварки.

Правда, автоматическая сварка под слоем флюса обладает не только преимуществами, но и недостатками. Одним из них является жидкотекучесть флюса и расплавленного металла. Вот почему можно варить лишь в нижнем положении, при этом отклонение плоскости шва от горизонтали должно составлять 10—15°.

Если пренебречь данным правилом, то могут возникнуть различные дефекты. Именно из-за этого сварку под флюсом не используют для скрепления поворотных кольцевых стыков труб, диаметр которых меньше 150 мм. К тому же такой метод требует более тщательную сборку кромок и применение некоторых приемов.

Для чего нужна сварка флюсом?

Работы с применением флюса смогли в свое время произвести в промышленной отрасли настоящую революцию. Изначально подобная технология предназначалась для обработки низкоуглеродистой стали. Однако в настоящее время можно использовать порошок почти для любых материалов, включая тугоплавкие металлы и стали, которые плохо поддаются обработке.

Происходящие при сварке флюсом металлургические процессы предоставили возможность применять полуавтоматическое и механизированное оборудование для следующих работ:

  • Соединение вертикальных швов. Осуществляется со свободным или принудительным формированием шва. Лучшая прочность сцепления достигается с металлами 20—30 мм;
  • Сваривание труб разного диаметра. Сначала научились на автоматических установках соединять трубы малого диаметра, но с усовершенствованием технологии обработки, смогли освоить способ, позволяющий варить материалы больших размеров;
  • Варка кольцевых швов. Сложность такой работы в том, что нужно удерживать сварную ванну и стараться избежать растекания металла. Выполняют такую сварку флюсом на станках ЧПУ. В некоторых ситуациях может понадобиться ручная подварка.

Осуществление всех этих работ регламентируется согласно технологической карте сварки. При любых нарушениях накладываются большие штрафные санкции.

  • Автор: Александр Романович Чернышов
  • Распечатать

stanok.guru

Технология автоматической сварки под флюсом

Любому практикующему сварщику известно, что кислород оказывает негативное влияние на качество и долговечность шва. Попадая в сварочную ванну кислород способствует повышенному окислению и становится причиной трещин. Чтобы избавиться от этой проблемы существует множество способов: начиная от специальной обработки металла, заканчивая применением особых комплектующих, например, флюсов.

Один из наиболее популярных методов качественного соединения металлов — автоматическая сварка под слоем флюса. С ее помощью можно сварить такие непростые металлы, как медь, алюминий и нержавеющую сталь. Автоматическая сварка ускоряет и упрощает работу, а флюс выполняет защитную функцию. В этой статье мы кратко расскажем, что такое автоматическая дуговая сварка под флюсом и какова техника автоматической сварки под флюсом.

Общая информация

Автоматическая дуговая сварка под слоем флюса — это технология, суть которой ничем не отличается от классической дуговой сварки. Металл плавится из-за высокой температуры, которая формируется благодаря электрической дуге. Ниже изображена схема автоматической дуговой сварки под флюсом.

Отличие автоматической сварки от любой другой заключается лишь в том, что большинство процессов выполняется не вручную, а с помощью специальных станков. Например, подача проволоки и движение дуги. Ну а в нашем конкретном случае все эти операции производятся под слоем флюса, нанесенного на поверхность металла.

Область применения

Автоматическая наплавка под флюсом применяется во многих сферах. С ее помощью можно организовать быстрое крупносерийное производство, в том числе конвейерное. По этой причине данная технология незаменима при сборке кораблей, производстве крупногабаритных труб и емкостей для нефтеперерабатывающей отрасли. Автоматическая сварка обеспечивает высокое качество швов, поэтому завоевала свое уважение в таких ответственных отраслях.

Роль флюса

С автоматической сваркой все ясно. А вот что насчет флюса? Что это такое?

Флюс — это специальное вещество (может выпускаться в виде порошка, гранул, паст и жидкостей), обладающее положительными свойствами. Флюсы толстым слоем подаются прямо в сварочную зону, защищая ее от негативного влияния кислорода. Также флюс защищает сам металл, способствует устойчивому горению дуги, уменьшает вероятность разбрызгивания металла и даже изменяет химический состав шва при необходимости.

Виды применяемых флюсов

Перед тем, как провести сварку под флюсом, неплохо было бы узнать, какие вообще бывать разновидности. Прежде всего, всю флюсы делятся по назначению. Они могут быть для сварки углеродистых и легированных сталей, для высоколегированных сталей и для цветных металлов. Это первое, на что стоит обратить внимание перед покупкой флюса.

Также флюсы могут быть плавлеными или керамическими. Их отличие в составе. В большинстве случаев используется именно плавленый флюс, поскольку он относительно универсальный и стоит недорого. С его помощью можно эффективно защитить сварочную ванну от кислорода. Но не ждите от плавленого флюса каких-то особых качеств. Если вам необходимы действительно отличные свойства шва, то выберите керамический флюс. Он обеспечивает отличное качество.

Также флюсы могут быть химически активными и химически пассивными. Активный флюс содержит в составе кислоты, способные не только защитить металл при сварке, но и привести к коррозии. Так что тщательно удаляйте флюс после работы. Пассивные флюсы в автоматической сварке не применяются, поскольку не обладают достаточными для этого свойствами. Зачастую вы встретите пассивный вещества при пайке в виде воска или канифоли.

Кстати, о производителях. Это давний спор всех начинающих и опытных сварщиков. Кто-то считает, что отечественные компании производят недорогой и эффективный флюс, а кто-то всеми руками за импортные комплектующие. Мы не будем однозначно говорить, что лучше, скажем лишь то, что на практике и отечественные, и импортные флюсы показывают себя хорошо, если соблюдена технология сварки.

Достоинства и недостатки

У автоматической сварки с применением флюса есть много плюсов. Ее главное достоинство — возможность полной автоматизации процесса сварки. От сварщика не нужно даже уметь варить, достаточно знать, как настроить оборудование. Также такой метод сварки гарантирует отличное качество сварочных соединений, поскольку отсутствует человеческий фактор.

У технологии сварки деталей автоматической наплавкой под слоем флюса есть и недостатки. Во-первых, вы сможете варить только нижний швы. Также детали должны быть очень точно подогнаны, ведь машина формирует шов в четко заданном месте, и любая ошибка при стыковке приведет к браку. Кроме того, нужна очень тщательная подготовка металла перед сваркой.

Учтите, что у вас не получится сварить металл на весу. Деталь нужно будет зафиксировать на горизонтальной поверхности и предварительно проварить корень сварного соединения. Еще один существенный недостаток — большая стоимость как оборудования для автоматической сварки, так и комплектующих.

Теперь, когда вам все известно, пора узнать, какова технология автоматической сварки под флюсом.

Технология сварки

Прежде всего, перед сваркой необходимо подготовить металл. Для каждого металла подготовка своя, но мы дадим общие рекомендации. Нужно очистить деталь от грязи, краски и коррозии. Затем нужна тщательная зачистка поверхности с помощью металлической щетки или шлифовального круга. Только после подготовительных операций можно приступать к сварке.

Технология сварки под флюсом проста за счет того, что многие процессы выполняет не человек, а машина. Мастеру не нужна зажигать дугу, следить за ее стабильностью, выбирать скорость подачи проволоки и так далее. Все, что от вас требуется — правильно настроить режимы сварки под флюсом. По сути, задать машине программу действий. Ниже таблица с перечислением режимов автоматической сварки под флюсом.

Это режимы автоматической сварки под флюсом для стыковых соединений. Естественно, существуют и другие типы соединений, поэтому для них нужно произвести расчет режимов сварки. Здесь мы не будем касаться этой темы, поскольку она очень обширна (сколько типов соединений, столько и формул), поэтому изучите эту информацию самостоятельно. В интернете много способов расчета.

При работе также используется специальная присадочная проволока для сварки под флюсом. Ее подача тоже автоматизирована, нужно лишь загрузить бобину в подающий механизм. Рекомендуем приобретать проволоку, изготовленную из того же металла, что и деталь.

Теперь немного о флюсе. Он тоже подается автоматически, только предварительно его нужно насыпать в специальный резервуар. Толщина слоя флюса зависит от толщины свариваемого металла. Чем металл толще, тем больше нужно флюса.

У вас может возникнуть закономерный вопрос: а плавится ли флюс? И влияет ли он на структуру шва? Да, конечно флюс плавится под действием температуры. Но при этом он никак не нарушает структура шва, а лишь улучшает ее. Но при этом застывший флюс превращается в шлак, который после сварки нужно удалить. Остатки неиспользованного флюса можно использовать повторно.

Подобная технология применения флюса при автоматической сварке позволяет существенно увеличить скорость работ, при этом не потеряв в качестве.

Вместо заключения

Теперь вам известна автоматическая сварка с флюсом и что это такое. Конечно, помимо автоматической сварки есть еще ручная сварка под флюсом, полуавтоматическая сварка под флюсом и механизированная сварка под флюсом. Но в рамках одной статьи не раскроешь всех нюансов этих видов сварки, поэтому мы рассказываем вам о них постепенно. Статьи на эти, и многие другие темы вы сможете найти на нашем сайте. Делитесь в комментариях своим мнением и опытом. Мастера могут рассказать свои секреты применения флюса при автоматической сварке и поделиться знаниями. Желаем удачи!

[Всего голосов: 0    Средний: 0/5]

svarkaed.ru

Cварка под слоем флюса - режимы, особенности

Тот, кто знаком со сварочными процессами, знает, как негативно влияет воздух на качество сварного шва. Вот почему самым качественным соединением считается процесс, который проводится в среде защитных материалов. Обычно для этого используются инертные газы или флюсы. Сварка под слоем флюса сегодня используется не так часто, особенно в бытовых условиях. Но в промышленности этот вид сваривания металлов применяется гораздо чаще. Тем более, качество шва при этой технологии гарантированно имеет высокие качественные характеристики. Поэтому когда разговор заходит о сварке под флюсом, необходимо понимать, что данный процесс является полуавтоматическим или автоматическим. В некоторых промышленных производствах устанавливается роботизированная сварка с применением флюсов.

Что такое сварка под защитными флюсами

По сути, это все тот же сварочный процесс с применением неплавящихся электродов и присадочной проволоки. Только вместо газа, который покрывает собою зону сварки, используется флюс – порошкообразный материал, засыпаемый поверх стыка двух металлических заготовок.

При высокой температуре сварки флюс расплавляется и выделяет все тот же защитный газ. При этом поверх зоны сваривания образуется прочная пленка, защищающая ее от негативного воздействия окружающего воздуха. Сгоревший порошок превращается в шлак, который легко снимается со сваренного шва. Остатки флюса можно собрать и использовать в другом месте.

Но самое главное, что все позиции, связанные с соединением стыкуемых деталей, точно такие же, как и в случае использования других сварочных технологий. А именно:

  • правильный подбор режима сварки, который зависит от структуры соединяемых металлов;
  • правильный выбор электрода;
  • присадочной проволоки, которая по своим свойствам должна соответствовать свойствам основных металлов;
  • грамотное формирование кромок;
  • зачистка торцов деталей, их обезжиривание.

Но есть и одна отличительная особенность – правильный выбор флюса.

Виды флюсов

Как уже было сказано выше, флюс для сварки – это порошок с размерами гранул 0,2-4 мм. Его классификация зависит от многих показателей. Но есть основные характеристики, которые разделяют его на группы и классы.

По способу производства сварочные флюсы делятся на:

  • плавленые: их компоненты сначала плавятся, затем гранулируются, прокаливаются и разделяются на фракции;
  • неплавленые или керамические: это сухие ингредиенты, которые смешиваются с жидким стеклом, сушатся, гранулируются, прокаливаются и разделяются на фракции.

Производители и специалисты отмечают плавленый вариант, как лучший из двух представленных.

Разделение по химическому составу.

  • Оксидные флюсы. В основе порошка содержатся оксиды металлов до 90% и остальное – это фторидные соединения. В этой группе есть подгруппы, которые определяют процентное содержание того или иного оксида. К примеру, оксид кремния. Если его содержится во флюсе до 1%, то такой порошок называется бескремнистый, если его содержание составляет 6-35% - низкокремнистый и больше 35% - высококремнистый. Оксидные флюсы предназначены для сварки низкоуглеродных и фтористых стальных заготовок.
  • Солевые. В них нет оксидов металлов, основу составляют соли: фториды и хлориды. Такой порошок используется для сваривания активных металлов, к примеру, титан.
  • Смешанные флюсы (солеоксидные). В них есть и оксиды и соли. Применяют их для соединения легированных сплавов.

Еще одна характеристика – активность флюсов. По сути, это скорость окисления порошка при его нагреве. Измеряется данный показатель от нуля до единицы и делит флюсы на четыре категории:

  1. Меньше 0,1 – это пассивные материалы.
  2. От 0,1 до 0,3 – малоактивные.
  3. От 0,3 до 0,6 – активные.
  4. Выше 0,6 – высокоактивные.

И последнее. Это деление по строению гранул. Здесь три позиции: стекловидные, пемзовидные и цементированные. Необходимо отметить, что сварка под стекловидным флюсом дает более широкий сварной шов, чем под пемзовидным. Если используется порошок с мелкими частицами, то шов под ним образуется глубокий и неширокий с высокими прочностными качествами.

Полезные советы

  • Большое значение в технологии сварки под флюсом играет переход металлов (марганца и кремния) в металл сварочного шва. Марганец переходит быстрее, если концентрация его оксида (MnO) больше, чем оксида кремния (SiO2). Чем меньше активность флюса, тем быстрее происходит переход.
  • Поры в швах образуются, если флюс не был хорошо просушен, если он не соответствует свойствам металла свариваемых заготовок и металлу присадочной проволоки, если между деталями оказался слишком большой зазор, если флюсовый слой оказался недостаточным, если его качества низкие.
  • Негативно на сварочный шов влияет водород. Поэтому его с помощью флюсов связывают в нерастворимые соединения. Это лучше делает порошок с большим содержанием кремния и с пемзовидной формой гранул.
  • Чтобы в сварном шве не образовывались трещины, необходимы флюсы с высоким содержанием и кремния, и марганца.

Сегодня все чаще в промышленности используется сдвоенная или двухэлектродная сварка, в которой электроды располагаются на расстояние меньше 20 мм друг от друга и питаются от одного источника электрической энергии. При этом они варят в одной зоне, формируя единую сварочную ванну. Располагаться электроды могут как в продольном положении, так и в поперечном.

Применяют и двухдуговую сварку, в которой расходники питаются от двух разных источников, при этом ток может быть на двух стержнях переменным или постоянным. А может быть и разным. Расположение же электродов может быть перпендикулярным плоскости сваривания или под наклоном. Варьируя углом наклона, можно увеличить глубину проварки или уменьшить. Соответственно будет изменяться и ширина шва.

Дуговая сварка под флюсом может проводиться и при повышении расстояния между расходниками. В этом случаи сварка будет проводиться параллельно в двух ваннах. Но первый электрод будет выполнять функции нагревателя зоны сварки, второй будет ее проваривать. При такой технологии соединения металлических заготовок электроды устанавливаются перпендикулярно плоскости сваривания. Данный способ отличается тем, что в процессе сварки двумя электродами не образуются закалочные участки как в самом сварочном шве, так и в прилегающих к нему зонах на основных деталях.

Режимы сварки под флюсом

Необходимо отметить тот факт, что механизированная сварка под флюсом отличается от ручной тем, что появляется возможность использовать сварочный ток высокой плотности. Он варьируется в диапазоне 25-100 А/мм². Соответственно и сила тока будет использоваться большая. Это отражается на глубокой проварке шва, возможности сваривать толстостенные заготовки без формирования кромок, увеличивать скорость самого процесса.

К примеру, при сваривании деталей толщиною 20-40 мм при однодуговой ручной сварке скорость процесса составляет не более 70 м/час. Используя двухдуговую сварку, можно увеличить данный показатель до 300 м/час. Конечно, силу тока подбирают в основном от диаметра используемого электрода. В таблице указана их зависимость между собой.

Диаметр электрода, мм Сила сварочного тока, А
2 200-400
3 300-600
4 400-800
5 700-1000
6 700-1200

Необходимо добавить, что сварочно-флюсовая технология является еще и экономичной. Все дело в том, что расход материалов уменьшается за счет меньшего разбрызгивания металла, к примеру, в ручной сварке этот показатель составляет 15%, в флюсовой механизированной меньше 3%. Уменьшается объем угара, не образовываются огарки и другие неприятные моменты. Сохранение тепла под флюсом дает возможность сэкономить и электроэнергию. Уже доказано, что уменьшение потребления электрического тока происходит до 40%. Сокращаются и трудозатраты, которые обычно уходят на формирование кромок, на очистку шва после сварки от окалин, брызг и шлака.

Единственный минус – это ограничение по положению сварочной ванны. Варить можно в нижнем положении автоматами или полуавтоматами или с небольшим наклоном в пределах 10-15°.

Обязательно посмотрите видео, в котором показано, как можно варить две металлические детали под флюсом.

Поделись с друзьями

0

0

0

0

svarkalegko.com

Дуговая сварка под флюсом. Сущность и преимущества

Основные принципы сварки под флюсом были разработаны Н. Г. Славяновым в 1892 году. В 1927 году Д. А. Дульчевский разработал способ электродуговой сварки под слоем флюса и создал первую автоматическую установку для сварки металлов. Дальнейшее развитие автоматической сварки и внедрение ее в промышленность и строительство осуществлялось Институтом электросварки им. Е. О. Патина, ЦНИИТмашем, ВНИИ электросварочного оборудования и другими организациями.

Автоматическая сварка под флюсом — один из основных способов выполнения сварочных работ в промышленности и строительстве. Обладая рядом важных преимуществ, она существенно изменила технологию изготовления сварных конструкций, таких как металлоконструкции, трубы большого диаметра, котлы, корпуса судов. Вследствие изменения технологии изготовления произошли изменения и самих сварных конструкций: широко применяются сварно-литые сварно-кованные изделия, дающие огромную экономию металла и затрат труда.

Однако многие сварочные операции по технологической необходимости выполняют ручной дуговой сваркой покрытыми электродами. При этом непрерывность процесса обеспечивает сварщик, подающий электрод в зону дуги и перемещающий дугу вдоль свариваемого шва.

Процесс ручной сварки, обладая рядом преимуществ, имеет ряд недостатков — малую производительность и неоднородность сварного шва, зависящие от квалификации сварщика. Кроме того, производительность сварки покрытыми электродами ограничивается максимально допустимыми значениями сварочного тока для применяемых при сварке диаметров электродов. При больших значениях сварочного тока электрод длиной 350-450 мм сильно перегревается, что затрудняет процесс сварки.

Механизация движения электрода позволила автоматизировать процесс сварки. Для получения качественных сварных швов взамен электродных покрытий применяют гранулированное вещество, называемое флюсом. Сварку под слоем флюса производят электродной проволокой, которую подают в зону горения дуги специальным механизмом, называемым сварочной головкой автомата. Токоподвод к проволоке осуществляется через мундштук, изготовляемый из меди или ее сплавов.

Способ сварки под флюсом заключается в следующем (рис. 1). В зону дуги/ подается флюс 2, который покрывает кромки свариваемого изделия и создает шлаковую защиту. Толщина слоя флюса составляет 30-60 мм. Дуга 1 возбуждается между свариваемым изделием и электродной проволокой и горит под жидким слоем расплавленного флюса в замкнутом пространстве 4, образованном парами и газами, выделяемыми в столбе дуги. Металл сварочной проволоки расплавляется дугой и переносится каплями в сварочную ванну. В сварочной ванне металл сварочной проволоки смешивается с расплавленным основным металлом.

Некоторое избыточное давление, возникающее при термическом расширении газов, оттесняет жидкий металл 5 в сторону, противоположную направлению сварки. В таких условиях обеспечивается глубокий провар основного металла. Незначительное избыточное давление в газовом пространстве 4 и слой флюса надежно предохраняют расплавленный металл от вредного воздействия окружающего воздуха. Кроме того, значительно уменьшается разбрызгивание металла, улучшается формирование шва, использование тепла дуги и материала электродной проволоки.

Рис. 1. Сварка под флюсом

Электродная проволока 3 подается в зону сварки с помощью ведущего 10 и прижимного 9 роликов специального механизма со скоростью, равной скорости ее плавления, и таким образом автоматически поддерживается горение дуги. Сварочный ток подводится от источника тока к электродной проволоке через мундштук 8 сварочной головки, находящийся на небольшом расстоянии (40-60 мм) от конца электродной проволоки.

Для получения сварного шва деталь или дугу (сварочную головку) перемещают механизированным способом одну относительно другой. По мере перемещения дуги вдоль разделки шва происходит остывание сварочной ванны 5, кристаллизация металла и формирование сварного шва 6. Расплавленный флюс всплывает на поверхность и при остывании образует шлаковую корку 7.

Жидкий шлак (флюс), имея более низкую температуру плавления, чем металл, затвердевает несколько позже, замедляя охлаждение металла шва. Продолжительное пребывание металла шва в расплавленном состоянии и медленное остывание способствуют выходу на поверхность всех неметаллических включений и газов, получению чистого, плотного и однородного по химическому составу шва.

Малый вылет электрода (расстояние от конца электродной проволоки до токопроводящего мундштука), отсутствие покрытия, большая скорость подачи электродной проволоки позволяют значительно увеличить силу сварочного тока, до 50-150 А/мм2, т. е. примерно в 6-8 раз по сравнению с ручной сваркой электродами тех же диаметров. Коэффициент наплавки составляет 14-18 г/А-ч, или в 1,5-2,0 раза выше, чем при сварке электродами вручную. В результате этого производительность автоматической сварки под флюсом получается в 6-10 раз выше ручной.

Высокая производительность приводит к ускорению процесса плавления сварочной проволоки, увеличению глубины проплавления основного металла и, как следствие, значительному повышению производительности. Достаточно толстый слой флюса (до 60 мм), засыпаемый в зону сварки, расплавляется на 30%. Это делает дугу закрытой (невидимой) и обеспечивает надежную защиту расплавленного металла от окружающего воздуха, стабилизирует сварочный процесс. Существенным достоинством сварки под флюсом являются незначительные потери на угар металла и его разбрызгивание. Потери на разбрызгивание, угар и огарки составляют всего 1-3%.

Вследствие увеличения эффективной тепловой мощности дуги может быть расширен диапазон толщин деталей, свариваемых без скоса кромок. Например, при обычных режимах сварки под флюсом деталей встык без скоса кромок можно сваривать металл толщиной 15-20 мм. В этом случае увеличивается проплавление основного металла, и его доля в металле шва составляет 50-70%. При этом значительно снижается расход электродной проволоки. При сварке угловых швов увеличенная глубина провара обеспечивает большее сечение, чем это достигается при ручной сварке с одинаковым катетом шва.

Кроме того, при автоматической сварке условия труда значительно лучше, чем при ручной сварке: дуга закрыта слоем шлака и флюса, выделение вредных газов и пыли значительно снижено, нет необходимости в защите глаз и кожи лица сварщика от излучения дуги, а для вытяжки газов достаточно естественной вытяжной вентиляции. К квалификации оператора автоматической сварочной установки предъявляются менее высокие требования.

Обобщая вышесказанное, можно сделать вывод, что сварка под флюсом имеет следующие преимущества:

    • широкий спектр возможного применения: сварка тонких и толстых пластин, сварка слаболегированных, легированных и нержавеющих сталей, наплавка и ремонтные работы;
    • высокая скорость сварки достигается благодаря использованию высоких сварочных токов;
    • высокоэффективное сплавление существенно снижает или исключает необходимость в дополнительной обработке;
    • меньшая стоимость работ, так как расход сварочных материалов ниже, чем при использовании других методов сварки;
    • низкий уровень сварочных деформаций;
    • качественное формирование и отличный внешний вид сварного шва; превосходная компактность сварных швов;
    • высокие механические свойства металла сварного шва;
    • горение дуги во время сварки происходит под слоем флюса, что позволяет не применять индивидуальные средства защиты и снизить затраты на вентиляцию;
    • отсутствие дымовыделения обеспечивает оператору большой комфорт и позволяет сэкономить на оборудовании для отвода и утилизации выделяющегося при сварке дыма.

Однако автоматическая сварка под флюсом имеет некоторые недостатки и ограничения по применению:

    • сварка под флюсом может использоваться только для легированных или нелегированных углеродистых сталей;
    • использование порошкового флюса подразумевает выполнение швов на горизонтальной поверхности либо принятие соответствующих мер;
    • данный метод не позволяет производить сварку листов толщиной менее 1,8 мм (в связи с высокой степенью проплавления); не позволяет осуществлять стыковую сварку деталей толщиной более 16 мм без разделки кромок;
    • большая глубина проплавления и перемешивание основного металла с присадочным в некоторых случаях влекут за собой повышенное легирование;
    • так как при работе не видно место сварки, то требуется повышенная точность подготовки и сборки деталей перед сваркой, что в значительной степени затрудняет процесс при сложной конфигурации шва;
  • почти всегда возникает необходимость и определенная трудность удаления шлаковой корки, а при сварке цилиндрических деталей — трудность удержания расплавленного металла и флюса на поверхности.

penzaelektrod.ru

Дуговая сварка под флюсом

Широкое применение этого способа в промышленности при производстве конструкций из сталей, цветных металлов и сплавов объясняется высокой производительностью процесса и высоким качеством и стабильностью свойств сварного соединения, улучшенными условиями работы, более низким, чем при ручной сварке, расходом сварочных материалов и электроэнергии. К недостаткам способа относится возможность сварки только в нижнем положении ввиду возможного стекания расплавленных флюса и металла при отклонении плоскости шва от горизонтали более чем па 10 – 15º.

Сущность способа.

Наиболее широко распространен процесс при использовании одного электрода - однодуговая сварка. Сварочная дуга горит между голой электродной проволокой 1 и изделием, находящимся под слоем флюса 3 (рис. 1). В расплавленном флюсе 5 газами и парами флюса и расплавленного металла образуется полость – газовый пузырь 4, в котором существует сварочная дуга. Давление газов в газовом пузыре составляет 7 – 9 г/см2, но в сочетании с механическим давлением, создаваемым дугой, его достаточно для оттеснения жидкого металла из-под дуги, что улучшает теплопередачу от нее к основному металлу. Повышение силы сварочного тока увеличивает механическое давление дуги и глубину проплавления основного металла Hпр.

 

Рис. 1. Сварка под флюсом.

Кристаллизация расплавленного металла сварочной ванны 7 приводит к образованию сварного шва 6. Затвердевший флюс образует шлаковую корку на поверхности шва. Расплавленный флюс, образуя пузырь и покрывая поверхность сварочной ванны, эффективно защищает расплавленный металл от взаимодействий с воздухом. Металлургические взаимодействия между расплавленным металлом и шлаком способствуют получению металла шва с требуемым химическим составом.

В отличие от ручной дуговой сварки металлическим электродом при сварке под флюсом, так же как и при сварке в защитных газах, токоподвод к электродной проволоке 2 осуществляется на небольшом расстоянии (вылет электрода) от дуги (до 70 мм). Это позволяет без перегрева электрода использовать повышенные сварочные токи (до 2000 А). Плотность сварочного тока достигает 200 – 250 А/мм2, в то время как при ручной дуговой сварке не превышает 15 А/мм2. В результате повышается глубина проплавления основного металла и скорость расплавления электродной проволоки, т.е. достигается высокая производительность процесса.

Сварку под флюсом можно осуществлять переменным и постоянным током. В зависимости от способа перемещения дуги относительно изделия сварка выполняется автоматически и полуавтоматически. При автоматической сварке подача электродной проволоки в дугу и перемещение ее осуществляется специальными механизмами. При полуавтоматической сварке дугу перемещает сварщик вручную.

Существуют разновидности сварки под флюсом, когда в некоторых случаях целесообразно применение двухдуговой или многодуговой сварки. При этом дуги питаются от одного источника или от отдельного источника для каждой дуги. При сварке сдвоенным (расщепленным) электродом (рис. 2, а) дуги, горящие в общую ванну, питаются от одного источника. Это несколько повышает производительность сварки за счет повышения количества расплавленного электродного металла.

Рис. 2. Схемы образования шва при сварке:а - сдвоенным электродом; б- двухдуговой; в — трехфазной дугой

Электроды по отношению к направлению сварки могут быть расположены последовательно или перпендикулярно. При последовательном расположении глубина проплавления шва несколько увеличивается, а при перпендикулярном (рис. 6, б)уменьшается. Второй вариант расположения электродов позволяет выполнять сварку при повышенных зазорах между кромками. Изменяя расстояние между электродами, можно регулировать форму и размеры шва. Удобно применение этого способа при наплавочных работах. Однако недостатком способа является некоторая нестабильность горения дуги.

При двухдуговой сварке (рис. 2, б) используют два (при многодуговой несколько). Дуги могут гореть в общую или раздельные сварочные ванны (когда металл шва после первой дуги уже полностью закристаллизовался). При горении дуги в раздельные сварочные ванны оба электрода обычно перпендикулярны плоскости изделия. Изменяя расстояние между дугами, можно регулировать термический цикл сварки, что важно и и сварке закаливающихся сталей.

Эта схема позволяет вести сварку на высоких скоростях, в то время как при применение повышенного тока при одноднодуговой сварке приводит к несплавлениям – подрезам по кромкам шва. При двухдуговой сварке вторая дуга, горящая в отдельную ванну, электродом, наклоненным углом вперед (угол α = 45 – 60°), частично переплавляет шов, образованный первой дугой, и образует уширенный валик без подрезов. Для питания дуг с целью уменьшения магнитного дутья лучше использовать разнородный ток (для одной дуги – переменный, для другой — постоянный).

При сварке на переменном токе по схеме на рис. 2, в возникает трехфазная дуга: одна дуга горит между электродами (независимая дуга) и две другие – между каждым электродом и изделием. Все дуги горят в одном плавильном пространстве. Регулируя ток в каждой дуге, можно изменять количество расплавляемого электродного металла или проплавление основного металла. В первом случае способ удобен при наплавочных работах и для сварки швов, требующих большого количества наплавленного металла. Недостаток способа – необходимость точного согласования скоростей подачи электродов. Сварку сдвоенным электродом, двумя и большим числом электродов выполняют на автоматах.

Влияние параметров режима сварки на форму и размеры шва.

Форма и размеры шва зависят от многих параметров режима сварки: величины сварочного тока, напряжения дуги, диаметра электродной проволоки, скорости сварки и др. Такие параметры, как наклон электрода или изделия величина вылета электрода, грануляция флюса, род тока и полярность и т.п. оказывают меньшее влияние на форму и размеры шва.

Необходимое условие сварки - поддержание дуги. Для этого скорость подачи электрода должна соответствовать скорости его плавления теплотой дуги. С увеличением силы сварочного тока скорость подачи электрода должна увеличиваться (рис. 3). Электродные проволоки меньшего диаметра при равной силе сварочного тока следует подавать с большей скоростью. Условно это можно представить как расплавление одинакового количества электродного металла при равном количестве теплоты, выделяемой в дуге (в действительности количество расплавляемого электродного металла несколько увеличивается с ростом плотности сварочного тока). При некотором уменьшении скорости подачи длина дуги и ее напряжение увеличивается. В результате уменьшаются доля теплоты, идущая на расплавление электрода, и количество расплавляемого электродного металла.

Рис. 3. Зависимость скорости подачи электродной проволоки от величины сварочного тока при различных диаметрах электродной проволоки и напряжениях дуги: 1 - 30-32В; 2 - 50-53В

Влияние параметров режима на форму и размеры шва обычно рассматривают при изменении одного из них и сохранении остальных постоянными. Приводимые ниже закономерности относятся к случаю наплавки на пластину, когда глубина проплавления не превышает 0,7 ее толщины (при большей глубине проплавления ухудшение теплоотвода от нижней части сварочной ванны резко увеличивает глубину проплавления и изменяет форму и размеры шва).

С увеличением силы сварочного тока (рис. 4, а) глубина проплавления возрастает почти линейно до некоторой величины. Это объясняется ростом давления дуги на поверхность сварочной ванны, которым оттесняется расплавленный металл из-под дуги (улучшаются условия теплопередачи от дуги к основному металлу), и увеличением погонной энергии. Ввиду того, что повышается количество расплавляемого электродного металла, увеличивается и высота усиления шва. Ширина шва возрастает незначительно, так как дуга заглубляется в основной металл (находится ниже плоскости основного металла).

Рис. 4. Влияние на размеры поперечного сечения шва: а - величины сварочного тока; б - напряжении дуги; в - скорости сварки; г - вылета электрода. Н - глубина проплавления; е - ширина; g - высота усиления шва

Увеличение плотности сварочного тока (уменьшение диаметра электрода при постоянном токе) позволяет резко увеличить глубину проплавления (табл. 1). Это объясняется уменьшением подвижности дуги. Ширина шва при этом уменьшается. Путем уменьшения диаметра электродной проволоки можно получить шов с требуемой глубиной проплавления в случае, если величина максимального сварочного тока, обеспечиваемая источником питания дуги, ограничена. Однако при этом уменьшается коэффициент формы провара шва (ψ=е/Н) и интенсифицируется зональная ликвация в металле шва (рис. 5), располагающаяся в его рабочем сечении. Род и полярность тока оказывают значительное влияние на форму и размеры шва, что объясняется различным количеством теплоты, выделяющимся на катоде и аноде дуги.

Таблица 1. Значение сварочного тока, при которых достигается одинаковая глубина проплавления электродной проволокой различного диаметра

Глубина проплавления, мм

Диаметр электродной проволоки, мм

Сила сварочного тока, А

Плотность тока, А/мм2

3

2

200

64

3

5

450

23

5

2

400

127

5

5

550

28

8

2

525

167

8

5

725

37

12

2

700

224

12

5

925

47

При сварке на постоянном тока прямой полярности глубина проплавления на 40 – 50%, а на переменном на 15 – 20% меньше, чем при сварке на постоянном токе обратной полярности.

 

Рис. 5. Зональная ликвация в металле шва: а – при узкой форме провара; б – при широкой форме провара

Поэтому швы, в которых требуется небольшое количество электродного металла и большая глубина проплавления (стыковые и угловые без разделки промок), целесообразно выполнять на постоянном токе обратной полярности. При увеличении напряжения дуги (длины дуги) увеличивается ее подвижность и возрастает доля теплоты дуги, расходуемая на плавленного флюса (количество расплавленного флюса). При этом растет ширина шва (рис. 4, б), а глубина его проплавления остается практически постоянной. Этот параметр режима широко используют в практике для регулирования ширины шва.

Увеличение скорости сварки уменьшает погонную энергию и изменяет толщину прослойки расплавленного металла под дугой. В результате этого основные размеры шва уменьшаются (рис, 4, в). Однако в некоторых случаях (сварка тонкими проволоками на повышенной плотности сварочного тока) увеличение скорости сварки до некоторой величины, уменьшая прослойку расплавленного металла под дугой и теплопередачу от нее к основному металлу, может привести к росту глубины проплавлен ия. При дальнейшем увеличении скорости сварки закономерности изменения размеров шва такие же, как на рис. 4, в. При чрезмерно больших скоростях сварки и силе сварочного тока в швах могут образовываться подрезы.

С увеличением вылета электрода (рис. 4, г) возрастает интенсивность его подогрева, а значит, и скорость его плавления. В результате толщина прослойки расплавленного металла под дугой увеличивается и, как следствие этого, уменьшается глубина проплавления. Этот эффект иногда используют при сварке электродными проволоками диаметром 1-3 мм для увеличения количества расплавляемого электродного металла при сварке швов, образуемых в основном за счет добавочного металла (способ сварки с увеличенным вылетом электрода).

В некоторых случаях, особенно при автоматической наплавке, электроду сообщают колебания поперек направления шва (рис. 6,а) с различной амплитудой и частотой, что позволяет в широких пределах изменять форму и размеры шва. При сварке с поперечными колебаниями электрода глубина проплавления и высота усиления уменьшаются, а ширина шва увеличивается и обычно несколько больше амплитуды колебаний. Этот способ удобен для предупреждения прожогов при сварке стыковых соединений с повышенным зазором в стыке или уменьшенным притуплением кромок. Подобный же эффект наблюдается при сварке сдвоенным электродом (рис. 6, б и 2, а), когда электроды расположены поперек направления сварки. При их последовательном расположении глубина проплавления, наоборот, возрастает.

Рис. 6. Схемы сварки: а - электродом с поперечными колебаниями; б – сдвоенным электродом

Состав и строение частиц флюса оказывают заметное влияние на форму и размеры шва. При уменьшении насыпной массы флюса (пемзовидные флюсы) повышается газопроницаемость слоя флюса над сварочной ванной и, как результат этого, уменьшается давление в газовом пузыре дуги. Это приводит к увеличению толщины прослойки расплавленного металла под дугой, а значит, и к уменьшению глубины проплавления. Флюсы с низкими стабилизирующими свойствами, как правило, способствуют более глубокому проплавлению.

Пространственное положение электрода и изделия (рис. 7) при сварке под флюсом оказывает такое же влияние на форму и размеры шва, как и при ручной сварке. Для предупреждения стекания расплавленного флюса, ввиду его высокой жидкотекучести, сварка этим способом возможна только в нижнем положении при наклоне изделия на угол не более 10 – 15°. Изменение формы и размеров шва наклоном изделия находит практическое применение только при сварке кольцевых стыков труб ввиду сложности установки листовых конструкций в наклонное положение. Сварка с наклоном электрода находит применение для повышения скорости многодуговой сварки. Подогрев основного металла до температуры 100°С и выше приводит к увеличению глубины провара и ширины шва.

 

Рис. 7. Способы выполнения сварки: а - угол назад; б - углом вперед; в - на подъем; г - на спуск

Техника автоматической сварки.

Перед началом автоматической сварки следует проверить чистоту кромок и правильность их сборки и направления электрода по оси шва. Металл повышенной толщины сваривают многопроходными швами с необходимым смещением электрода с оси шва. Перед наложением последующего шва поверхность предыдущего тщательно зачищают от шлака и осматривают с целью выявления наличия в нем наружных дефектов.

В начале сварки, когда основной металл еще пе прогрелся, глубина его проплавления уменьшена, в связи с чем эту часть шва обычно выводят на входную планку. По окончании сварки в месте кратера образуется ослабленный шов, поэтому процесс сварки заканчивают на выводной планке. Входную и выводную планки шириной до 150 мм и длиной (в зависимости от режима и толщины металла) до 250 мм закрепляют на прихватках до начала сварки. После сварки планки удаляют.

При автоматической сварке стыковых соединений на весу (рис. 8,а) практически сложно получить шов с проваром по всей длине стыка из-за вытекания в зазор между кромка расплавленного металла и флюса и, как результат, – образования прожогов. Для предупреждения этого применяют различные приемы, способствующие формированию корня шва. Сварку односторонних швов можно выполнять по предварительной ручной подварке (см. рис. 8,г), если невозможна автоматическая, Односторонняя сварка на остающейся стальной подкладке (см. рис. 8, в) возможна в тех случаях, когда допустимо ее применение с эксплуатационной точки зрения.

Рис. 8. Схемы сварки: а – на весу; б – на медной подкладке; в – на остающейся стальной подкладке; г – с предварительным подварочным швом; д – удаление непровара в корне шва для последующей подварки; 1 - медная подкладка; 2 – остающая подкладка; О – основной шов; П – подварочный шов

Толщина подкладки при однослойных швах составляет 30 – 40% толщины основного металла или равна толщине первого слоя в многослойных швах. При использовании для сварки односторонних швов съемных медных подкладок (рис. 8,б) качество шва зависит от надежности поджатия к ним кромок. При зазорах свыше 0,5 мм расплавленный металл может вытекать в него, что приводит к образованию дефектов в шве. Недостаток этого способа – трудность точной укладки кромок длинного стыка вдоль формирующей канавки неподвижной медной подкладки.

Разновидность этого способа - сварка на медной подкладке (ползуне) по повышенному зазору. В этот зазор проходит нож, верхней частью прикрепленный к сварочному трактору специальной конструкции. На нижнем конце ножа закреплен скользящий ползун. Недостаток этого варианта – необходимость постоянного по величине зазора по всей длине шва. Возможен способ, когда медная подкладка в виде отдельных звеньев не соединена со сварочным трактором и перемещается синхронно с ним от отдельного привода. Но это очень усложняет конструкцию стенда и процесс сварки.

Для улучшения формирования корня шва в увеличенную по глубине формирующую канавку в медной подкладке можно засыпать флюс -- так выполняют сварку на флюсомедной подкладке. Односторонняя сварка на флюсовой подушке (рис. 9) при плотном поджатии флюса обеспечивает полный провар кромок и хорошее формирование корня шва при меньшей точности сборки кромок толщиной 2 мм и выше. Флюс под стыком поджимается воздухом, подаваемым в шланг 3, а при сварке кольцевых швов – специальной гибкой лентой 5. Свариваемые листы от перекоса при поджатии флюса должны удерживаться специальными грузами или силами магнитного поля на специальных магнитных стендах.

 

Рис. 9. Сварка на флюсовой подушке: а – . плоских конструкции; б – внутренних кольцевых швов (стрелками указаны направления перемещений); 1 – изделие; 2 – флюс; 3 – воздушный шланг; 4 – лоток; 5 — профилированная гибкая лента; 6 – электрод

Формирование корня шва на флюсовой подушке позволяет выполнять автоматическую сварку однопроходных швов без разделки или с V-образной разделкой кромок на металле толщиной до 15 мм, корневого шва в многопроходных швах с V – или X – образной разделкой кромок, а также сварку по заданному повышенному зазору без разделки кромок металла толщиной до 50 мм. Применение этого способа в последние годы сокращается из-за трудности плотного поджатия флюса под стык по всей его длине. В местах его неплотного поджатия образуются прожоги.

В заграничной практике для сварки односторонних швов находят применение переносные подкладки. По существу они представляют собой легкий лоток, изготовленный из стали или другого металла, в котором находится формирующая подкладка из твердого флюса. Подкладка может быть двухслойной: верхний слой флюса обеспечивает формирование поверхности обратной стороны шва, а нижний, тугоплавкий, предупреждает получение шва с чрезмерной высотой обратного валика.

Подкладки устанавливают па прихватках, липких лентах, с помощью клиньев, струбцин, магнитов и т.д. Возможно также использование подкладок из синтетических термостойких лент, плотно поджимаемых под стыком свариваемых кромок. Установка подобных подкладок достаточно трудоемка и требует доступа к сварному соединению с обратной стороны или последующей кантовки изделия. Обычно они одноразового пользования ввиду разрушения под действием теплоты расплавленного металла.

В односторонних швах не всегда обеспечивается хорошее формирование корня шва. Поэтому в ответственных конструкциях применяют сварку с двух сторон. При этом первые валики в корне швов должны перекрывать друг друга па толщину 2 – 5 мм. При повышенных зазорах для предупреждения протекания расплавленного металла в зазор между кромками также используются флюсовые подушки и медные съемные подкладки. Однако лучшие результаты достигаются при предварительной ручной подварке корня шва и последующей сварке с обратной стороны швов. После кантовки изделия при первом основном проходе подварочный шов следует полностью переваривать. Подварочный шов часто служит сборочным вместо прихваток.

В зависимости от площади поперечного сечения шва и положения сварки угловые соединения можно выполнять без скоса или со скосом одной из кромок одно- и многослойными швами. Полный провар стыка без скоса кромок можно получить при толщине стенки в тавровом соединении не более 14 мм. Сварку угловых швов выполняют в положении «в лодочку» или наклонным электродом (рис. 10).

При положении «в лодочку» в один проход можно сваривать швы с катетом до 14 мм, наклонным электродом – до 6 мм. Соединение под сварку следует собирать с минимальным зазором для предупреждения вытекания в него расплавленного металла. При зазора свыше 1,5 мм с обратной стороны первого шва необходима ручная или механизированная подварка. Подварочный шов должен быть полностью переварен при наложении основных швов. В практике применяют также заделку зазора с обратной стороны асбестовым шнуром, который впоследствии удаляют. В некоторых типах сварных соединений возможно применение медных подкладок (рис. 10,е).

 

Рис. 10. Автоматическая сварка под флюсом угловых швов

Подобные же приемы применяют и при сварке наклонным электродом при зазоре в стыке свыше 2,5 мм. Для обеспечения полного провара стыка кромок сварку можно выполнять в несимметричную «лодочку» (рис. 10, а), когда угол между электродом и полкой тавра уменьшается до 30°. Этот же прием используют при различной толщине свариваемых элементов, когда уменьшается угол между электродом и более тонким элементом, При сварке тавровых соединений наклонным электродом трудно избежать подреза на вертикальной стенке соединения. Для предупреждения этого электрод смещают на полку (рис. 10, б, в). Последовательность сварки многопроходных швов указана на рис. 10,г. Нахлесточные соединения при толщине верхнего листа до 8 мм сваривают вертикальным электродом с оплавлением верхней кромки (рис. 10,д).

Техника полуавтоматической сварки.

Автоматическая сварка целесообразна в массовом и серийном производстве изделий с достаточно длинными, прямолинейными и круговыми швами. Однако на практике встречается много изделий с криволинейными швами или швами небольшой протяженности. В этих случаях целесообразно применять полуавтоматическую сварку, которая более мобильна.

 

Рис. 11. Полуавтоматическая шланговая сварка под флюсом стыковых и угловых швов

Для полуавтоматической сварки под флюсом используют шланговый полуавтомат типа ПШ-5 с универсальным держателем ДШ-6. Металл толщиной 2 – 30 мм, а иногда и более сваривают со скосом или без скоса кромок, одно- или двухсторонними стыковыми, одно- или многопроходными угловыми швами. Можно выполнять сварку прорезных швов, швов в нахлесточных соединениях со сквозным проплавлением верхнего листа и электрозаклепок (рис 12).

Швы можно выполнять сплошными и прерывистыми в нижнем положении, при наклоне изделия на угол не более 15°.

 

Рис. 12. Электрозаклепки, выполненные через отверстие в верхнем листе (а) и с проплавлением верхнего листа (б). Сварка с проплавлением (в) и оплавлением (г) кромок верхнего листа

Как правило, для сварки используют переменный ток, но процесс возможен и на постоянном токе. Перед началом сварки открывают заслонку флюсового бункера и место сварки засыпают флюсом. Дугу возбуждают при включении подачи электрода или при включенной подаче электрода и засыпанном флюсе скользящим движением электрода по поверхности кромок. При последующих возбуждениях дуги с конца электрода следует сбивать застывший шлак. В процессе сварки держатель перемещается вдоль шва сварщиком вручную. Держатель может перемещаться на весу или опираться специальным костылем на изделие.

Небольшие изменения расстояния от держателя до поверхности изделия не нарушают процесса сварки и незначительно влияют на форму и размеры шва. Однако для получения качественных швов требуются практические навыки для точного направления электрода по оси шва и поддержания требуемой скорости перемещения держателя. Невозможность наблюдения за формированием шва - существенный недостаток этого способа сварки.

При сварке угловых швов держатель упирается в угол стыка свариваемых элементов копирующей насадкой (рис. 11, а, б). Сварку стыковых швов ведут на себя (рис. 11, а) или сбоку (рис. 11, г). Сочетание перемещения держателя вдоль оси шва с поперечными колебаниями позволяет получить уширенные швы, что важно при сварке стыковых швов с повышенными зазорами. Точность сборки кромок под сварку и приемы удержания расплавленного металла от вытекания в зазор между кромками те же, что при автоматической сварке. Удобно использовать полуавтоматы для сварки прерывистых швов.

Процесс сварки начинается обычным способом. В конце шва перемещение держателя задерживается для заварки кратера, а затем быстрым движением перемещается на начало следующего шва без выключения сварочного тока и подачи электродной проволоки. Наиболее удобно этим способом сваривать угловые швы в тавровых соединениях.

В практике находят применение соединения, выполненные электрозаклепками. Обычно это нахлесточные соединения, в которых при толщине верхнего листа 3 - 4 мм сварку ведут с его проплавлением (рис. 12, б). При большой толщине верхнего листа (до 10 мм) в нем предварительно пробивают отверстие (рис. 12, а), диаметр которого на 4 – 5 мм больше диаметра электродной проволоки. Диаметр электрозаклепки равен двум-четырем толщинам верхнего листа. Зазор между деталями не должен превышать 1 мм. При небольшой толщине нижнего листа сварку для предупреждения прожога выполняют на медной подкладке (рис. 12, ).

Электрозаклепку можно выполнять с использованием специальных электрозаклепочников или шланговых полуавтоматов. При использовании электрозаклепочников в процессе горения электрод диаметром 4 – 6 мм обычно не подается в дугу. Перед началом сварки электрод рабочим концом (иногда через стальную стружку для облегчения возбуждения дуги) закорачивается па изделие и засыпается флюсом. Вместо флюса можно использовать специальные флюсовые шайбы (смесь из 90% мелкомолотого флюса и 10% жидкого стекла). После включения сварочного тока и возбуждения дуги она горит до естественного обрыва. После зачистки конца электрода от колпачка застывшего шлака можно сваривать следующую электрозаклепку.

При использовании шланговых полуавтоматов применяют электродную проволоку диаметром 1,6 – 2 мм. Сварку выполняют с подачей в дугу электродной проволоки. Сварка электрозаклепками на полуавтоматах может быть использована для выполнения точечных угловых швов при толщине свариваемых деталей до 6 мм. Швы‚ показанные на рис. 12,в, выполняют автоматической сваркой при толщине верхних листов до 12 мм. Их качество определяется плотностью поджатия деталей. По существу этот способ представляет собой сварку на остающейся подкладке.

Для приварки шпилек используют специальные установки и флюсовые шайбы (рис. 13) высотой 6 – 10 мм и наружным диаметром 15-20 мм. При диаметре шпильки более 8 мм для облегчения возбуждения дуги привариваемый конец затачивают на конус с углом 90°. При приварке шпилек в вертикальном и потолочном положениях силу сварочного тока выбирают на 25 – З0% меньше, чем при сварке в нижнем положении. Процесс несколько напоминает сварку электрозаклепок. После обрыва дуги и образования достаточной сварочной ванны шпильку быстро до упора подают оплавленным концом.

 

Рис. 13. Приварка шпилек: 1 – шпилька; 2 – флюсовая шайба

Сварку стыков труб под флюсом выполняют только автоматически при нижнем положении шва. Из-за сложности удержания от вытекания из сварочной ванны расплавленных шлака и металла трубы диаметром менее 150 мм этим способом обычно не сваривают. С этой же целые электрод смещают с зенита стыка в зависимости от диаметра труб навстречу их вращению (табл. 2). Для удержания флюса от ссыпания применяют специальные флюсоудерживающие приспособления. Так как на весу под флюсом проварить корень шва практически невозможно, первый слой обычно сваривают вручную покрытыми электродами или механизированно в углекислом газе.

Таблица 2. Типовые режимы сварки под флюсом поворотных стыковых труб

Диаметр труб, мм

Толщина стенки, мм

Диаметр электродной проволоки, мм

Слой

Сила тока, А

Скорость сварки, м/ч

Смещение электрода с зенита, мм

529

7-8

2

1

400-480

30-35

40-45

529

7-8

2

2

440-480

30-35

30-40

720

8-9

2

1

400-450

38-40

60-80

720

8-9

2

2

460-480

38-40

40-50

820

9

3

1

550-650

60-65

40-60

820

9

3

2

680-750

55-65

30-40

1020

12-14

3

1

580-650

60-65

60-100

1020

12-14

3

2

680-720

65-70

50-60

ЛИТЕРАТУРА

Акулов А. И., Бельчук Г. А. и Демянцевич В. П. Технология и оборудование сварки плавлением. Учебник для студентов вузов. М., «Машиностроение», 1977.  

oitsp.ru

Сварка под слоем флюса

Подробное знакомство со сварочными работами и процессами указывает, что воздух несет негативное влияние на качество соединения. Требуемого крепления возможно добиться с применением защитной среды, к которым относятся флюсы либо инертные газы. Наиболее распространенное применение флюсы получили в промышленных условиях, ввиду того, что при использовании данного способа гарантированно образуется надежное крепление. Использование подразумевает автоматический или полуавтоматический режим, на некоторых производственных линиях применяются роботизированные установки.

Сварка под флюсом

Технология сварки под слоем флюса

Автоматизированный процесс сварки подразумевает наличие сыпучего флюса, подаваемого непосредственно к изделию. При розжиге дуги происходит плавление проволоки электрода, воздействующего на металлическое основание. Результатом реакции металла с веществом, которые интегрируются на участке сварки, образуется газовая ванна, состоящая из сварочных паров. Сварка под флюсом применяется автоматическим либо механизированным производством.

Основным предназначением полости при рассматриваемом способе сварки, является образование защитной оболочки во избежание воздействия кислорода на металл.

Также конструкция электродной проволоки реагирует на флюс, подвергая обработке материал, допускает получить качественный шов.

Схема дуговой сварки под флюсом

В процессе удаления дуги, изделие переходит из расплавленного состояния в твердое, образовывая твердый слой, легко удаляемый с поверхности изделия. Технология автоматической сварки под флюсом подразумевает цикл изъятия лишнего вещества с помощью специального механизма. Технология имеет множество достоинств, позволяющих применять метод на любом предприятии.

  1. Возможно объединить детали, используя повышенную силу тока. На большинстве производств употребляется сила тока от 1000 до 2000 А, для сравнения показатель дуговой сварки не превышает 650 Ампер. Обычным режимом увеличение силы тока пагубно влияет на качество, разбрызгивая металл. При использовании вещества, возможно повышение мощности до 4000 А, что позволяет получить готовый материал в сочетании со скоростью процесса.
  2. Процесс подразумевает образование дуги под слоем флюса, работающей при большой глубине. Данное условие дает возможность не беспокоится о предварительной обработке сварных соединений.
  3. Повышенная скорость сцепления позволяет производить больший объем сварочных работ. Для сравнения, изготовление шва с идентичными параметрами дуговой сваркой может отнять больше времени в 10 раз.
  4. Формируемый газовый пузырь в процессе позволяет избежать разбрызгивания раскаленного металла в процессе. Данное условие позволяет не только получить крепкий шов, но и соблюдать технику безопасности при работе с большими температурами. За счет этого, происходит экономия электроэнергии и инструментов.

Режим сварки определяется при зависимости от некоторых требуемых характеристик шва. Основные критерии:

  • диаметр электрода;
  • электроток, его полярность;
  • скоростные показатели работы и напряжение тока;
  • характеристики состава.

Скачать ГОСТ 8713-79

Также существует ряд дополнительных параметров, зависящих от применяемых инструментов.

Что дает применение флюса

Химическое вещество, основанное на множестве компонентов, именуется флюсом. Применяется при необходимом следовании стандартам, защите металлических изделий от коррозионных условий при последующей эксплуатации.

Флюс сварочный

Основные задачи, которые под силу решить веществу:

  • устойчивое горение сварочной дуги;
  • улучшенные свойства и формы шва;
  • обеспечение сварочной ванны, ей производится защита металла;
  • применение различных креплений позволяет изменять состав химической смеси для получения необходимых характеристик.

Кроме вышеперечисленных достоинств, основным преимуществом является возможность построения механического процесса стыковки. Различные химические соединения применяются в автоматических линиях.

Химический состав различных марок флюса

У каждого способа существуют недостатки, использование флюса не исключение:

  • работа производится только при нижнем положении стыка;
  • сборка деталей должна соответствовать параметрам подгонки и обработки кромок;
  • производство выполняется только на жесткой опоре, воздействие в подвешенном состоянии на материал недоступно;
  • стоимость вспомогательных материалов высока, поэтому способ употребляется в ответственных конструкциях.

Сварка алюминия или других цветных металлом невозможна без применения флюса, вне зависимости от способа стыковки. Однако существует вероятность образования твердой окиси, вытесняемой на поверхность в процессе.

Виды сварки под флюсом

Стыковка цветных металлов методом сварки подразумевает применение различных составов. Составная часть делится на марганцевые, низко кремнистые, бескислородные изделия. Плавленые составы имеют структуру пемзы, легирующие свойства существуют у керамических изделий, улучшающие свойства крепления. Составляющие основных разновидностей:

  • Солевые соединения богаты фторидами и хлоридами. С помощью них выполняется ручная аргонодуговая сварка, применяя активные составы, переплав шлаков.
  • Оксидные смеси нашли свое назначение в стыковке фтористых деталей, а также низколегированных материалов. Данное изделие отличается содержанием кремния, имеет до десяти процентов фтористых составов.
  • Смешанные изделия употребляются к высоколегированным сталям, структуру исполняют все элементы, перечисленные в первых двух материалах.

Подобрать правильный флюс достаточно тяжело без наличия соответствующего опыта, автоматическая дуговая сварка под флюсом требует качественного материала.

Тип и характеристики состава определяются технической документацией.

Режимы сварки сталей под флюсом

Автоматизированная сварка осуществляется таким способом, что оператор выполняет лишь отладку оборудования при соответствующем режиме работы. Последовательность действий и технология:

  • К соединяемым деталям автоматическим режимом подводится флюс, высота слоя регулируется по отношению к толщине металла, забор продукта происходит из специально отведенного бункера.
  • Кассетным механизмом подается проволока электрода, без которой процесс невозможен.
  • Скорость работы выбирается таким образом, чтобы образовывалась качественная сварочная ванна, предотвращающая разбрызгивание металла.
  • Изделие с более маленькой плотность всплывает на поверхность ванны, что не влияет на свойства шва. Неизрасходованный материал механически собирается в целях экономии.

Основным положительным качеством является увеличенная скорость путем механизированной сварки под флюсом. Благодаря этому, способ применяется различными производствами, зарекомендовал себя надежным и долговечным способом соединения сварных деталей.

Шов выполняется по нескольким характеристикам, в зависимости от этого подбираются режимы работы. Распространённым видом является холодная сварка, применяется с пониженными температурами для соединения цветных металлов.

Каждый материал имеет техническое задание с разрешенными параметрами сварки.

В случае отсутствия инструкции, вещество подбирается к работе методом пробы, важно следовать некоторым советам:

  • Соединение высокого качества можно получить только при наличии стабильной дуги. Параметр регулируется путем подбора уровня скорости движения плавящего инструмента, силы тока.
  • На скоростные показатели влияет степень вылета проволоки, а также легированный состав.
  • Сила тока напрямую зависит на глубину, а напряжением можно производить регулировку ширины шва.

Механизм работы флюсов при сварке

Таким образом, возможно максимально точно подобрать необходимое вещество. Необходимо понимать, что пренебрегать контролем не стоит, т.к. соединение может быть нарушено при дальнейшей эксплуатации.

Оборудование которым осуществляют сварку под флюсом

На производственных мощностях применяется стенд сборочного типа, на котором возможно зафиксировать обрабатываемые элементы в неподвижном состоянии. Требование надежного крепления особенно соблюдается, т.к. при работах деталь может сместиться, получится неровный сварочный шов. Зачастую, вместо полноценного дорогостоящего оборудования сварки под флюсом, применяют мобильные головки.

Автомат, сваривающий под флюсом

Тележка, оборудованная электроприводом и механической сварочной головкой именуется трактором. Данное устройство способно двигаться по направлениям шва или непосредственно деталям.

Область применения

Автоматизированный способ дает возможность поставить на конвейер производство различных крупных конструкций. Наиболее распространенные области, которыми применяется метод:

  • Судостроением употребляется крупно узловая сборка, при сварке флюсом возможно монтирование секциями, что позволяет сократить время на производства в целом.
  • Требования к высоким параметрам стыкуемых поверхностей позволяют применять устройство при изготовлении различных резервуаров.
  • Газопроводные трубы крупных диаметров.

Технология не стоит на месте, с каждым годом становится все совершеннее. Дуговая сварка под флюсом позволяет производить крупные изделия высокого качества в машинном режиме. На некоторые работы ручным способом уходим несколько дней, механизированные линии выпускают готовое изделие за считанные минуты.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

stankiexpert.ru


Смотрите также