Для получения оптимального шва в 2020 году очень сильно преуспевает автоматическая дуговая сварка под слоем флюса. В сегодняшней статье мы полностью раскроем данные метода сваривания + предоставим некоторые советы по выбору сырья и техники исполнения в рассматриваемом вопросе.
Понятие сварки + классификация процессов
Немного припомнив курс химии/физики со школы, давайте разберем термин «сварка». На молекулярном уровне – это процесс создания межатомных связей за счет деформирования и местного нагрева материала до температуры плавления. Получаемое соединение именуется неразрывным, а ключевым материалом для применения технологии соединения является металл.
Источниками энергии в процессе сварки являются – дуга электричества, ток, газовое пламя, излучение лазерного типа, электронный луч, трение иди даже ультразвуковые колебания. Благодаря текущему уровню развития промышленных технологий, заниматься сваркой можно даже в воде и космосе.
Условия осуществления сварочного процесса:
- использование предельных давлений по сжатию соединяемых элементов, без какого-либо нагрева;
- использование умеренного уровня в давлении + дополнение процесса повышением температур материалов;
- расплавление материала в месте сварки без использования дополнительного давления.
В нынешнее время насчитывается более 120 вариаций сваривания деталей, классификаций также немало. Четкие указания по данному моменту представлены в ГОСТ 19521-74. Если обобщить, то в сварочных процессах выделяют 3 класса – механический, термомеханический и термический.
В зависимости от метода защиты материала в области сваривания, уровня непрерывности работы и степени механизации происходит классификация по признакам технического типа. Ну и технологическое распределение зависит уже от субъективных характеристик каждого из видов сварки – электрод, тип тока и тому подобное.
Таблица выше показывает взаимосвязь международного стандарта по классификации типов сваривания ISO 4063:2009 и его российским аналогом — ГОСТ Р ИСО 4063-2010. Для ознакомления с полным перечнем советуется обратиться непосредственно к документации, которая имеется в свободном доступе в сети интернет.
Разбор автоматической сварки под флюсом
Обращаясь к международной номенклатуре, автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом обозначается как SAW. Данный тип сваривания использует электрод, коим может выступать стержень из металла или даже проволока. Окончание прутка подает расплавленный компонент под слоем флюса на поверхность свариваемого элемента.
Впервые метод сварки был использован Славяновым. В его вариации флюсом являлось измельченное стекло. Промышленное же использование метода было разработано благодаря Е. Патону. Сотрудники его научного института смогли не только выработать технологию, но и разработали списки флюсов для сварки + сделали соответствующее оборудование для организации самого процесса.
Доступно о сварке для новичка: виды, методы и понятия
1) Что такое флюс?
Дабы получить высокое качество сварочного шва, от сварщика требуется выполнение 3 условий – достаточная сила тока, материал для присадки и защитная среда сваривания, которая защитит процесс от внешнего воздействия кислорода. За последний пункт как раз ответственен флюс.
Флюс — гранулированное вещество, что отправляют в сварочную зону перед проходом над областью электродом с зажженной дугой сварки. Зерна флюса могут различаться по размеру и цвету – от прозрачного до черного.
Области применения сварочного вещества в направлении:
- в процессе автоматической дуговой сварке под флюсом в качестве среды для защиты от внешних воздействий;
- в сварке электрического типа с покрытыми электродами в качестве дополнения;
- как наполнитель полости трубчатой проволоки при использовании полуавтоматического метода сваривания с использованием инертной среды, которую обеспечивает газообразное вещество;
- при сваривании элементов за счет газа на основе кислорода с пропаном. Метод хорошо зарекомендован при работе ц цветными металлами, либо марками сталей с большим количеством примесей;
- дополнение при использовании электродов угольного типа в электрическом сваривании.
Флюс –многофункциональный компонент в процессе сваривания элементов. В зависимости от состава гранул и материала, для которого тот применяется, можно выделить 4 задачи вещества. Детальнее по каждому из них расскажем в таблице ниже.
| Изоляционная | Данная задача является для флюса ключевой. Благодаря образуемому облаку из газа в процессе сваривания, присадка и сам материал сварки сольются на атомном уровне без всяких проблем. Для большей профитности, важно соблюдать дозировку вещества вдоль шва + отдавать предпочтение мелкозернистой и плотной структуре флюса. |
| Стабилизационная | Дуга из электричества, проходящая между поверхностью металла и концом электрода, под слоем флюса работает куда стабильнее. Некоторые марки производителей дополняют гранулы особыми добавками, увеличивающими электропроводность внутри газового облака. Данное решение позволяет сваривать не только на постоянном, но и переменном токе. |
| Легирующая | Из-за процесса сварки, часть легирующих компонентов вдоль шва выгорает, либо отправляется в шлаковые массы, потому, существуют флюсы с легирующими добавками. Вещество обогащает шовный материал + создает препятствие для насыщения шлаковых элементов марганцем или кремнием. Для усиления эффекта рационально параллельно использовать соответствующие марки электродов. |
| Формировочная | Вязкость и межфазное натяжение – 2 характеристики флюсов, благодаря которым шов при сварке получается аккуратным и менее раздутым. |
По внешнему виду флюс может незначительно между собой разниться. Более 40% продукции на рынке – это зерна стекловидного типа. Чем меньше диаметр гранулы, тем дороже обойдется вещество, ибо уменьшение размера положительно скажется на плотности прилегания к шву во время работы. В зависимости от критерия, классифицируют 4 направления флюсов для сварки. Детальнее в таблице ниже.
| Применение | Тип материала | Углеродистая сталь |
| Легированная | ||
| Цветные металлы | ||
| Тип сварки | Электродуговая | |
| Газовая | ||
| Электрошлаковая | ||
| Производство | Плавление | Серые, мелкодисперсные вещества. Флюс изготовляется в печах угольного типа (реже электрические) за счет расплавки. |
| Механика | Простое смешивание гранул различных типов уже готовых флюсов. Смеси делаются под заказ. Минус солянки – разнобой по размерам гранул, что негативно сказывается на сварочном процессе некоторых материалов. | |
| Керамика | Порошок при помощи стеклянного клея собирают в гранулированный формат. Альтернатива – спечь порошок + измельчить его до гранулированного вида. | |
| Структура | Зерна | Наиболее распространенный вариант изготовления. Меняется лишь диаметр гранул. |
| Пемза | Тоже гранулы, но уже пенистого типа. Расцветка скачет от белой до темно-коричневой. Благодаря пористости, вес порошка ниже, что сказывается на плотности прилегания. | |
| Химия | Низкокремнистые | Долевое содержание оксида менее 34%. |
| Высококремнистые | Долевое содержание оксида от 35% и выше. | |
| Бескислородные | Минимальное содержание оксида. |
В зависимости от типа флюса, отличается и его маркировка. Можно глянуть и ГОСТы автоматической сварки под флюсом, но, когда вы в магазине и без доступа к интернету, куда удобнее будет просто посмотреть обозначение на банке с веществом.
Ну и завершение рассмотрения вопроса о сварочном флюсе, хотим добавить таблицу нормативов применения вещества в зависимости от силы тока. Дополнительным параметром определения высоты слоя присыпки также является и тип грануляции вещества.
2) Сущность автоматической дуговой сварки под флюсом + ее достоинства/недостатки
Submerged Arc Welding (SAW) – именно данным словосочетанием общепринято называть автоматическую и полуавтоматическую сварку под флюсом по международной номенклатуре. Отметим, что полуавтомат используется лишь в менее 10% случаев. Преобладающее большинство процессов отдано именно автоматическому типу сварки.
Каким образом осуществляется сварочный процесс:
- Подача электрода в область сваривания при помощи специальных роликов.
- За счет скользящего контакта к проволоке доставляется электричество.
- Флюс через сварочный бункер оборудования попадает на шов, тем самым защищая его от проникновения воздуха.
- Горение дуги протекает внутри газового облака из флюса, которое образуется за счет выделяемых паров вещества.
- Происходит кристаллизация материала в сварочной ванне, за счет чего формируется шов, наделённый требуемым химическим составом и определенными механическими свойствами.
После образования шва, сверху можно заметить слой шлака из флюса. Остатки вещества собираются в специальный аппарат и применяются в дальнейшей работе, предварительно измельчаясь до гранулированного состояния.
| Высокий уровень производительности в сравнении со смежными методами соединения металлических изделий. | Трудовые затраты на изготовление, хранение, а также подготовку смесей для процесса сваривания различных материалов. |
| Потери в отношении электрода составляют не больше 3%. | Сложности корректирования электрической дуги, так как кромки для сварки четко ограничены. |
| Не брызгает, что важно при работе без костюма. | Влияние паров на оператора процесса. |
| Качественная защита области сваривания. | Скрытость места сварки из-за слоя флюса. |
| Низкая чувствительность в отношении образования оксидных соединений. | Не имея в расположении специализированного оборудования, производить сваривание конструкций в различных пространственных положениях будет нереально физически из-за присыпки. |
| Для работы не нужны приспособления по защите зрения, ведь процесс горения протекает в газовой сфере. | Высокий уровень текучести материала после расплавки. |
| Из-за небольшой скорости остывания материала, получаемые швы обеспечиваются высокими свойствами по механике. | Необходимость четкого подгона по кромкам, так как увеличенные зазоры влекут за собой вытекание расплавленного материала сквозь щели. |
При работе с автоматической дуговой сваркой под слоем флюса степень влияния субъективного фактора со стороны сварщика снижается на 50%-70%. Такое нюанс обеспечивается за счет 4 ключевых задач вспомогательного вещества, коим выступает непосредственно гранулированный флюс.
3) Технологическое обеспечение процесса дуговой сварки с использованием флюса
Осуществить процесс сварки без специализированного оборудования не является возможным физически. В данном разделе мы рассмотрим какие агрегаты доступны в рамках национального/иностранного рынков + особенности каждой из категорий продукции.
Конструкционные особенности аппарата для сварки под слоем флюса:
- наличие источника подачи питания, состоящего из 3 фаз, что будет подпитываться от сети с вольтажом в 330В;
- управляющий блок для ввода настроек по режиму работы оборудования;
- узел для подачи проволоки (желательно с наличием бобины);
- бункеры, с которых под давлением сжатого воздуха подается вещество на поверхность будущего шва;
- подающая напряжение шланга;
- электрод с наконечником;
- перемещающий механизм.
В процессе допустимо использование понижающих трансформаторов и даже полуавтоматов, но в таком случае придется согласовывать режимы цикла производства, характеристики и состав материала для сварки и присадок. О классификации оборудования по ГОСТам для автоматической сварки под флюсом расскажет таблица ниже.
| Тракторы | Оборудование со сравнительно небольшим весом и габаритами. В процессе настройки агрегат двигается в ручном режиме, но при прохождении непосредственно шва – автоматом. Имеются вариации сборок, и с приводом механического типа – при работе оператор выполняет роль регулятора скорости перемещения. Флюс же с электродом подаются также через автомат. Зависимо от типа конструкции оборудования, оно может двигаться либо сугубо вдоль детали, либо по сконструированным рельсам. |
| Установки мобильного типа | Оборудование одинаково хорошо себя рекомендует как в полевых условиях работы, так и в цехах на производстве. В 80% случаев – это конструкции из модулей + консоль, в рамках которой фиксируется головка для сварки, опор, привод + источник подачи электрического тока. |
| Установки стационарного типа | Сугубо промышленное направление оборудования для проведения сварочных работ под флюсом. Подобные аппараты делают как предзаказ, с учетом производственных особенностей и требований. Имеется небольшая ниша по изготовлению универсальных аппаратов, что могут использоваться как узловые элементы при сборке полноценных линий производства металлических деталей. Например, трубопроводы или автомобильные запчасти. |
При работе с крупногабаритным оборудованием, следует всегда придерживаться базовых правил по технике безопасности. Использование флюса накладывает дополнительные мероприятия по данному направлению.
Обратите внимание: состав аэрозоля флюса – 80% оксида железа + 11% марганца + 9% двуокиси кремния. В парах много окиси углерода (до 400 мг/м^3) и фтористых соединений, что сигнализирует об их токсичности для человека. Наибольшая концентрация наблюдается в основной зоне сварки – 20 сантиметров от дуги.
Для улучшения условий труда оператора, следует отказаться от флюсов с большим долевым содержанием фтористых соединений – это уменьшит вредность на 1/3, минимум.
Уровень запыленности даже на безопасном расстоянии от места сварки все равно превышает норму на 30%-80%, а при использовании б/у оборудования значение переваливает отметку в 150%.
Хотите сохранить здоровье – используйте во время работы респираторы.
Разбор технологических особенностей в автоматической дуговой сварке под флюсом:
4) ГОСТы по автоматической сварке под флюсом + области применения
Один из важных параметров при работе с флюсом – подбор соответствующего диаметра проволоки на электрод. Человек должен ориентироваться на толщину будущего шва + скорость подачи проволоки. Вторичным параметром является размер сварочного тока.
Важно: в 90% случаев используют проволоку с радиусом сечения от 0.05 до 0.3 сантиметра. Работа с подобным электродом требует определенных условия – сила тока до 2000А и напряжение по дуге до 55 В.
Теперь давайте разберем регулирование деятельности в отношении автоматического оборудования для сварочных процессов под флюсом, и непосредственно рабочих моментов.
Технология автоматической сварки под флюсом
Главная>>Способы сварки>>Автоматическая сварка>>Технология автоматической сварки под флюсом
Технология автоматической сварки под флюсом предусматривает более тщательную подготовку металла под сварку и сборку свариваемых деталей, чем при ручной дуговой сварке.
Тщательность подготовки под сварку обуславливается условиями автоматической сварки. Как известно, сварочный автомат настроен под определённый режим сварки и чётко следует ему, не учитывая погрешности сборки и не выправляя отклонения, допущенные при подготовке сварных кромок.
Разделка сварных кромок под сварку автоматом производится на металлорежущих станках, или на машинах кислородной или плазменно-дуговой резки.
Кромки изделий под сварку необходимо хорошо очистить от различных загрязнений, которые могут стать причиной образования дефектов в сварных швах, таких как поры, раковины и др. Очищать сварные кромки рекомендуется пескоструйной обработкой, или протравливанием и пассивированием. Очищаемый участок должен быть шириной не менее 50мм от каждой стороны разделки.
До начала автоматической сварки, свариваемые изделия необходимо надёжно зафиксировать в нужном положении. Для этого используют сборочные стенды, или различные приспособления.
Допускает прихватывать изделия между собой ручной дуговой сваркой покрытыми электродами. Прихватки выполняют длиной до 70мм, на расстоянии до 400мм друг от друга. При этом, крайние прихватки не должны быть ближе 200мм от края шва.
Выполненные прихватки необходимо тщательно очистить от шлака и сварных брызг.
Если выполняется сварка продольных швов, то необходимо применять вводные и выводные планки, которые приваривают к сварным кромкам. Эти планки необходимы для введения электрода в шов в начале сварки и для выведения электрода за пределы шва после окончания сварки. На вводных и выводных планках необходимо выполнять разделку кромок, совпадающую с разделкой на свариваемых деталях.
Технология автоматической сварки допускает сварку стыковых швов без разделки кромок, с односторонней разделкой или с двухсторонней разделкой. Это зависит от конструктивных особенностей свариваемого изделия и от толщины свариваемого металла.
Технология односторонней автоматической стыковой сварки под флюсом
Односторонняя сварка применяется при сварке малоответственных металлоконструкций, или в тех случаях, когда нет возможности выполнить двухстороннюю сварку из-за особенностей конструкции.
Особенностями односторонней стыковой сварки являются большое количество жидкого металла, большая глубина проплавления и перегрев сварочной ванны. Всё это может стать причиной вытекания жидкого металла через зазоры и нарушить формирование сварного шва.
Для того, чтобы этого не допустить, необходимо выполнить подварку стыка с обратной стороны, закрыв, таким образом, зазор, или закрыть оборотную сторону шва металлической (медной или стальной) подкладкой или же закрыть этот зазор с оборотной стороны слоем флюса.
Существует четыре самых распространённых способа односторонней автоматической сварки стыковых швов, которые позволяют выполнить сварной шов требуемой конфигурации и получить высокое качество сварки. Рассмотрим эти способы подробнее.
Технология автоматической сварки на флюсовой подушке
Варианты такого способа сварки показаны на рисунке спрва. Суть такого вида сварки заключается в том, что под свариваемые детали поз.1 помещают слой флюса поз2, толщина которого составляет 30-50мм. Флюсовая подушка плотно прилегает к свариваемым кромкам и прижимается к ним в результате воздействия собственного веса свариваемых деталей, или посредством резинного шланга, в котором находится воздух. Давление воздуха в шланге зависит от толщины свариваемого металла и составляет 0,05-0,06МПа при сварке тонкого металла и 0,2-0,25МПа при сварке толстого металла.
Слой флюса исключает вытекание жидкого металла через зазор и обеспечивает хорошее формирование сварного шва и высокое качество сварки. Приблизительные режимы автоматической односторонней стыковой сварки, выполняемой на слое флюса, представлены в таблице ниже:
| Толщина кромок, мм | Ширина зазора, мм | Сила тока, А | Скорость подачи проволоки, м/ч | Напряжение дуги, В | Скорость сварки, м/ч |
| 10 | 3-4 | 700-750 | 62 | 34-36 | 30 |
| 12 | 4-5 | 750-800 | 67 | 36-40 | 27 |
| 14 | 4-5 | 850-900 | 78 | 36-40 | 25 |
| 16 | 5-6 | 900-950 | 84 | 38-42 | 20 |
| 18-20 | 5-6 | 950-1000 | 92 | 40-44 | 15-17 |
Технология автоматической сварки на медной подкладке
Применение технологии автоматической сварки под флюсом на медных подкладках позволяет улучшить теплоотвод от сварных кромок и избежать пережога металла. Кроме того, медная подкладка перекрывает зазор между сварными кромками и не даёт жидкому металлу вытекать сквозь него.
Подкладка плотно прилегает снизу к свариваемым кромкам и прижимается к ним при помощи специальных приспособлений. После окончания процесса сварки металла, медная подкладка легко отделяется от стальных кромок.
В случае, когда зазор между свариваемыми деталями превышает 2мм, в медной подкладке делают канавку, которую заполняют сварочным флюсом. При такой технология, на обратной стороне сварных кромок происходит формирование сварного валика.
Обычно, ширина медной подкладки составляет 40-60мм, а её толщина определяется толщиной сварных кромок и может быть в пределах 5-30мм.
Существует, также, такой способ сварки разработаны институтом сварки имени Е.О.Патона, при котором по обратной стороне сварных кромок, параллельно движению электрода, передвигается медный башмак, который охлаждается водой.
Такая схема представлена на рисунке справа. При такой технологии автоматической сварки, свариваемые детали собирают с зазором 2-3мм и скрепляют их на расстоянии 1,2-1,5м короткими планками, которые прихватывают короткими швами.
У сварочного трактора поз.2 есть нож поз.5, который устанавливается в зазор стыка и прижимающий тягу поз.4 с роликами поз.6 и медных башмаков поз.3 с помощью пружины поз.1, к нижней стороне свариваемых изделий. Башмак перемещается вместе со сварочным трактором и препятствует вытеканию расплавленного металла сквозь зазоры.
Технология автоматической сварки на стальных подкладках
Технология автоматической сварки под флюсом с применением стальных подкладок используется в тех случаях, когда есть конструктивная возможность приваривания подкладок с обратной стороны. Стальная подкладка плотно прижимается к свариваемым деталям снизу и приваривается короткими прихватками при помощи ручной дуговой сварки.
Затем автоматической сваркой проваривают стыковой шов и, вместе с ним, металл стальной подкладки. Ширина такой подкладки составляет 20-60мм, толщина находится в пределах 4-6мм, а длина равна длине сварного шва.
Автоматическая сварка под флюсом при выполнении подварочного валика
Технология автоматической сварки стыковых соединений с выполнением подварочного сварного шва используется в тех случаях, когда необходимо облегчить сборку свариваемых деталей под сварку.
Но такой способ не нашёл широкого применения в промышленности из-за того, что большой трудоёмкости этого способа сварки.
Кроме того, увеличивается расход материалов, что также не выгодно с экономической точки зрения.
Примерные режимы односторонней стыковой автоматической сварки под флюсом представлены в таблице (для малой толщины свариваемого металла):
| Толщина кромок, мм | Способ сварки | Зазор, мм | Сила тока, А | Напряжение дуги, В | Диаметр проволоки, мм | Скорость сварки, м/ч |
| 1,5 | На медной подкладке | 0,3 | 150-170 | 26 | 1,6 | 50-60 |
| 1,5 | На весу | 0,2 | 100-115 | 26 | 1,2 | 50 |
| 2,0 | На слое флюса | 0,8 | 120-130 | 24-28 | 1,6 | 40-50 |
| 2,0 | На стальной подкладке | 0,7 | 270-300 | 23-27 | 3,0 | 75-80 |
| 2,0 | На весу | 0,3 | 120-130 | 26-28 | 1,6 | 50-60 |
| 3,0 | На слое флюса | 1,5 | 270-300 | 28-30 | 2,0 | 35-60 |
| 3,0 | На стальной подкладке | 0,7 | 270-300 | 23-27 | 3,0 | 50-60 |
| 3,0 | На весу | 0,8 | 160-200 | 28-30 | 1,0 | 70-80 |
| 4,0 | На слое флюса | 1,5 | 375-400 | 28-30 | 2,0 | 40-50 |
| 5,0 | На слое флюса | 2,5 | 550-625 | 28-30 | 4,0 | 35-45 |
Технология двухсторонней автоматической стыковой сварки под слоем флюса
Технология двухсторонней сварки стыковых швов позволяет получить более качественные сварные соединения, даже при плохой сборке свариваемых кромок и даже при их смещении. Такой способ сварки является основным при сварке ответственных металлоконструкций.
Сначала стыковое соединение сваривают автоматом с одной стороны, при этом, глубина проплавления в процессе сварки составляет 60-70% от всей толщины свариваемого металла. Зазор между сварными кромками не должен превышать 1мм. Процесс сварки металлов выполняют на весу. Металлические подкладки и какие-либо уплотнения с оборотной стороны не используют.
В случае, если величина зазора между кромками превышает 1мм и уменьшить её нет возможности, применяются технологические приёмы, препятствующие протеканию расплавленного металла в зазоры. Приёмы эти аналогичны тем, которые применяются при односторонней сварке. Это сварка на металлических подкладках (из меди или стали), на слое флюса или просто выполняют прихватку ручной дуговой сваркой.
Приблизительные режимы двухсторонней стыковой автоматической сварки под флюсом, выполняемой сварочной проволокой диаметром 5-6мм без разделки кромок, можно выбрать по таблице:
| Толщина кромок, мм | Вид шва | Зазор, мм | Сила тока, А | Напряжение дуги, В | Скорость подави проволоки, м/ч | Скорость сварки, м/ч |
| 6 | Основной Подварочный | 0-1,5 | 600 500 | 34-36 | 47 50 | 55,0 43,5 |
| 8 | Основной Подварочный | 0-1,5 | 650 550 | 34-36 | 46 50 | 61,2 40,3 |
| 10 | Основной Подварочный | 0-2,0 | 720 650 | 36-38 | 43 43 | 69,7 60,8 |
| 14 | Основной Подварочный | 0-2,5 | 850 750 | 38-40 36-38 | 34 34 | 87,7 73,5 |
| 20 | Основной Подварочный | 3,0 | 950 900 | 38-40 | 24 24 | 111,0 102,0 |
| 24 | Основной Подварочный | 4,0 | 1050 1050 | 38-40 | 18 19 | 72,8 72,9 |
| 30 | Основной Подварочный | 4,5 | 1150 1150 | 40-42 | 15 16 | 82,4 82,4 |
| 40 | Основной Подварочный | 6,5 | 1200 1200 | 40-42 | 8,5 9,5 | 87,0 87,0 |
| 50 | Основной Подварочный | 9,0 | 1300 1300 | 42-44 | 6,0 7,0 | 98,8 98,8 |
Автоматическая сварка тавровых и нахлёсточных соединений под флюсом
Автоматическая сварка тавровых и нахлёсточных соединений, в зависимости от конструктивных особенностей свариваемых изделий, осуществляется вертикальным электродом, при положении сварного соединения «в лодочку» (схема а) на рисунке ниже), или наклонным электродом в том случае, когда один из листов или оба листа имеют горизонтальное положение (схема б) на рисунке ниже:
При этом сварка может выполняться с односторонней разделкой кромок, с двухсторонней, или, вообще без разделки и зависит это от толщины свариваемого металла (см. рисунок ниже), а также от требований, предъявляемых к металлоконструкции и условий её эксплуатации.
Если зазор между свариваемыми деталями не превышает 1мм, сварка в «лодочку» осуществляется на весу и дополнительные приспособления (металлические подкладки и флюсовую подушку) не используют.
При большом зазоре, превышающем 1мм, применяют сварку на медных или стальных подкладках, или на флюсовой подушке.
Возможна заделка зазора асбестовыми уплотнениями, или выполнение подварочного шва с обратной стороны.
Сварка «в лодочку» позволяет равномерно проварить кромки свариваемого изделия и получить качественный сварной шов большого сечения за один проход. Но для того, чтобы осуществить такую сварку, необходимы специальные кантователи, на которые устанавливают сварное соединение.
При автоматической сварке под флюсом тавровых или нахлёсточных соединений наклонным электродом, он находится под углом 20-30° к горизонту.
Такой способ сварки не позволяет получить сварные швы с катетом более 16мм, что является его недостатком. Поэтому часто приходится применять многослойную сварку.
Приблизительные режимы автоматической сварки тавровых и нахлёсточных соединений «в лодочку», выполняемой сварочной проволокой диаметром 5мм, можно выбрать по таблице:
| Катет шва, мм | Сила тока, А | Напряжение дуги, В | Скорость сварки, м/ч | Скорость подачи проволоки, м/ч |
| 5 | 600-650 | 34-36 | 58,0 | 60,7 |
| 6 | 650-700 | 34-36 | 47,0 | 67,3 |
| 7 | 700-730 | 34-36 | 38,5 | 71,1 |
| 8 | 700-750 | 34-36 | 32,0 | 73,5 |
| 9 | 750-780 | 34-36 | 27,5 | 78,0 |
| 10 | 750-800 | 34-36 | 24,0 | 81,3 |
| 12 | 850-900 | 34-36 | 19,0 | 95,3 |
| 14 | 900-950 | 36-38 | 16,0 | 103,0 |
| 16 | 950-1000 | 38-40 | 13,0 | 111,0 |
Дополнительную информацию о выборе режимов сварки, в зависимости от свариваемого материала и его толщины, можно узнать на странице: «Режимы для автоматической сварки под флюсом».
Дополнительные материалы по теме:
Автоматическая сварка под слоем флюса — часть 2
Швы сварных соединений, выполненные автоматической сваркой под слоем флюса, по характеру выполнения могут быть односторонние и двухсторонние, однопроходные и многослойные. Двухсторонний стыковой шов, сваренный за один проход с каждой стороны показан на рисунке а), односторонний стыковой шов, сваренный за три прохода — на рисунке б).
Сварка на флюсовой подушке состоит в том, что к нижней стороне свариваемых листов прижимается слой флюса либо сжатый воздухом подаваемый в резиновый шланг, либо под действием собственного веса изделия (при сварке массивных изделий), как показано на рисунке. При сварке тонколистовых конструкций применяют флюсовые подушки с электромагнитными прижимами. При всех способах флюсовая подушка способствует формированию обратного валика шва и предохраняет шов от вредного влияния кислорода и азота воздуха.
Сварку на гладкой подкладке применяют только при точной сборке, без смещения стыкуемых кромок. В противном случае возможно протекание жидкого металла в зазор между деталью и подкладкой.
Сварка на флюсо-медной подкладке характеризуется тем, что между подкладкой и деталью засыпают тонкий слой флюса, который выполняет роль флюсовой подушки.
Сварка на остающейся стальной подкладке применяется (так же, как и сварка на гладкой медной подкладке) при точной сборке, без смещения стыкуемых кромок.
а) гладкая медная, б) флюсо-медная, в) остающаяся стальная, г) роль подкладки выполняет полка в более толстом листе. При этом зазор между подкладкой и деталью не должен превышать 0,5 — 1 мм. При большом зазоре возможно плохое формирование шва вследствие затекания в него металла и шлака.
При сварке стальная подкладка частично проплавляется, приваривается к стыкуемым листам и остается в соединении после сварки.
Сварку на остающихся подкладках можно применить в тех случаях, когда эти подкладки не оказывают влияния на работу сварной конструкции, однако использование этого способа увеличивает расход металла на изготовление сварной конструкции и не может быть рекомендован для широкого применения.
При сварке в замок — в более толстом листе делается полка, которая выполняет роль стальной остающейся подкладки. Из-за сложности подготовки кромок сварка в замок применяется редко (только при сварке кольцевых швов толстостенных цилиндрических изделий — сосудов, труб, днищ и т.д.).
Сварку по ручной подварке корня шва применяют только при невозможности получить точную сборку. Подварка выполняется обычно на 1/3 толщины свариваемого металла обязательно электродами высокого качества. Большой объем ручной сварки делает этот способ малоэкономичным.
Основная трудность при сварке двусторонних стыковых швов заключается в сварке первого слоя. При хорошей сборке первый слой можно сваривать на весу (без подкладок). В этом случае обеспечивается провар примерно на глубину 60-70%. Остальная часть сечения шва сваривается с другой стороны после провара изделия. Чтобы жидкий металл не протекал в зазор при плохой сборке, для сварки первого шва часто применяют флюсовые подушки или медные подкладки.
Двухсторонняя сварка менее производительна, но она не так подвержена действию случайных изменений режима сварки и не требует сложных приспособлений, обеспечивающих формирование обратной стороны шва.
Сварка под флюсом – нюансы технологии, достоинства и недостатки
В строительной и промышленной сфере для соединения металлов сегодня активно применяют сварку под флюсом. Высокая популярность данной технологии объясняется теми преимуществами, которыми она обладает.
Процесс сварки под слоем флюса
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:
- механизированные: выполняемые на весу (МФ), с предварительно выполненным подварочным швом (МФш), с использованием остающейся подкладки (МФо);
- 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.
Технология сварки под слоем флюса
Автоматические и механизированные виды сварки под слоем флюса отличаются от традиционной технологии тем, что дуга при ее выполнении горит не в открытом воздухе, а под слоем сыпучего вещества с рядом специальных свойств, которое называется флюсом.
В момент зажигания сварочной дуги одновременно начинают плавиться металл детали и электрода, а также используемый флюс.
В результате испарений металла и флюса, образующихся в зоне сварки, формируется газовая полость, которая и наполнена образовавшимися парами, смешанными со сварочными газами.
Пример внешнего вида шва после сварки под слоем флюса
Полость, образующаяся при такой сварке, в своей верхней части ограничена слоем расплавленного флюса, который выполняет не только защитную функцию. Расплавленный металл электрода и свариваемой детали, взаимодействуя с флюсом, проходит металлургическую обработку, что способствует получению шва высокого качества.
При удалении дуги от определенной зоны сварки расплавленный флюс застывает, образуя твердую корку на готовом шве, которая легко удаляется после остывания изделия. Если выполняется автоматическая сварка под флюсом, то неизрасходованный флюс собирается с поверхности детали при помощи специального всасывающего устройства, которым оснащено автоматизированное оборудование.
На видео мастер объясняет некоторые нюансы работы при сварке с применением флюса:
Сварка под слоем флюса, выполняемая как механизированным, так и автоматизированным способом, обладает целым рядом весомых преимуществ.
- Процесс можно осуществлять с использованием токов значительной величины. Как правило, сила тока при выполнении такой сварки ориентировочно находится в пределах 1000–2000 Ампер, хотя вполне можно довести это значение и до 4000 А. Для сравнения: обычную дуговую сварку выполняют при силе тока не больше 600 А, дальнейшее увеличение силы тока приводит к сильному разбрызгиванию металла и невозможности сформировать сварочный шов. Между тем увеличение силы тока позволяет не только значительно ускорить процесс сварки, но и получить сварное соединение высокого качества и надежности.
- При сварке, выполняемой под слоем флюса, формируется закрытая дуга, которая расплавляет металл детали на большую глубину. Благодаря этому кромки свариваемой детали можно даже не подготавливать для их лучшей свариваемости.
- Поскольку режимы сварки под слоем флюса предполагают использование тока большой силы, скорость процесса значительно увеличивается. Если сравнивать скорость сварки, выполняемой под слоем флюса, которая измеряется в длине шва, получаемого за определенный промежуток времени, то она может в 10 раз превышать аналогичный параметр обычной дуговой сварки.
- Так называемый газовый пузырь, формируемый при выполнении сварки под защитным слоем флюса, препятствует разбрызгиванию металла, что предоставляет возможность получать сварочные швы высокого качества. Кроме того, это значительно снижает потери электродного металла, которые составляют максимум 2% от массы расплавленного материала. Экономится в таком случае не только электродный материал, но и электрическая энергия.
Общая схема дуговой сварки под флюсом
Выбор режима сварки, выполняемой под слоем флюса, осуществляется по следующим основным параметрам:
- диаметр используемой электродной проволоки;
- род тока и его полярность;
- скорость, с которой выполняется сварка;
- напряжение для формирования сварочной дуги.
Дополнительными параметрами, влияющими на определение режима сварки под флюсом, являются:
- размер частиц, состав и плотность используемого флюса;
- значение вылета электродной проволоки;
- параметр, определяющий, как электрод и свариваемая деталь располагаются относительно друг друга.
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.
Используемые материалы
И внешний вид, и механические параметры полученного сварного шва в значительной степени зависят от того, правильно ли была выбрана электродная проволока для его выполнения.
Требования к такой проволоке оговорены в соответствующем государственном стандарте (ГОСТ 2246-70).
Сварочную проволоку изготавливают из низкоуглеродистой, легированной и высоколегированной стали, при этом ее диаметр может попадать в диапазон от 0,3 до 12 мм.
После изготовления проволока для сварки сворачивается в восьмидесятиметровые бухты. В отдельных случаях (по согласованию с потребителем) проволока может поставляться в виде кассет или катушек. Если электродная проволока используется не сразу, а после хранения, то перед применением ее требуется очистить от ржавчины и каких-либо загрязнений, для чего можно применять бензин или керосин.
Катушка порошковой проволоки для сварки под флюсом
Существует еще два ГОСТа, которые оговаривают требования, предъявляемые к электродной проволоке. Так, по ГОСТ 7871-75 выпускают проволоку, с помощью которой сваривают детали из алюминиевых сплавов, а по ГОСТ 16130-72 – омедненную проволоку, поверхность которой не требуется очищать перед сваркой.
Чтобы дуговая сварка под флюсом протекала устойчиво и позволяла получать шов высокого качества, следует правильно выбирать защитный состав. От состава флюса для сварки зависят характеристики атмосферы газового пузыря и его расплавленного слоя.
Такой слой, в свою очередь, взаимодействуя с расплавленным металлом в зоне сварки, напрямую влияет на характеристики будущего шва. Компоненты флюса, естественно, подбирают и с учетом того, детали из какого материала необходимо будет сваривать.
Так, флюсы для сварки обычных, нержавеющих сталей, алюминия и других металлов могут серьезно различаться по своему составу.
Данный сварочный аппарат помогает понять, как подается проволока и флюс в зону сварки
Флюсы, с помощью которых выполняется как механизированная, так и автоматическая сварка, одновременно решают сразу несколько важных задач:
- легирование металла сварочного шва;
- защита зоны сварки от негативного воздействия внешней среды;
- формирование поверхностного слоя шва;
- повышение устойчивости сварки путем стабилизации разряда электрической дуги.
Хотя одним из достоинств сварки под флюсом является ее способность сваривать детали на большую глубину, однако при уменьшении мощности дуги и использовании тонкой проволоки вполне успешно можно работать и с тонкостенными элементами.
Загрузка...
