Технология механизированной сварки под флюсом - GazSnabStroy.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Технология механизированной сварки под флюсом

Технология автоматической сварки под флюсом

Каждому опытному сварщику понятен тот факт, что атмосферный воздух, попадая в зону сварки, негативно влияет на качество шва. Своей химической реакцией он вызывает окисление стыка, из-за чего происходит образование трещин. Чтобы избежать таких осложнений, применяются защитные вещества, направленные в область сваривания.

Самым популярным методом получения надежного и крепкого соединения двух металлических поверхностей является автоматическая сварка с применением флюса. Благодаря такому методу даже трудные металлы поддаются скреплению, такие как медь, алюминий или нержавейка. Автоматическая сварка занимает меньше времени и значительно облегчает работу, а флюс обеспечивает качество шва.

Технология сварки под слоем флюса

Принцип работы с флюсом ничем не выделяется от обычной электродуговой сварки. Также плавится металл под воздействием большого нагрева сварочной дуги. Но именно автоматическая сварка отличается от всех остальных своим удобством и быстротой. Большинство работ выполняет не человек, а машина, которая равномерно подает проволоку и продвигает источник тепла. Мы рассматриваем вариант под слоем флюса, который покрывает проволоку.

Что такое флюс

Флюс – это специальный состав, оберегающий металл от окисления воздухом. Его производят порошкообразным, гранулированным, пастообразным и жидким. Флюсы подаются в большом количестве в сварную ванну. Вытесняя кислород, они создают невидимое покрытие для надежного соединения шва. Кроме этого флюсы помогают стабильному горению дуги, не создают обильного количества брызг и могут улучшить химические показатели металла.

Виды флюсов

Перед приобретением флюса стоит поинтересоваться его назначением. Они применяются для разных типов металла:

  • для углеродосодержащих и легированных сталей;
  • для высоколегированных составов;
  • для цветных сплавов.

По составу флюсы делятся на:

  • плавленые, такие флюсы недорогие и широко применяются у сварщиков. Плавленый флюс является глобальным компонентом в защите сварочного шва, но не более;
  • керамические, если вам необходимо расширенные свойства шва, то выбирайте этот вид флюса.

И наконец, флюсы по химическим свойствам бывают:

  • активными, в смеси присутствуют кислоты, которые впоследствии могут привести к ржавчине, поэтому тщательно сбивайте образовавшийся шлак;
  • пассивными, в автоматическом режиме такие флюсы не используют, в их характеристиках нет необходимых свойств. Единственное применение пассивных флюсов в пайке, известных как канифоль или воск.

Какую марку флюса выбрать, решает каждый для себя сам. Российские производители выпускают недорогой и хороший флюс, а зарубежные изготовители могут похвастаться стабильным качеством. Но и в том и в другом случае, защитные свойства веществ действительно работают. Главное, правильно соблюдать технологию сварки.

Плюсы и минусы сварки под флюсом

Недостатки автоматической сварки:

  • возможность сварки ограничена только нижними швами;
  • требуется более тщательно подготовить кромки свариваемых изделий. Существует определенный гост, согласно которому совершается зачистка изделий аппаратным способом. Ведь автоматический режим – это машина, которая не может поправить и передвинуть край поверхности;
  • высокая цена оборудования и составляющих. Но такая цена обоснована, ведь в основном, автоматическая сварка применяется в промышленных масштабах.

Большой и жирный плюс состоит в отсутствии человеческого фактора. Мастеру не нужно стоять в неудобных позах, вдыхать вредные пары, контролировать дугу, и в принципе, даже не нужно уметь варить. Все процессы происходят автоматически. Единственное, в чем необходимо хорошо разбираться, это в выставлении правильных настроек автомата. Остальную работу машина возьмет на себя, выполнив соединение на высшем уровне, как в единичном экземпляре, так и для миллионной серии.

Суть процесса

Как уже говорилось выше, автоматическая сварка подразумевает более основательную подготовку поверхности. Пыль, грязь, жировые разводы, остатки лакокрасочных материалов, ржавчина и прочий сор недопустимы в технологическом процессе. Сварочный процесс можно начинать только на чистый и обезжиренный металл.

Автоматический процесс с использованием флюса можно начинать после выставления настроек, которые задает оператор. Чтобы выставить правильные настройки, человек должен обладать теоретическими знаниями сварочного автомата. Чем толще металл, тем больший диаметр электрода используется. Вместе с тем увеличивается сила сварочного тока и напряжение дуги. А вот скорость работ снижается при большой толщине металла.

В интернете можно найти массу расчетов при работе с разными соединениями. Эта тема масштабна и мы не будем ее касаться в данной статье. Рекомендуем ее изучить самостоятельно.

В сварке принимает участие присадочная проволока, использующаяся для флюсового состава. Будет хорошим вариантом подобрать пруток из того же материала, из которого сделан сам элемент сваривания. Присадка подается в автоматическом режиме, от специалиста требуется лишь заправить ее в механизм.

Флюс засыпают с специально отведенный отсек на сварочном аппарате. Соответственно, расход флюса будет больше при сварке толстых металлов. Любой флюс расплавляется от температурного нагрева, а попадая на область шва, не вредит его свойствам, а зачастую, и улучшает их. Во время сварочного процесса флюс вспенивается и образует на поверхности стыка металлический шлак. Его необходимо убирать.

Сварка автоматическим режимом с помощью флюса ускоряет работу, но на качество шва быстрота не отражается.

Выводы

Мы рассказали вам об автоматизированной сварке во флюсовой среде, но существуют и полуавтоматическая, и ручная сварка с использованием этого состава. Но об этих технологиях поговорим в следующий раз. Просим опытных мастеров поделиться своими советами и рекомендациями, относительно автоматической сварки под слоем флюса.

Технология механизированной сварки

Полностью или частично механизированная сварка облегчает монтаж трубопроводов, металлоконструкций, используется при производстве сварных деталей. За счет механического передвижения сварочной головки улучшается прочность шва. Данными видами оборудования выполняют тавровые, угловые соединения, сваривают заготовки встык и внахлест. Механизированный помощник помогает точно соединить детали, расположить их под требуемым углом. Автоматы и полуавтоматы помогают выполнять работы в труднодоступных местах.

Особенности

Сначала о полностью механизированной сварке, это автоматизированный процесс соединения деталей, когда оператор только настраивает оборудование и следит за его работой. Аппарат сам разжигает и поддерживает дугу, ведет ее по шву, при этом подает присадочную проволоку, флюс или защитный газ.

При частично механизированной сварке подача расходных материалов осуществляется автоматически, а за геометрию шва отвечает сварщик. Он перемещает горелку с нужной скоростью в заданном направлении. Процессы полной или частичной механизации также регулируются стандартами для сварочных технологий.

Область применения

С помощью сварочных механизированных аппаратов можно сваривать трубы, накладывать прямые, кольцевые и криволинейные швы, осуществлять соединения в труднодоступных местах. Средства механизации предназначены для тонких заготовок и средней толщины. Оборудование применяется для монтажа и ремонтных работ, выручает в аварийных ситуациях. При серийном производстве используют полную механизацию, в транспортном машиностроении чаще нужны полуавтоматы с функцией подачи флюса, газа. Хребтовые балки сваривают на поточных механизированных линиях, рамы вагонов – на кантователях. Автоматическая механизированная сварка под флюсом и в углекислом газе применяется при выпуске прямошовных и спиралешовных труб.

Виды механизированной сварки

При механизации сварочного процесса учитывают особенности сваривания различных металлов. Для соединения углеродистых и низкоуглеродистых сплавов необходим углекислый газ. Алюминий, титан, магний расплавляют под облаком инертного газа. Чугун, некоторые алюминиевые сплавы, легированные стали сваривают с использованием различных флюсов. Каждый механизированный сварочный процесс стоит рассмотреть подробней.

В среде углекислого газа

Расход CO 2 зависит от типа электрода, мощности электродуги, движущихся потоков воздуха. При сдувании струи газа ветром или сквозняком ухудшается качество шва. Механизированной дуговой сваркой соединяют заготовки с содержанием углерода:

  • до 2,14% (низкоуглеродистые сплавы);
  • от 3 до 5 % (среднеуглеродистые).

Сваривают детали толщиной до 40 мм, в смеси газов можно проварить 80-ти мм металл. Процесс регламентируется ГОСТ 14771-76. Струя поступает из сопла, обтекает сварочную дугу, предохраняет ванну расплава от окисления.

В инертных газах

При механизированной сварке в среде защитных газов металлы при нагреве не окисляются. При подаче аргона с плотностью в 1,5 раза выше, чем у воздуха, над обрабатываемыми кромками формируется устойчивое облако. Такую защиту ванны применяют при сваривании любых металлов, когда необходимо получить качественное соединение или невозможна обыкновенная электродуговая сварка, например, при монтаже проката:

  • из цветных металлов (меди, никеля, алюминия, титана);
  • жаропрочных и конструкционных сталей, склонных к окислению при нагреве;
  • некоторых видов нержавейки.

Инертные газы защищают металл от воздействия кислорода, азота, других компонентов воздуха, ухудшающих эксплуатационные характеристики сварных соединений.

Под флюсом

По ГОСТ 8713-79 в зависимости от способа изготовления флюсы разделяют на две группы:

  • плавленые представляют собой однородный конгломерат, получаемый путем спекания компонентов;
  • неплавленые бывают двух видов: керамические – это порошки с клеевой основой; спеченые сначала спекают при высоких температурах, затем измельчают до нужной фракции.

Смеси и порошки на основе силиката марганца наносят перед механизированной сваркой под флюсом. В процессе нагрева дугой защитный состав образует шлаковую корку. Оставшиеся частицы собирают для повторного применения.

Читайте также:  Является ли наждачная бумага режущим инструментом?

Порошковыми проволоками

Сварщики выбирают любой расходный материал под тип обрабатываемого металла, порошковые проволоки – не исключение. Это стержень, заполненный шихтой, выполняющей сразу несколько функций:

  • защищает металл от воздействия азота, кислорода, водорода;
  • раскисляет и легирует расплавленный металл;
  • поддерживает стабильное горение дуги;
  • формирует ровный шов.

Для механизированного сварочного процесса применяют несколько типов порошковой проволоки:

  • сочетаемые с флюсами;
  • содержащие флюсовые компоненты в составе шихты;
  • самозащитные для сваривания металла в углекислом газе.

Производители выпускают расходники с замкнутым трубчатым сечением, с захлестом кромок и сложной формы с загибами одной или обеих кромок внутрь.

Применяемое оборудование

Для работы применяют автоматы и полуавтоматы, тип сварочного механизированного оборудования зависит от необходимой степени участия человека в сварочном процессе. Механизированный автоматический аппарат осуществляет:

  • розжиг дуги;
  • механизированную подачу присадки, флюса или газа;
  • контроль токовых параметров;
  • движение дуги относительно кромок по заданной траектории.

Оператор только следит за работой автоматов, состоящих из трактора (самоходной сварочной головки) и блока управления (процессора).

Механизированные устройства тракторного типа осуществляют подачу проволоки за счет прижимного и подающего роликов. Перемещение дуги по направлению шва осуществляется вручную сварщиком. Основным элементом полуавтоматической механизации является электродержатель. Через это устройство обеспечивается подача электротока в зону сварки. Дуга разжигается при замыкании цепи с помощью пусковой кнопки, расположенной на рукояти держателя.

Для подачи и уборки оставшегося флюса монтируются бункеры с регуляторами (дозаторами). У механизированных полуавтоматов для сварки в защитных газах имеется специальная газоэлектрическая горелка, из которой одновременно подается газ и токопроводящая присадочная проволока.

Технология механизированной сварки

Самоходная головка (трактор) одновременно с замыканием цепи осуществляет подачу требуемых компонентов. Вместе с током, питающим дугу, в зону сварки поступает расплавляемая присадка, защитные флюсы или газы.

Классические механизированные аппараты регулируют скорость подачи проволоки и плотность дуги в зависимости от физико-механических свойств свариваемых металлов. Проволока устанавливается в кассетах фабричной намотки с фиксированным натяжением. Разматываясь, присадка сначала проходит через направляющие ролики и шланги, затем поступает на подающие.

Специальные системы, ответственные за подачу газа, флюса, настраиваются собственно токовым параметрам. Скорость движения горелки регулируется автоматизировано или сварщиком.

При помощи механизированного трактора подается электродная проволока, а ток проводится к сварочному месту.

Производители предлагают механизированное оборудование для сварки с разной степенью механизации. По сути, технология автоматизированной сварки с точки зрения физико-термических процессов идентична ручной. Отличается технологичностью, скоростью формирования шва, качеством соединений.

Что такое сварка под флюсом, как происходит процесс и какой вид флюса и режим выбрать для сварки разных металлов?

Сварка под флюсом – это способ сварки деталей из высоколегированной марганцевой, никелевой или фторидной стали, при котором сварочная ванна и шов защищены от окисления слоем флюса в виде порошка или гранул.

Процесс формирования шва протекает в газовой полости под слоем непрерывно подаваемого флюса. Кроме функции защиты от окисления, флюс также легирует формируемый шов марганцем и кремнием, повышая его прочность и формируя соединение с высокой степенью однородности.

ГОСТ на сварку флюсом 8713-79 устанавливает размеры и типы сварных соединений, а также способы наложения шва под флюсом.

Виды флюсов и их особенности

По способу изготовления флюсы бывают:

  • плавленые;
  • керамические.

Плавленые флюсы изготавливают из шлакообразующих марганцевых руд и кварцевого песка путем размалывания, смешивания и расплавления с последующим гранулированием. Такие флюсы экономичны и хорошо подходят для сварки деталей из низколегированной стали.

Керамические (неплавленные) флюсы изготавливают из окислителей и солей амфотерных металлов, которые измельчают, смешивают с жидким стеклом до однородного состояния, после чего гранулируют и прокаливают.

Примерная стоимость керамических флюсов на Яндекс.маркет

Керамические флюсы имеют мелкодисперсную порошкообразную структуру, они применяются для сваривания сложных высоколегированных стальных сплавов, при этом состав флюса подбирается под конкретную марку свариваемой стали.

По химическому составу флюсы бывают:

  • солевые;
  • оксидные;
  • смешанные.

Солевые флюсы содержат соли фторидов и хлоридов, применяются для электросварки титана и стали, легированной никелем и хромом. Оксидные флюсы содержат оксиды активных металлов и кремния, применяются для сварки низкоуглеродистой стали. Смешанные флюсы содержат оксиды и соли металлов в различных пропорциях, применяются для сваривания многокомпонентных сплавов или деталей из разных металлов.

Описание технологии процесса

Существует три основных способа сварки под флюсом:

  • автоматический;
  • полуавтоматический;
  • ручной.

При автоматической сварке траектория и скорость движения электрода, а также скорость подачи проволоки регулируется управляющим процессором, рабочие участвуют только в качестве контролеров процесса для экстренного отключения сварочного агрегата.

Полуавтоматическая сварка под флюсом предполагает, что скорость подачи проволоки, сила тока сварки и угол наклона электрода к линии сварки регулируются автоматически, а ведение дуги осуществляется сварщиком вручную – через рукоятку или дистанционное управление. Полуавтоматический сварочный агрегат позволяет вручную изменять отдельные параметры тока непосредственно во время процесса сварки.

Сварка под флюсом вручную применяется в небольших агрегатах, где система подачи флюса встроена в неплавящийся электрод, при этом сварщик регулирует направление движения, угол наклона и скорость хода электрода в ручном режиме, специальными кнопками управляя подачей флюса и силой тока сварки.

Общий порядок действий при сварке под флюсом:

  1. С поверхностей деталей снимается оксидная пленка.
  2. Детали закрепляются на сварочной плите.
  3. Выбираются настройки и режим сварочного аппарата.
  4. Заполняется резервуар для флюса.
  5. Устанавливается бухта наплавной проволоки, конец которой заправляется в электрод.
  6. Происходит процесс сваривания.
  7. После остывания деталей собирается неизрасходованный флюс, и шов очищается от шлака.

Важно следить за расходованием проволоки и флюса, чтобы не допустить работы электрода вхолостую и повреждения деталей.

Оборудование для сварки

Для сварки флюсом потребуются стационарные условия и оборудование:

  • сварочная плита;
  • наплавная проволока;
  • неплавящийся электрод;
  • система подачи флюса;
  • система контроля.

Сварочные плиты выполняются на бетонном основании из жаростойких материалов с возможностью закрепления деталей. Проволока берется из материала свариваемых деталей, толщина от 0,3 до 12 мм. Электрод изготавливается из вольфрамового сплава с керамической оплеткой.

Система подачи флюса представляет собой резервуар и шланг, конец которого отстоит от электрода на 10-30 см. Диаметр шланга подачи флюса должен позволять гранулам свободно сыпаться перед электродом.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом контролируется программным обеспечением, регулирующим направление и скорость движения электрода вдоль линии сваривания.

Выбор режима сварки

В зависимости от толщины и металла свариваемых деталей выбирается режим сварки под флюсом. Для каждого режима существует свой диапазон напряжения, силы тока сварки и диаметр проволоки. Скорость формирования шва колеблется в пределах от 6 до 100 метров в час.

Если толщина свариваемых деталей от 2 до 10 мм, то выбирается режим сварки на стальной подкладке под стыком деталей. Режим на флюсовой подушке подходит для сварки деталей толщиной 10-25 мм, а сварка деталей толщиной 16-70 мм выполняется в режиме предварительной ручной проварки нижней части шва.

С увеличением толщины свариваемых деталей растет диаметр проволочного электрода и сварочный ток, но уменьшается скорость формирования сварного шва.

Сила тока сварки (А) зависит от толщины проволоки (мм) следующим образом:

  • 2 мм – 200-400 А;
  • 3 мм – 300-600 А;
  • 4 мм – 400-800 А;
  • 5 мм – 700-1000 А;
  • 6 мм – 700-1200 А.

Напряжение сварки существенно увеличивается только при толщине деталей свыше 25 мм.

Достоинства и недостатки

К преимуществам сварки под флюсом относятся:

  • высокая степень автоматизации процесса;
  • возможность проведения сварки под большой силой тока;
  • высокая скорость сварки;
  • качественный шов без окислов и раковин;
  • возможность увеличения сварной ванны для более качественного провара.

Системы автоподачи флюса и сохранение постоянного расстояния от электрода до шва позволяет сваривать сложные детали с минимальным участием рабочих. Защитный слой флюса не дает расплавленному металлу разбрызгиваться, что позволяет производить сварку под высокими токами, многократно увеличивая скорость формирования и качество шва.

Однородность шва достигается за счет изоляции сварной ванны от кислорода воздуха, а также из-за легирования шва компонентами флюса, которые можно подобрать специально для материала свариваемых деталей. Также сварка под флюсом дает возможность использования одновременно двух электродов, расположенных на расстоянии 10-20 мм друг от друга и питаемых от одного источника тока – это позволяет сделать больше сварную ванну под флюсом, увеличив таким образом скорость сварки и степень однородности готового изделия.

К недостаткам сварки под флюсом относят трудности контроля процесса и технологическую сложность. Агрегаты для сварки под флюсом занимают большие площади и требуют обслуживания квалифицированными кадрами. Сварной шов формируется под слоем флюса и у сварщика нет возможности контролировать качество шва в режиме реального времени. Избежать брака можно путем дополнения агрегата ультразвуковыми или лазерными системами контроля наличия дефектов.

Читайте также:  Электроды для сварки тонкого металла инвертором

Особенности сварки под слоем флюса по ГОСТ 8713-79 — наша точка зрения на вопрос

Автоматическая сварка под флюсом представляет собой один из наиболее часто используемых в наши дни метод осуществления сварочных мероприятий в строительстве и промышленности.

ГОСТ 8713-79 о сварке под флюсом

Сварка, в которой зона расплавленного металла защищается флюсом, была изобретена достаточно давно – в XIX веке. Разработал данную технологию Н. Славянов, а первый автоматизированный сварочный аппарат для ее реализации и практические основы выполнения были созданы уже в 1927 году Д. Дульчевским. Практически сразу же после этого автоматическая сварка под флюсом стала активно внедряться в производственные процессы на крупных отечественных промышленных и строительных предприятиях.

На протяжении всего периода существования данной технологии и сама сварка под слоем флюса, и оборудование для ее выполнения постоянно развивались. Вопросами совершенствования метода и техники для его практической реализации занимались ведущие исследовательские институты Советского Союза: Институт электросварочных агрегатов Советского Союза, ЦНИИ Тяжелого машиностроения, Институт имени Е.О. Патона и др.

Схема сварки под слоем флюса

Технология автоматической сварки под флюсом детально регламентируется ГОСТ 8713-79. Там же приведена классификация способов сварки под защитным слоем флюса, которые могут использоваться для соединения сталей и сплавов, имеющих никелевую и железоникелевую основу. ГОСТ 8713-79 выделяет два таких способа: механизированная и автоматическая сварка под слоем флюса. А эти разновидности делятся на следующие подвиды:

  1. механизированные: выполняемые на весу (МФ), с предварительно выполненным подварочным швом (МФш), с использованием остающейся подкладки (МФо);
  2. автоматические: выполняемые на подкладке (АФо) и с использованием флюсовой подушки (АФф), с выполнением предварительной подварки корня шва (АФк), с применением так называемого медного ползуна (АФп), выполняемые на весу (АФ), с выполнением предварительного подварочного шва (АФш), сварка на флюсомедной подкладке (АФм).

Некоторые виды швов, применяемых при сварке под флюсом

Также в ГОСТ 8713-79 указаны типы сварных соединений, получаемых при использовании данных методов, которые могут быть:

  • одностороннего типа; двухстороннего; стыкового одностороннего – замковые, которые могут быть выполнены с прямолинейным или криволинейным скосом обеих кромок, с симметричным скосом одной кромки, со скосом ломаного типа, вообще без скоса – с выполнением последующей строжки, с отбортовкой и несимметричным скосом обеих кромок;
  • углового двухстороннего и одностороннего типа, при выполнении которых скосов может и не быть, они могут быть несимметричными, а также выполненные с отбортовкой;
  • нахлесточные швы, выполняемые без скоса, с одной или двух сторон;
  • тавровые швы двух- и одностороннего типа.

Пример работы сварки под флюсом увидеть на следующем видео:

ГОСТ 11533-75 перечисляет требования, предъявляемые к автоматическим и полуавтоматическим способам сварки под слоем флюса деталей, которые изготовлены из углеродистых и низколегированных сталей. К таким способам сварки относят:

  • дуговую полуавтоматическую сварку, выполняемую с использованием стальной подкладки (Пс); сварку полуавтоматического типа (П) и полуавтоматическую с подварочным швом (Ппш);
  • автоматическую сварку, выполняемую с предварительным подварочным швом (Апш);
  • автоматическую сварку под флюсом, выполняемую на специальной стальной подкладке.

Сварные соединения – как их определяет государственный стандарт

По ГОСТ 8713-79 сварные швы классифицируются как:

  • стыковые;
  • угловые;
  • тавровые;
  • нахлёсточные.

В свою очередь, они подразделяются на соединения:

  • с отбортовкой кромки;
  • без скоса;
  • со скосом одной кромки;
  • с криволинейным скосом одной кромки;
  • с ломаным скосом одной кромки;
  • с двумя симметричными скосами одной кромки.

2 Сущность и технология механизированной и автоматической сварки

Данный процесс предполагает, что дуга между изделием и концом сварочного электрода горит под флюсом – слоем специального сыпучего соединения. Основной металл и электродная проволока начинают расплавляться в результате теплового воздействия дуги. В это же время отмечается и расплавление некоторого объема используемого флюса. В итоге в сварочной зоне формируется газовая полость, которая наполняется парами сыпучего соединения и металла, а также газами.

В верхней своей области полость ограничивается расплавленным флюсом. Он предохраняет расплавленный металл и сварочную дугу от негативного влияния окружающей среды. Кроме того, он производит в сварочной ванне обработку (металлургическую) металла. Расплавленный флюс в процессе удаления дуги затвердевает за счет реакции со сталью, что приводит к формированию шлаковой корки. Избавиться от нее по окончании сварки несложно, следует только дождаться охлаждения изделия.

Пневматический специальный механизм, располагающий флюсоустройством, собирает ту часть флюса, которая не была израсходована. Впоследствии она вновь применяется для сварки.

Технология сварочного процесса с использованием флюса имеет ряд нюансов и достоинств:

  • Теоретическая возможность применения токов величиной до 4 тысяч ампер (на практике используют ток в пределах 1000–2000 ампер). При открытой дуге данный показатель не может быть более 600 ампер, так как в этом случае правильное создание шва станет фактически нереальным из-за разбрызгивания металла. При этом производительность сварочных мероприятий увеличивается существенно быстрее, нежели растет сила тока. Также отмечается сам характер формирования шва.
  • Закрытая дуга в процессе сварки имеет высокую мощность. За счет этого основной металл расплавляется на большую глубину, что дает возможность в некоторых случаях не осуществлять разделку кромок (открытая маломощная дуга способна лишь немного расплавить кромки шва).
  • Производительность сварочного процесса (под ней понимают получаемый метраж шва за один час работы дуги) под флюсом до 10 раз выше, чем при выполнении работ с использованием открытой дуги (подразумевается, что сварочные токи при этом характеризуются идентичными значениями).
  • Формирование «газового пузыря», в котором флюс выполняет функции его стенок, значительно снижает потери на разбрызгивание и угар. Величина таких потерь равняется максимум двум процентам от массы электродного расплавленного металла. Благодаря этому, процесс гарантирует получение высококачественных и равномерных швов. Немаловажным является и то, что электродная проволока расходуется по-настоящему экономно. Кроме того, расходуется намного меньше электрической энергии.

Конкретные режимы сварки под флюсом подбираются по основным и дополнительным характеристикам. К первым относят:

  • сечение электродной проволоки;
  • полярность и род тока;
  • скорость сварочного процесса;
  • напряжение дуги.

К дополнительным же параметрам причисляют:

  • геометрические величины и плотность флюса, а также его состав;
  • вылет проволоки (электродной);
  • положение при сварке того или иного вида электрода и непосредственно свариваемой конструкции.

Оборудование, которым осуществляют сварку под флюсом

Рассмотрим существующее оборудование для сварки под флюсом. Когда речь идет о проведении сварочных работ в условиях производственного цеха, то перед началом процесса сварки свариваемые детали надежно фиксируют на специальном сборочном стенде или при помощи других приспособлений, чтобы полностью исключить возможные незапланированные движения свариваемых элементов в ходе работы.

Сварочный трактор (производитель Multitrac)

На прокладке трубопроводов для сваривания стыков в основном используют специальные мобильные сварочные головки, а при производстве листовых конструкций применяются либо стационарные установки, либо универсальные мобильные (к примеру, сварочный трактор). Трактор для сварки под слоем флюса – это самоходная тележка с электродвигателем, на которой установлена автоматическая сварочная головка. Такое устройство может двигаться вдоль свариваемых деталей по рельсовому пути или же непостредственно по самим деталям.

Сварочная колонна и свариваемая деталь на роликовых опорах

В условиях цехов также активно используются передвижные или стационарные сварочные колонны, которые в комбинации с роликовыми опорами или вращателями служат для сварки продольных и кольцевых швов.

Технологии сварки под флюсом

​Разновидность электродуговой сварки, при которой горение дуги осуществляется под действием слоя флюса, способствующего защите сварочной зоны от негативного атмосферного влияния, называется сваркой под флюсом. Помимо выполнения защитной функции флюс обеспечивает стабильное горение дуги, оказывает металлургическое действие на металл, обеспечивая легирование, рафинирование и раскисление металлического расплава ванны, а также препятствует его разбрызгиванию.

Обладающий низкой проводимостью тепла расплавленный флюс в режиме автоматической сварки способен замедлять остывание шва, это позволяет растворенным в ванне газам со шлаковыми образованиями подниматься на ее поверхность. Таким образом шовный металл очищается от загрязнений. Затвердевшая после расплавления часть флюса покрывает площадь шва толстой коркой из шлака, которая без труда удаляется по завершении дуговой сварки. Оставшийся нерасплавленным флюс собирают со шва по окончании работы с помощью пневматического приспособления для вторичного применения.

Технологии сварки под флюсом

Исходя из степени механизации такого сварочного процесса, выделяют дуговую автоматическую сварку под флюсом и механизированную. Во втором случае флюс подается в ходе ручного передвижения сварочной головки полуавтомата на свариваемый участок, покрывая слоем в 4-5 см поверхность изделия с электродной проволокой. Его подача ведется с помощью пневматики по шлангу либо из особого бункера, размещаемого на сварочной головке оборудования полуавтоматической сварки.

Чаще всего используют для сварки под флюсом автоматы, у которых подача сварочной проволоки в место сваривания полностью автоматизирована специальным устройством. Горение дуги, зажигаемой между деталью и краем электродной проволоки, осуществляется под слоем флюса, подающегося из особого бункера. Теплота, производимая дугой, расплавляет металл электрода с основным и ту часть флюса, которая попадает в зону ее действия. В ходе электродуговой сварки в месте горения дуги формируется полость, которую сверху ограничивает купол из расплава флюса. Он в ходе производства работы наполняется парами флюса с металлом и газами с давлением, поддерживаемым образовавшимся над сварочной зоной флюсовой оболочкой.

Читайте также:  Сварка листового полиэтилена

Горение дуги в ходе сварки под слоем флюса приходится на передний край сварочной ванны, немного отстраняясь от вертикали в направлении, противоположном продвижению сварки. От действия давления дуги расплав металла вытесняется в том же направлении, формируя сварочную ванну. Около электрода при автоматической сварке образуется кратер, наполненный небольшим слоем расплавленного металла, а большая часть расплава помещается в зоне между кратером и плоскостью шва.

Флюс в состоянии жидкости, имеющий меньшую плотность, оказывается в верхнем слое расплава и плотно покрывает шов. Технология автоматической сварки предполагает ведение процесса на подкладке либо с помощью флюсовой подушки. Металл полученного шва, сваренного под слоем флюса, на треть составляется из присадочного материала и на две трети из переплавленного основного металла.

Преимущества сварки под флюсом

К особенностям сварки под флюсом, обеспечивающим ее преимущества перед другими способами, относят довольно высокую производительность со стабильным процессом и хорошее качество получаемых сварных соединений. Первое обусловлено использованием значительных токов, хорошей глубиной расплавления. Второе достигается надежностью защиты металлического расплава от окружающего воздуха и механизацией операций с расчетом режимов сварки. Помимо этого данный способ практически полностью исключает металлические потери в разбрызгивании и угаре. Недостатком этой технологии является возможность ее использования лишь в нижнем расположении шва с наклоном около 15º в основном на коротких швах, что создает сложности в проведении монтажных работ.

В автоматической сварке под слоем флюса производительность работ в несколько раз больше, чем в ручном процессе. А использование в изготовлении широкополых балок с двумя таврами и трубопроводов значительного диаметра особых форсирующих режимов сварки под флюсом позволяет увеличить производительность в 15-20 раз. Это возможно благодаря большой плотности токов в электродном металле, достигаемой за счет окружения зоны сварки флюсовым слоем. Получаемая величина тока позволяет даже вести сварку кольцевых швов со значительными толщинами материалов. В монтажных работах и заводских производствах применяют оборудование для сварки под флюсом, позволяющее соединять заготовки с толщинами от 2 до 100 мм из сталей с разным составом, медные, алюминиевые, титановые детали и изготовленные из их сплавов.

В промышленности чаще всего применяют электродную проволоку для сварки под флюсом. Однако отдельные виды работ, особенно наплавку, эффективнее выполнять с помощью ленточных электродов. При этом перемещаемая от одного конца ленты к другому сварочная дуга, оплавляя ее края, расплавляет основной металл. Изменением формы электродной ленты возможна корректировка размера поперечного сечения шва. Достигается это большей равномерностью, а также глубиной расплавления металла шва как по оси, так и вдоль его сечения. Для достижения большей производительности при сварке угловых швов и стыковых соединений с разделыванием кромок применяют порошковые присадочные материалы. Они позволяют при одновременном увеличении вылета электрода получать больший объем наплавляемого металла. Хотя в данном случае существенно уменьшается глубина расплавления металла.

Увеличить производительность сварочных операций с качеством получаемого шва можно с использованием технологии сварки под флюсом при помощи двух или более электродов, а также применяя многодуговую автоматическую сварку. Это целесообразно при массовом производстве одинаковых изделий (резервуаров, балок, труб). Многоэлектродная сварка характеризуется присоединением всех электродов к одному полюсу питающего источника. При многодуговой сварке каждый изолированный от других электрод соединяется со своим источником питания.

Сущность, особенности и преимущества авт. сварки под флюсом

Принципиальная схема процесса автоматической сварки под флюсом на флюсо-медной подкладке 1 приведена на рис. 1.

Электродная проволока 4 автоматически подается в зону сварки. Дуга горит между концом электрода и изделием 2 под слоем сварочного флюса 6, подаваемого из бункера 3 на изделие впереди перемещающегося вдоль шва электрода.

Под действием тепла, выделяемого сварочной дугой, плавятся электродная проволока и металл свариваемого изделия, а также часть флюса, примыкающего к дуге. В области горения дуги образуется полость, ограниченная в верхней части оболочкой расплавленного флюса. Эта полость заполнена парами металла, флюса и газами, их давление поддерживает флюсовый свод, образующийся над сварочной ванной. Плавящийся конец электрода находится в непосредственной близости от переднего края ванны. Дуга несколько отклоняется от вертикального положения в сторону, обратную направлению сварки 5. Под влиянием давления дуги жидкий металл оттесняется также в сторону, противоположную направлению сварки, образуя сварочную ванну 8. Под электродом создается кратер с тонким слоем расплавленного металла, а основная масса расплавленного металла занимает пространство от кратера до поверхности шва, располагаясь наклонным слоем. Расплавленный флюс 7 вследствие значительно меньшей плотности всплывает на поверхность расплавленного металла шва и покрывает его плотным слоем.

Флюс защищает дугу и сварочную ванну от вредного воздействия окружающей среды, осуществляет металлургическое взаимодействие с металлом сварочной ванны и, кроме того, препятствует разбрызгиванию жидкого металла. Расплавленный флюс, обладая низкой теплопроводностью, замедляет процесс охлаждения металла шва, что облегчает возможность шлаковым включениям и растворенным в металле газам 9 подняться на поверхность ванны, способствуя очищению металла шва от загрязнений. Металл шва получается плотным и чистым, без пор и шлаковых включений, с высокими механическими свойствами. Ввиду непостоянства сил, действующих на сварочную ванну, последняя находится в состоянии колебательного движения. В связи с этим при охлаждении поверхность шва получается чешуйчатой.

Нерасплавленный в процессе сварки избыточный флюс пневматическим устройством 10 отсасывается со шва и используется в дальнейшем при сварке. Расплавленная и затвердевшая часть флюса образует на шве толстую шлаковую корку 11. После прекращения сварки и охлаждения металла шлаковая корка легко отделяется от металла шва, усиление шва 12 получается с плавным переходом к основному металлу.

Итак, можно отметить следующие характерные особенности и преимущества сварки под флюсом.

1. Плавление электродного и основного металлов осуществляется под флюсом, надежно защищающим расплавленный металл от действия кислорода и азота воздуха.

Флюс, обладая плохой теплопроводностью, замедляет процесс затвердевания металла шва, что способствует выделению газов, растворенных в расплавленном металле шва и предохраняет металл шва от выгорания основных легирующих элементов (марганец и кремний). При нейтральных флюсах металл шва по химическому составу близок к основному металлу, а при марганцево-кремнистых флюсах происходит дополнительное легирование металла шва марганцем и кремнием, вследствие чего улучшается его качество. Флюс способствует получению чистого и плотного металла шва, без пор и включений, с ровной однообразной внешней поверхностью, с плавным переходом к основному металлу и высокими механическими свойствами сварного соединения. Потери на угар и разбрызгивание при сварке под флюсом практически отсутствуют.

2. При сварке под флюсом по сравнению с ручной сваркой применяются значительно большие токи, обеспечивающие глубокое проплавление основного металла, что позволяет производить сварку металла значительной толщины без скоса кромок. А при большой толщине суммарный угол разделки кромок можно уменьшить до 30-45° и, следовательно, можно уменьшить сечение шва, а значит, и количество электродного металла, необходимого для заполнения разделки кромок. Высокая скорбеть однопроходной сварки, легкая отделяемость шлаковой корки и отсутствие брызг экономят время и труд.

3. Применение больших токов обеспечивает повышенную скорость плавления электродной проволоки. Потери на угар и разбрызгивание практически отсутствуют. Коэффициент наплавки для наиболее часто применяемых токов 400-1200 А при сварке электродной проволокой диаметром 5 мм колеблется от 12 до 17 г/А • ч. При сварке электродной проволокой диаметром 2 мм на токах 400-700 А он составляет 20- 28 г/А•ч.

4. Наличие мощной ванны расплавленного металла под слоем плохо проводящего тепло флюса является весьма благоприятным фактором, способствующим стабильному горению дуги. Сварка обычно производится на переменном токе, поэтому отсутствует явление магнитного выдувания дуги.

5. Дуга горит под толстым покровом флюса и невидима для оператора и окружающих лиц, вследствие чего не требуется специальных устройств для защиты глаз.

6. Процесс сварки под флюсом полностью механизирован. Простота процесса позволяет использовать для обслуживания автомата рабочих низкой квалификации, не требующей длительной подготовки.

Большие токи, высокая производительность, хорошее формирование шва, высокое качество сварного соединения, отсутствие брызг, пониженный расход электродной проволоки и электроэнергии, простота и надежность процесса – отличительные особенности способа автоматической сварки под флюсом.

Автор: Администрация Общая оценка статьи: Опубликовано: 2013.02.08 Обновлено: 2020.03.04

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector