Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом

Автоматическая и полуавтоматическая электродуговая сварка под флюсом

Сварка под флюсом отличается устойчивым высоким качеством изделий, высокой производительностью сварных работ, малым расходом электродного металла, экономией электроэнергии и высоким уровнем санитарно-гигиенических условий труда.

Схема автоматической сварки под флюсом показана на рисунке 3.10. Сварочная дуга 6 горит между электродом 1, представляющим собой не покрытую электродную проволоку, и основным металлом 5. С помощью механизма подачи 2 проволока, к которой ток подводится через токопод- вод 3, подаётся в зону сварки. Сварочная дуга 6 и сварочная ванна 7 изолированы от окружающей среды слоем гранулированного флюса 4 толщиной в 30. 50 мм. Сварочная ванна состоит из расплавленного металла, образованного расплавлением кромок свариваемых деталей и сварочной проволоки. Флюс в области дуги и сварочной ванны, расплавляясь, образует жидкую шлаковую ванну 8. По мере перемещения дуги вдоль кромок свариваемых деталей происходит кристаллизация металла и образуется сварной шов 9> покрытый шлаковой коркой 10. Не расплавившийся флюс пневмоустройством отсасывается в бункер и снова используется.

Рис. 3.10. Схема автоматической сварки под флюсом:

  • 1 — электрод; 2 — механизм подачи; 3 — токоподвод;
  • 4 — флюс; 5 — основной металл; 6 — сварочная дуга;
  • 7 — сварочная ванна; 8 — жидкая шлаковая ванна;
  • 9 — сварочный шов; 10 — шлаковая корка

Сварочный флюс выполняет те же функции, что и электродное покрытие при ручной сварке, обеспечивая стабилизацию дуги, защиту металла, раскисление и легирование.

Автоматическая дуговая сварка под флюсом имеет ряд преимуществ перед ручной сваркой:

— высокое качество сварки обеспечивается надёжной защитой металла, стабильными размерами и формой сечения шва, отсутствием перерывов в процессе сварки, вызываемых сменой электродов при ручной сварке;

  • — высокая производительность процесса (в 15. 20 раз выше, чем при ручной сварке) объясняется возможностью использовать высокие плотности тока (50. 200 А/мм 2 вместо 10. 20 А/мм 2 при ручной сварке). Такая возможность появляется за счёт расположения токоподвода в непосредственной близости от дуги. Эта конструктивная особенность способствует повышению коэффициента наплавки, так как снижаются потери электроэнергии и создаются условия для повышения плотности тока. Кроме этого высокие плотности тока позволяют проплавить металл значительной толщины без разделки кромок. Данная особенность предопределяет высокую производительность процесса;
  • — экономия материала достигается за счёт уменьшения потерь металла на разбрызгивание (1. 2 % вместо 10 % при ручной сварке), отсутствия огарков электродов;
  • — лучше условия труда. Дуга закрыта флюсом, вследствие чего исключается излучение дуги в окружающую среду, значительно уменьшается выделение газов.

Автоматическую сварку под флюсом применяют для сварки в нижнем положении металла толщиной от 2 до 100 мм. Сваривают стали различного состава, медь, титан, алюминий и сплавы на их основе.

Автоматическую сварку целесообразно применять для сварки длинных прямолинейных изделий, как балки, полотнища обшивок судов, нефтехранилищ, а также кольцевых швов цилиндрических ёмкостей, цистерн.

Сварку выполняют либо самоходными сварочными тракторами (так называют аппарат для сварки с самоходной тележкой), перемещающимися по поверхности изделия, или по переносному пути, уложенному на изделие (рис. 3.11), либо неподвижными сварочными головками, под которыми перемещается изделие.

Рис. 3.11. Схема сварочного трактора для автоматической сварки: 1 — самоходная тележка; 2 — вертикальная колонка; 3 — пульт управления; 4 — кассета с проволокой; 5 — бункер для флюса;

6 — механизм подачи; 7 — токоподводящий мундштук

Сварку под флюсом ведут с использованием электродной проволоки марок Св-08, Св-10 и других диаметром 1. 6 мм при силе тока 150. 2000 А. Напряжение на дуге 22. 55 В. Скорость сварки 30. 50 м/ч, но может достигать и 120 м/ч.

Автоматическую сварку и наплавку под флюсом осуществляют при помощи сварочных автоматов выпускаемых в двух видах: подвесные (неподвижные и самоходные) головки и сварочные тракторы.

Сварочный автомат содержит также ходовой механизм и механизм перемещения головки по вертикали, необходимые для механизации процесса. Кроме того, имеется система подачи флюса и отсоса его нерасплавившегося остатка.

Сварку проводят также самоходными аппаратами, сварочными тракторами, которые передвигаются непосредственно по изделию.

Полуавтоматическая сварка под флюсом характеризуется тем, что механизирована лишь подача электродной проволоки, дуга вдоль сварного шва перемещается вручную с помощью держателя — наконечника. Сварочный аппарат в этом случае называют шланговым полуавтоматом. Он состоит из источника сварочного тока, пульта управления, гибкого шланга для подачи проволоки и сварочного тока по вмонтированным в него медным проводам к месту сварки и держателя, снабжённого бункером для флюса.

Электродная проволока при сварке под флюсом имеет сплошное сечение, но может применяться и порошковая проволока.

При автоматической и полуавтоматической сварках применяют флюсы, которые защищают наплавляемый металл от воздуха и легируют металл шва.

Флюс представляет собой сыпучий неметаллический материал, получаемый либо сплавлением с последующей грануляцией, либо спеканием исходных компонентов. В промышленности преимущественное применение имеют плавленые флюсы. Примером современных флюсов могут служить флюсы ОСЦ-45 и АН-348А, шихта которых состоит из марганцевой руды (МпО), кварцевого песка (Si02) и плавикового шпата (CaF2).

Флюсы могут быть общего (для сварки и наплавки углеродистых и низколегированных сталей) или специального назначения (для электрошлаковой сварки, сварки легированных сталей). Применяются также флюсы для сварки цветных металлов и сплавов.

По способу изготовления флюсы делятся на неплавленые и плавленые. К неплавленым флюсам относят керамические и спечённые флюсы, а также флюсы-смеси. Наиболее распространённые при автоматической сварке плавленые флюсы производятся методом сплавления отдельных элементов в электрических или пламенных печах.

По химическому составу сварочные флюсы подразделяются на оксидные, солевые и солеоксидные. Оксидные флюсы, состоящие из оксидов металлов и фтористых соединений (до 10%), применяются для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Солевые флюсы, содержащие фтористые и хлористые соли металлов, используются при сварке алюминиевых и титановых сплавов, а также при электрошлаковой сварке. Солеоксидные флюсы, включающие фториды и оксиды металлов, являются эффективными при сварке и наплавке высоколегированных сталей.

Технологический режим сварки под флюсом характеризуется следующими основными параметрами: диаметром электродной проволоки, величиной сварочного тока, напряжением дуги и скоростью перемещения дуги.

Автоматическая сварка под флюсом проводится сварочной проволокой диаметром 1. 6 мм при силе тока 150. 2000 А и напряжением дуги 22. 55 В, полуавтоматическая — диаметром 0,8. 2 мм при силе тока 100. 500 А и напряжением дуги 22. 38 В.

При проведении автоматической сварки под флюсом из- за проплавления металла на всю толщину возможно вытекание сварочной ванны из стыка или прожигание сварочного шва. Поэтому применяют специальные приспособления, обеспечивающие проведение сварки на флюсовой подушке, а также металлические пластины подкладки. Для повышения производительности труда при наложении одной дугой многослойных швов в зазор между свариваемыми деталями вводят металлические наполнители в виде порошков, проволоки, окатышей и других материалов.

При сварке под флюсом деталей с воздушным пространством под швом сложно получить шов с полным проваром по всей длине и избежать прожогов. Поэтому стыковые швы сваривают двусторонним швом, а при односторонней сварке применяют различные приёмы, способствующие формированию корня шва. Это сварка на медной охлаждаемой подкладке, удаляемой после сварки, сварка с остающейся после сварки стальной подкладкой, сварка с предварительной ручной или автоматической подваркой корня шва, а также сварка на флюсовой подушке. Основное положение угловых швов при сварке — «в лодочку», т.е. поворотом деталей для образования пространственного положения шва, препятствующего вытеканию жидкого металла из сварочной ванны в сторону.

Автоматическая сварка под флюсом VS полуавтоматическая сварка

Сварка считается удобным и практичным способом соединения металлов. Со времени изобретения она стала неизменным спутником подавляющего большинства производственных или строительных процессов. Каждый из ее видов имеет свои сильные и слабые стороны.

Читать еще:  Как и чем чистить медь от окиси в домашних условиях: самые эффективные способы

Автоматическая сварка под флюсом

При использовании такой сварки весь процесс автоматизирован. Он выполняется с помощью подвесного устройства или самоходного сварочного трактора. Автоматы самостоятельно зажигают сварочную дугу, регулируют ее параметры и гасят при необходимости, обеспечивают подачу флюса и проволоки, а также перемещают горелку вдоль шва.

Весь процесс сварки происходит под слоем флюса, расходного материала, предназначенного для защиты сварочной ванны от контактов с воздухом, а также раскисления и легирования расплавленного металла. После сгорания флюс формирует легкоотделимую шлаковую корку. Она замедляет кристаллизацию металла и создает необходимые условия для выхода из сварочной ванны растворенных газов. Это позволяет минимизировать количество дефектов в швах.

Основные принципы автоматической сварки были сформулированы еще в конце XIX века. Однако практические основы таких устройств были заложены известным советским изобретателем Д.А. Дульчевским значительно позже, в 1927 году. Именно он и стал создателем первого в мире сварочного автомата.

Преимущества

Автоматическая сварка имеет ряд особенностей:

  • Фактически весь процесс соединения металлов происходит в идеальных условиях. Их создает газовый пузырь, стенками которого является флюс. Это снижает потери металла на разбрызгивание, испарение и окисление до 2-5 % (при использовании ручной дуговой сварки аналогичный показатель доходит до 30 %).
  • Автоматическая сварка позволяет максимально увеличить производительность труда по сравнению с ручной дуговой. Фактически этот параметр вырастает в 10 раз. Такой результат дает работа на сварочных токах до 2000 А. В итоге увеличивается глубина проплавления и появляется возможность соединения деталей толщиной до 12 мм (в случае односторонних стыковых швов) без разделки их кромок.
  • После выполнения автоматической сварки нет необходимости в очистке металла от брызг. Это снижает общую трудоемкость работ.
  • Такой вид соединения металлов обеспечивает постоянные геометрические размеры, форму и химический состав швов.
  • Сварочная ванна надежно защищена от контактов с воздухом. В дополнение к этому шлаковая корка замедляет кристаллизацию металла. В результате вероятность образования дефектов в швах минимизируется.
  • При выполнении автоматической сварки дуга зажигается и горит под слоем флюса, а выделение пыли и вредных газов незначительно, поэтому сварщику необязательно использовать индивидуальную защиту для глаз и лица.
  • Еще одним существенным достоинством этого вида соединения металлов является снижение энергозатратности на 40 % по сравнению с ручной дуговой сваркой. Это возможно благодаря рационализации всего процесса.

Недостатки

Имея такой солидный перечень достоинств, автоматическая сварка не лишена и недостатков:

  • Главным из них является высокая текучесть расплавленного флюса и металла. В результате сварочные работы можно выполнять только в нижнем положении. Максимальное отклонение шва от горизонтали не должно превышать 10-15°. Это накладывает ограничение на использование автоматической сварки для соединения труб диаметром менее 150 мм.
  • Такой способ соединения металлов не отличается высокой маневренностью. Он подходит только для получения прямолинейных или кольцевых швов. По этой же причине его нельзя использовать в труднодоступных местах.
  • При выполнении автоматической сварки важно не допускать увеличенных зазоров между кромками деталей. Это может привести к вытеканию флюса и расплавленного металла и образованию дефектов в швах.
  • Горение дуги под слоем флюса не позволяет визуально контролировать или корректировать процесс сварки.
  • Несмотря на отсутствие необходимости использовать индивидуальную защиту, автоматическая сварка наносит определенный вред здоровью из-за выделения вредных газов.
  • Обязательное использование флюса повышает себестоимость сварки.

Сфера применения

Автоматическая сварка используется для работы с различными металлами и сплавами толщиной 1,5-150 мм. Ее применение возможно только в заводских условиях. Она востребована при постройке судов и железнодорожных вагонов, для изготовления различных резервуаров большого объема и соединения труб диаметром более 150 мм. Наиболее активное применение оборудование для автоматической сварки находит в серийном производстве крупногабаритных изделий для формирования прямолинейных или кольцевых швов.

Полуавтоматическая сварка

В случае полуавтоматической сварки механизирован только один процесс: подача электрода. Все остальные операции выполняются оператором вручную. В качестве электрода используется сварочная проволока в кассетах. Для защиты сварочной зоны от контактов с воздухом применяются активные (углекислый) или инертные газы (аргон, гелий).

Выполнение полуавтоматической сварки

Процесс применения полуавтоматической сварки для промышленных целей впервые был разработан Центральным научно-исследовательским институтом технологии и машиностроения в 50-х годах ХХ века.

Преимущества

Полуавтоматическая сварка тоже имеет ряд преимуществ:

  • Она отличается очень малой зоной термического воздействия, поэтому позволяет варить без прожогов детали толщиной до 0,5 мм.
  • Электрод и сварочная ванна визуально доступны, поэтому в процесс сварки можно вовремя вносить необходимые коррективы.
  • С помощью полуавтоматов допускается варить разнотолщинные детали.
  • Такой способ соединения металлов подходит для выполнения швов в любых пространственных положениях, включая труднодоступные места.
  • Производительность полуавтоматической сварки примерно в три раза выше, чем ручной. При этом потери металла от разбрызгивания и испарения тоже минимальны.
  • Активный или инертные газы обеспечивают надежную защиту швов от воздействия воздуха. Количество дефектов в них минимально.
  • Такой способ соединения металлов позволяет выполнять без скоса кромок стыковые швы для деталей толщиной до 8 мм и тавровые швы для деталей толщиной до 30 мм.
  • Наиболее популярный для полуавтоматической сварки углекислый газ стоит значительно дешевле флюса, используемого при автоматической сварке.
  • В процессе выполнения работ не образуется шлаковая корка, так что зачистку швов выполнять не надо. Это особенно полезно при сварке в несколько проходов.
  • Комплект оборудования для полуавтоматической сварки компактней и проще, чем для автоматической.

Недостатки

Одновременно следует выделить определенные недостатки полуавтоматической сварки:

  • В данном случае дуга не скрыта под слоем флюса, поэтому сварщик подвергается интенсивному излучению. Выполнять такие работы без средств защиты нельзя.
  • Применяемый углекислый газ тяжелее воздуха, он способен скапливаться в рабочей зоне. Для безопасной работы требуется качественная вентиляция.
  • При отказе от углекислого газа разбрызгивание металла резко возрастает.
  • Применение полуавтоматической сварки ограничено закрытыми помещениями. Для открытого воздуха она не подходит. В этом случае газовая защита будет сдуваться, вследствие чего пострадает качество сварных швов.

Сфера применения

Полуавтоматическая сварка используется для соединения деталей толщиной 0,5-100 мм. Она может применяться как в заводских условиях, так и в частных домохозяйствах. Главным отличием полуавтоматической сварки от автоматической является возможность сварки швов любой геометрической формы во всех пространственных положениях. По этой причине она востребована при мелкосерийном и серийном изготовлении различных сложных металлоконструкций.

Автоматическая сварка в сварочном мире подобна гоночному автомобилю

Полуавтоматическая сварка похожа на езду по трассе со сложным профилем

Выводы

Оба вида сварочного оборудования используются в промышленном производстве. При этом автоматическая сварка является более производительной, но подходит только для выполнения прямолинейных или кольцевых швов при изготовлении крупных изделий из металла. Полуавтоматическая сварка в три раза уступает автоматической по производительности, но с ее помощью можно варить любые швы. Она особенно полезна при сборке сложных по форме металлоконструкций.

Технология полуавтоматической и автоматической сварки под флюсом

Сварка под флюсом (международное обозначение «Submerged Arc Welding» – «SAW») – это разновидность дуговой сварки с использованием проволочных электродов.

Что собой представляет этот метод, для чего он нужен?

Опытные сварщики знают о негативном воздействии атмосферного воздуха на процессы, происходящие в сварочной ванне. Сварка плавлением – это высокотемпературный процесс, который характеризуется повышенной активностью расплавляемых материалов. Взаимодействие с химическими элементами воздуха приводит к образованию оксидов, гидридов и нитридов, ухудшающих качество работ. На сегодняшний день известно несколько методов защиты сварочного шва от агрессивного воздействия окружающей среды:

  • газовый;
  • шлаковый;
  • газошлаковый;
  • вакуумный.

Шлаковая защита (сварка под слоем флюса) позволяет сократить время на выполнение работ при повышении качественных характеристик шва.
[stextbox ГОСТу 8713-79: «Сварка под флюсом. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры. Существует два способа выполнения работ: механизированный (полуавтоматическая сварка) и автоматически (роботизированная автоматическая сварка)».[/stextbox]

Читать еще:  Bosch, Makita, DeWalt: сравнение 3 популярных производителей перфораторов

Рассмотрим их подробнее.

Полуавтоматическая

Широко применяется при сварке криволинейных поверхностей. Область применения – мелкосерийное производство. Источником энергии может служить как постоянный, так и переменный ток.

Для выполнения работ используется сварочный полуавтомат типа ПШ-54. Рабочая толщина металла – до 30 мм. Полуавтоматическая сварка позволяет осуществить различные виды работ:

  • со скосом кромок;
  • многопроходные угловые швы;
  • прорезные швы;
  • нахлесточные соединения со сквозным проплавлением;
  • электрозаклепки.

Основным отличием от роботизированного метода сварки в том, что сварщик самостоятельно подбирает мощность напряжения, скорость и угол наклона электрода.

[stextbox недостаток полуавтоматического способа – отсутствие контроля над процессом формирования сварочного шва. При сварке угловых швов обязательно использование копирующей насадки.[/stextbox]

Роботизированная автоматическая

При выполнении работ автоматической сваркой под флюсом функции оператора сводятся к выбору и настройке режима работы. Отличается высокой скоростью выполнения работ и качеством сварных швов.

Применяется на крупносерийных производствах, где качество и скорость работы являются приоритетными показателями.

Как было сказано выше, окружающая среда негативно воздействует на качество сварочных работ. Применение флюса позволяет минимизировать вредные факторы.

Суть метода заключается в укрытии зоны расплава слоем флюса. В результате термического воздействия электрической дуги в зоне сварки расплавляется металл, сварочная проволока и флюс. Расплавленный флюс образует эластичную капсулу, которая защищает от атмосферных воздействий.

Внутреннее пространство занимают пары флюса, расплавленного металла и сварочный газ. Внутренне давление элементов удерживает флюсовую пленку, которая окружает зону сварки. Капсула значительно повышает тепловой КПД, что обеспечивает высокую интенсивность расплавления, по сравнению с прочими методами сварки. Поэтому сварка под флюсом считается высокопроизводительным методом сварки.

В процессе остывания флюс преобразуется в шлак, который покрывает сварочный шов. По окончании работ шлак удаляется механическим способом без особых усилий. Остаточный слой флюса годится для дальнейшего использования.

Разновидности

Сварочные флюсы классифицируют по нескольким параметрам:

  • Внешний вид. В зависимости от области применения различают зернистые, порошковые, кристаллические, пастообразные и газовые флюсы. В электросварке применяют гранулированный или порошковый флюс. При пайке чаще используют пастообразный или газовый материал.[stextbox При выполнении электросварочных работ следуют учитывать электропроводность материала.[/stextbox]
  • Химический состав. Основным требованием является химическая инертность под воздействием высоких температур. Некоторые флюсы могут содержать присадки улучшающие характеристики сварного шва.

Процентное содержании химических элементов в материале шва при использовании различных керамических флюсов.

  • Способ получения. Делятся на плавящиеся и неплавящиеся. Первые применяют при выполнении наплавочных работ. Они способны передавать химические элементы, придавая металлу различные полезные свойства (например, повышать стойкость к коррозии). Неплавящиеся флюсы используют для повышения механических параметров готового шва. Поэтому их используют для сварки металлов, которые в обычных условиях плохо поддаются соединению: цветные металлы, высокоуглеродистая сталь и другие.
  • Назначение. Существуют специальные флюсы, а также флюсы общего назначения. Специальные флюсы разработаны под конкретный вид работ, например, сварка высоколегированной стали. Флюсы общего назначения универсальны. Они могут применяться в одновременно в нескольких работах, как наплавочных, так и сварочных.

Возможно проведение классификации по марке, которая определяется предприятием-разработчиком. Институт электросварки им. Патона маркирует флюсы собственного производства аббревиатурой «АН» (академия наук), а продукт Центрального НИИ машиностроения обозначается «ФЦ». Параметры производства подчиняются государственным стандартам качества, однако единая маркировка сварочных флюсов до сих пор отсутствует.

Основные режимы

От параметров проведения сварочных работ зависит итоговая форма и размер шва. Расположим их в порядке убывания влияния:

  1. Напряжение дуги.
  2. Величина тока.
  3. Скорость сварки.
  4. Диаметр электродной проволоки.
  5. Угол наклона электрода.
  6. Род и полярность тока.
  7. Тип флюса.
  8. Величина вылета электрода.

Проведение сварочных работ возможно при условии поддержания дуги. Таким образом, скорость подачи проволоки должна соответствовать скорости ее плавления в сварочной ванне. Изменение величины одного параметра должно сопровождаться изменением величины второго. При равном показателе силы тока проволока меньшего диаметра должна подаваться с большей скоростью. Влияние параметров режима на качество соединения изучают путем изменения одного из параметров, оставив прочие параметры неизменными.

Подбор режима сварки выбор проволоки.

Глубину проплавления металла можно увеличить путем повышения параметров сварочного тока. Соотношение данных параметров имеет практически линейный характер. С увеличением давления дуги расплавленный металл вытесняется интенсивнее. В результате повышается уровень взаимодействия между дугой и основным металлом. При этом ширина шва практически не увеличивается, поскольку дуга углубляется в основной металл.

Уменьшение диаметра электрода при постоянном токе повышает плотность сварочного тока. Подвижность дуги при этом падает, ширина шва уменьшается, а глубина проплавления увеличивается.

Изменения формы и размера шва можно добиться путем придания проволоке колебаний поперечных направлению шва. Амплитуда и частота подбирается индивидуально, в зависимости от требуемого результата. Метод применяется на автоматических установках.

Угол наклона электрода оказывает воздействие, аналогичное ручной дуговой сварке. Во избежание разбрызгивания расплавленного флюса, работы данным методом выполняют только в нижнем положении. Угол наклона изделия не должен превышать 15°. Практическое применение – соединение кольцевых стыков труб.

Минусы и плюсы

Технология сварки под флюсом имеет свои преимущества и недостатки. К преимуществам относятся:

  • Высокая производительность. Защитная среда позволяет выполнять работы с высокими показателями силы тока (до 4000 ампер). Это обеспечивает глубокую проплавку металла. Отсутствие брызг и угара исключают возможные потери металла при проведении работ. Вышеперечисленные факторы, а также автоматизации процесса сварки оказывают положительное воздействие на скорость выполнения работ.
  • Качество работ. Защитная пленка, которую образует флюс, защищает зону расплава от внешнего влияния. Низкая теплопроводность пленки препятствует быстрому остыванию сварочной зоны. Об этом говорилось выше.
  • Автоматизация процесса. Для выполнения работ не требуются дорогостоящие специалисты высокой квалификации.
  • Стабильность электрической дуги. Благодаря защитному газовому пузырю под слоем флюса.
  • Экономичность. Сварка под флюсом позволяет повысить коэффициент использования тепловой энергии. Экономия электроэнергии, по сравнению с прочими способами работ, составляет 20-40%. Потери электродного металла не превышают 5 %. Для примера: при ручной дуговой сварке средний уровень потерь металла составляет 25-30%.
  • Условия выполнения работ. Для удаления вредных сварочных газов достаточно установить систему вентиляции. Флюс скрывает зону сварки. Это исключает негативное воздействие на зрение оператора – отпадает необходимость использования сварочной маски.

Недостатков у метода два:

  • Сварочные работы необходимо производить только в нижнем положении. Допустимый уровень наклона сварочных кромок составляет 15°.
  • Конструктивные особенности сварочных аппаратов затрудняют применение автоматических технологий в условиях монтажа. В настоящее время над решением данной проблемой активно работают инженеры-конструкторы производственных предприятий.

Оборудование

Поставщики сварочного оборудования предлагают широкий ассортимент оборудования для выполнения сварки под флюсом. Рассмотрим несколько видов.

Портальная установка

Портальная сварочная установка предназначена для выполнения роботизированных сварочных работ различной направленности. Основой конструкции является портал, который отличается высокой жесткостью. Устанавливается на рельсы. Основными элементами установки являются:

  • Система ЧПУ.
  • Система движения. Приводом служит электродвигатель с редуктором.
  • Система рециркуляции сварочного флюса.
  • Сварочный выпрямитель.
  • Система перемещения сварочных установок.
  • Устройство для перемещения сварочных головок.
  • Токопровод.

Применяется на предприятиях по производству металлоконструкций.

Сварочная колонна

Сварочные колонны необходимы для перемещения сварочной головки по нескольким осям. При сварке под флюсом колонна фиксируется.

Основные элементы конструкции – приводная платформа и вертикальная стойка. На стойке устанавливают консоль, способную перемещаться в поперечном направлении и по высоте. Различают два режима перемещения – маршевый и сварочный. Управление процессом осуществляется посредством системы ЧПУ с пультом дистанционного управления.

Причины появления пор

Процесс кристаллизации сварного шва может сопровождаться образованием пор. Это заполненные газом полости различной формы. Внешние признаки отсутствуют. Обнаружение возможно посредством применения методов неразрушающего контроля. Для конструкций, которые работают в условиях повышенной нагрузки, поры считают недопустимым дефектом.

Читать еще:  Что такое электрошлаковая сварка

Основной причиной появления пор является перенасыщение расплава сварочной ванны газами. Кроме того, высокая скорость кристаллизации шва не позволяет сварочным газом покинуть зону соединения. Опытным путем установлено, что высокомолекулярные газы практически не влияют на процесс порообразования. Главными виновниками являются простые соединения – водород, азот и угарный газ.

Многое зависит от соединяемых материалов. При сварке под флюсом нержавющей стали причиной порообразования является водород. Углерод не способен воздействие на аустенитные сорта стали, а азот практически не вызывает пор.

Состав флюса также оказывает влияние на процесс. Учеными института Электросварки было установлено, что понижение уровня кислотности флюса способствует образованию пор. А применение ферритизаторов снижает риск появления пор при сваривании обычных сортов стали.

Заключение

Технологический потенциал сварки под флюсом раскрыт не до конца. Именно поэтому данный метод сварки пользуется широкой популярностью, не уступая методу дуговой сварки в среде защитных газов.

[stextbox 6-го разряда Гринюк Александр Владимирович. Опыт работы -18 лет:«Использование флюса обеспечивает высокое качество работы при производстве газопроводных труб большого диаметра. Благодаря этому Харцызский трубный завод, на котором я работаю, известен всему миру».[/stextbox]

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.

Схема процесса автоматической сварки под слоем флюса

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.

Ссылка на основную публикацию