Автоматическая сварка под флюсом, ее особенности

Особенности сварки под флюсом

Автоматическая сварка под флюсом, ее особенности

Сварочная проволока с флюсом, по ГОСТу 8713 1979 года, предназначена для неразъемного соединения деталей из стали и сплавов с включением железоникелевой основы. При помощи этого вида сварочных работ можно выполнять любые по сложности стыки.

Подготовка специалиста для полуавтоматической сварки под флюсом не требует больших затрат времени и средств. Сам флюс – это порошок из гранул, который при горении создает защитный слой из газа и шлака.

Действие защитного покрытия

Электродуговая сварка под слоем защитного порошка – это несложное в исполнении, но качественное и надежное соединение различных металлоконструкций и деталей.

Особенность сварки под флюсом заключена в соединении расплавленного металла двух деталей под слоем специального гранулированного порошка. При большой температуре электрической дуги металл и флюс расплавляются.

Пленка, образовавшаяся при расплаве гранул, защищает сварочную ванночку от воздействия кислорода и окружающей среды, не дает разбрызгиваться металлу.

Чтобы снять шлак, достаточно несильно ударить молотком по нему, и он осыплется. Перед этим необходимо убрать с деталей остатки флюса, его можно использовать на следующем стыке.

Способы работы

Для выполнения соединения с помощью сварки под флюсом наиболее распространены два метода.

Соединение с помощью сварки полуавтоматом. Чтобы обеспечить оптимальную скорость подачи проволоки с флюсом, сварщик подбирает соответствующий режим работы на аппарате, учитывая толщину металла и вид соединения.

Дуга направляется вручную. При этом скорость подачи проволоки, сила тока и угол наклона держателя – это основные факторы, влияющие на качество выполненной работы.

Схема автоматической (роботизированной) сварки предназначена для соединений стыковых и угловых деталей. В этом случае, автомат задает направление движения дуги, скорость подачи проволоки и хода каретки. Такой аппарат при высокой скорости сварки дает качественный шов.

Одна из разновидностей автоматического способа позволяет вести сварку сразу двумя электродами – это тандемный метод. При этом электроды идут параллельно друг другу и находятся в одной плоскости, что позволяет увеличить сварочную ванночку при мгновенном возбуждении электрической дуги. Флюс выполняет защиту шва от кислорода и обеспечивает равномерное остывание.

Виды флюсов

Каждое вещество, водящее в состав флюса, предназначено для сварки определенных металлов и сплавов. Выбирая марку флюса, учитывают, высоколегированная сталь будет свариваться или высокоуглеродистая, или же предстоит сварить цветные металлы, сплавы и так далее.

По методу производства флюсы разделяют на два вида:

  • неплавленые (испеченные и керамические) – гранулы с легирующими добавками, обеспечивающими высокое качество сварного соединения;
  • плавленые – с включениями стекла или пемзы.

Испеченные и керамические флюсы изготавливают, измельчая основной материал и соединяя раствор с жидким стеклом. Применяются для добавления легирующих присадок в тело шва. Плавленые флюсы изготавливаются при спекании основных материалов.

Флюсы для защиты шва выпускаются отдельно для электро и газосварки. Они отличаются по химическому составу. Гранулы, в которых содержится определенное количество фторидов, хлоридов, предназначены для электродуговой сварки с переплавом шлаков с активными металлами. Это солевые гранулы.

Комбинация солевого и оксидного растворов позволяют использовать смешанные флюсы для провара легированной стали. Оксидный флюс предназначен для соединения конструкционных сталей с большим содержанием фтора.

Классификация сварочной проволоки

Сварка полуавтоматом выполняется флюсовой проволокой без газа для повышения качества соединения деталей. От типа стержней и химического состава зависят механические показатели сварочного соединения.

Важно. Стальная проволока для сварки под флюсом должна соответствовать ГОСТу 2246 1970 года и применяться в зависимости от материала деталей.

Проволоку делают из трех видов сталей:

  • легированных;
  • высоколегированных;
  • конструкционных, низкоуглеродистых.

Сечение сердечников, в зависимости от толщины металла, изготавливается диаметром не более 12 мм. Поставляется в бухтах не более 80-ти м длины. По желанию заказчиков возможна намотка на кассеты или катушки.

Хранить стальную проволоку нужно в сухих помещениях. При образовании ржавчины бухты обрабатывают с помощью бензина или керосина.

Для сварки алюминиевых деталей проволоку изготавливают по ГОСТам 7871 и 16130. Для этого производятся и наиболее часто применяются омедненные проволоки, не требующие обрабатывания при сварке.

Особенности и преимущества

Преимущества полуавтоматической и автоматической сварки под защитным слоем флюса позволяют занимать этому типу неразъемного соединения одно из лидирующих мест.

Высокий уровень производительности

По этой характеристике преимущество перед ручной сваркой минимум в 6 раз, некоторые специалисты считают, что намного больше. Но это не предел, повышая коэффициент работы сварочного автомата, увеличивается величина производительности труда. Еще одна причина, позволяющая достигнуть таких результатов – это применение высоких значений силы тока при сварке.

Плотный слой материала флюса не позволяет металлу растекаться, при этом происходит хорошее формирование шва. При повышенных значениях тока, этим оборудованием можно надежно обеспечить провар даже толстого металла без большой разделки кромок. Поэтому производительность еще больше вырастает. Снижается время на зачистку брызг и сильного растекания металла.

Повышается качество шва

Качество соединения растет благодаря тому, что расплавленный металл не подвергается воздействию кислорода и других веществ атмосферы.

Существует возможность широкого выбора материала сварочной проволоки. Применяя ту марку, которая лучше всего подходит для сварки, можно получить однородный по составу шов.

Появляется возможность придания шву отличной формы, с требуемым катетом шва. Благодаря защитной пленке, которая образуется при сгорании флюса, в швах нет подрезов, непроваров, пор и трещин. Наконец, нет необходимости в замене электродов, поэтому шов получается ровным, без разрывов.

Экономный расход материалов и улучшения условий работы сварщика

При сварке под флюсом понижается расход проволоки до 35%, при сравнении со сваркой электродами. Не расходуется материал на отходы, в виде огарков и разбрызгивания металла.

При этом способе угарный газ выделяется в меньших количествах, глаза и лицо специалиста не подвергается сильному ультрафиолетовому излучению, как при электросварке.

Оборудование

Производится оборудование 2 видов для сварки деталей под флюсом. В первом виде используют сварочную проволоку толщиной не более 3 мм.

Принцип устройства такого сварочного аппарата предполагает самостоятельную регулировку дуги (напряжения на ней), в то время как проволока подается с постоянной скоростью.

Второй вид – это оборудование, в котором автоматически регулируется сила тока, в зависимости от скорости подачи сварочных проволок. Диаметр электродной проволоки для такого оборудования начинается от 3 мм.

Производятся сварочные полуавтоматы и устройства для автоматической сварки. Выпускают универсальные аппараты, на которых можно проводить сварку порошковой проволокой, под флюсом, MIG, а также электродуговую строжку. Ток достигает значений 300…1500 A.

Современные автоматические модели оснащают механизмом, который позволяет собрать нерасплавившийся флюс и отправить его назад в емкость для загрузки. Существует функция контроля пропорциональности шва.

В промышленности распространены самоходные аппараты (трактора, подвесные головки), позволяющие автоматически варить объемные и протяженные конструкции. Если сварочный аппарат оснащен лазером, то это дает возможность отслеживать положение электрода. Причем экран можно устанавливать на расстоянии порядка 20 метров.

Область применения

Необходимо разобрать, где применяется сварку под флюсом, которая по праву считается одним из основных методов получения неразъемного соединения. Сварка выполняется в нижнем положении, для соединения деталей встык, внахлест, для угловых способов соединения.

Ранее способ использовали только при сварке металлоконструкций из конструкционных сталей. При разработке новых технологий появилась возможность проводить сварку всех видов стали и никелевых сплавов. Для этого используется проволока, подходящая по своему составу.

Титан и его сплавы, медь и сплавы на ее основе, алюминиевые сплавы и чистый металл – эти материалы успешно и надежно соединяют с помощью сварки под флюсом.

С применением метода под флюсом варят сложные строительные конструкции, мосты, трубы, резервуары, морские и речные суда. Экономически выгодно использовать данный метод для листов толщиной от 6 мм.

Важно правильно подобрать режим работы, материал проволоки и вид флюса. Шов сможет выдержать большие перепады температуры, воздействия агрессивных сред. Стык, выполненный профессионалом, выдержит очень высокое давление и будет надежен в условиях полного вакуума.

Источник: https://svaring.com/welding/vidy/osobennosti-svarki-pod-flyusom

Сварка под флюсом – все достоинства и тонкости процесса

Принципы выполнения такого вида сварочных работ были разработаны в конце 19 столетия Н.Славяновым. А вот практические основы электродуговой сварки заложил Д.Дульчевский в 1927 году.

Тогда же им был создан и первый в мире сварочный агрегат, функционировавший в автоматическом режиме.

Это изобретение весьма активно начало внедряться на строительных и промышленных объектах Советского Союза.

Сам же процесс сварки (как, впрочем, и оборудование для него) постоянно совершенствовался силами ученых НИИ электросварочных агрегатов СССР, ЦНИИ Тяжелого машиностроения, Институтом Е.О.Патона. Согласно ГОСТ 8713-79 сварочные работы с применением флюса изделий и конструкций из сплавов и сталей на никелевой и железоникелевой основе могут быть по способам выполнения следующими:

  • механизированными: МФ – на весу, МФш – с наложением предварительно подварочного шва, МФо – на остающейся прокладке;
  • автоматическими: АФо – на подкладке, АФф – на флюсовой подушке, АФк – с подваркой (предварительной) корня шва, АФп – на медном ползуне, АФ – на весу, АФш – с наложением (предварительным) шва подварочного, АФм – на флюсомедной прокладке.

К основным видам сварных соединений в этом случае относят:

  • одностороннее, двухстороннее, одностороннее замковое стыковое: со скосом кромок (в том числе и с криволинейным), со скосами (симметричными) одной кромки, с ломаным скосом, без скоса с обязательной строжкой впоследствии, с отбортовкой кромок, с несимметричными скосами обеих кромок;
  • одно- и двухстороннее угловое: несимметричные скосы, со скосом и без такового, а также с отбортовкой;
  • одно- и двухстороннее нахлесточное без скоса;
  • двух- и одностороннее тавровое.

А вот в ГОСТ 11533-75 описывает все типы дуговой полуавтоматической и автоматической сварки изделий из низколегированных и углеродистых сталей, которые расположены под тупыми и острыми углами. К таким типам относят сварку:

  • дуговую полуавтоматическую на стальной подкладке – Пс, полуавтоматическую – П и полуавтоматическую с подварочным швом – Ппш;
  • автоматическую с подварочным швом, накладываемым предварительно – Апш;
  • автоматическую на подкладке из стали – Ас.
Читайте также:  Автоген своими руками: особенности устройства

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.

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.

От грамотного подбора электродной проволоки зависит качество сварки. Ее химсостав устанавливает механические параметры шва.

Рекомендуется применять стальную проволоку, которая соответствует Государственному стандарту 2246-70. Изготавливают ее из легированной, низкоуглеродистой и высоколегированной стали.

Диаметры готовой проволоки при этом стандартизированы, они варьируются в пределах от 0,3 до 12 мм.

Поставляется такая продукция обычно в 80-метровых (не более) бухтах, реже в кассетах либо катушках (требуется согласие потребителя). Перед использованием проволоки, хранившейся некоторое время на складах, профессионалы советуют производить ее очистку и специальную несложную обработку бензином или керосином, что позволяет удалить ржавчину и загрязнения с изделия.

Для сварки изделий из алюминиевых листов выпускают проволоку по стандарту 7871-75. Также часто применяют омедненную проволоку (ГОСТ 16130-72), которая не требует предварительной обработки перед сваркой.

На условия протекания сварочного процесса и качество шва, конечно же, оказывает влияние и то, какой флюс был выбран. Его состав определяет характеристики газовой атмосферы и жидкого шлака.

От взаимодействия последнего с металлом в свою очередь зависит и структура металла шва. А она обуславливает стойкость против формирования трещин.

Выбирая флюсы, стоит помнить, что они необходимы для:

  • легирования металла шва;
  • изоляции (физического плана) сварочной ванны от окружающей среды;
  • создания поверхности шва;
  • стабилизации разряда дуги.

Источник: http://tutmet.ru/avtomaticheskaja-dugovaja-svarka-fljusom-rezhimy-gost.html

Сварка под флюсом: автоматическая и полуавтоматическая, преимущества и недостатки метода

Российский инженер Николай Гаврилович Славянов в 1888 году впервые в мире применил метод дуговой сварки с помощью металлического электрода под слоем флюса.

Металлический электрод плавился в процессе работы, поэтому Славянов назвал свой метод «электрическая отливка металлов».

В 1927 году советский учёный Дмитрий Антонович Дульчевский усовершенствовал метод, который в дальнейшем получил название автоматическая дуговая сварка под слоем флюса.

Суть процесса состоит в следующем. Между свариваемым изделием и концом сварочной проволоки горит электрическая дуга. Сварочная проволока плавится.

По мере расплавления к месту сварки подаются новые порции сварочной проволоки. Проволока поступает в зону сварки либо с помощью специального механизма, и в этом случае мы имеем дело с автоматической сваркой.

Либо вручную, и в этом случае сварка будет полуавтоматическая.

Сама электрическая дуга закрыта слоем флюса и горит внутри газового облака, которое образуется в результате плавления этого флюса. Как следствие нет поражающего фактора для глаз, как во время обычной сварки.

Свариваемый металл и флюс под воздействие дуги плавятся. При этом расплавленный флюс образует защитную жидкую плёнку, которая препятствует соприкосновению свариваемого металла с кислородом окружающего воздуха. Внутри расплавленного флюса плавится не только свариваемый металл, но и сварочная проволока.

Все эти расплавленные металлы смешиваются в так называемой сварочной ванне (небольшом пространстве образующемся на месте свариваемых деталей, непосредственно под электродом). По мере перемещения электрической дуги дальше, металл в сварочной ванне постепенно охлаждается и становится твёрдым. Так, образуется сварочный шов.

Расплавленный флюс называется шлаком. Этот шлак по мере застывания образует на поверхности сварочного шва шлаковую корку, которая легко удаляется с помощью металлической щётки.

Преимущества сварки с помощью закрытой дуги

Есть несколько плюсов:

  • Величина тока. При открытой дуге величина тока не может превышать 600 ампер. В случае превышения этого показателя металл начинает очень сильно разбрызгиваться и получение качественного сварного шва становится невозможным. В случае закрытой дуги величина тока может быть увеличена до 4000 ампер. Что, в свою очередь, приводит к резкому повышению качества сварного шва и значительному увеличению скорости всего процесса в целом.
  • Мощность дуги. Закрытая дуга имеет более высокую мощность. Как следствие, свариваемый металл расплавляется на большую глубину в процессе сварки. Это, в свою очередь, позволяет не делать разделку кромок под сварку (один из этапов предварительной подготовки). Открытая дуга относительно маломощна и без предварительной разделки кромок хороший сварочный шов получить невозможно.
  • Производительность. Под этим термином понимают метраж шва, за час работы дуги. Применение флюса повышает производительность сварочного процесса в 10 раз, по сравнению с традиционной сваркой.
  • Газовый пузырь. Формирование из расплавленного флюса защитного газового пузыря приводит к целому ряду положительных результатов. Значительно сокращаются потери расплавленного металла в результате разбрызгивания и угара. Что, в свою очередь, приводит к более экономному расходованию электродной проволоки. При этом сокращаются общие расходы электроэнергии.

Виды флюсов

Флюсы выполняют целый ряд очень важных функций в процессе сварки:

  • Изолирование сварочной ванны от кислорода атмосферы.
  • Стабилизация дугового разряда.
  • Химическое реагирование с расплавленными металлами.
  • Легирование (улучшение свойств) сварного шва.
  • Формирование сварочного шва.

Для сварки низколегированных, легированных и высоколегированных сталей, а также для цветных металлов и сплавов применяют разные виды флюсов. В зависимости от состава различают высококремнистые флюсы, марганцевые, низкокремнистые и безмарганцевые. Особую группу составляют так называемые бескислородные флюсы.

По степени легированности металла различают флюсы нейтральные — они практически не легируют металл шва. Слаболегирующие или плавленные. Легирующие или керамические. По способу изготовления флюсы, в свою очередь, делятся на плавленные, керамические и механические смеси.

В зависимости от химического строения различают:

  • Солевые. Содержат в своём составе преимущественно фториды и хлориды металлов. Применяются для сварки цветных металлов.
  • Оксидные. В составе превалируют оксиды металлов с небольшим содержанием фторидов. Используются для сварки низколегированных сталей.
  • Смешанные. Представляют собою смесь оксидных и солевых флюсов. Применяются для сварки высоколегированных сталей.

Электродная проволока

Очень влияет на качество сварного шва. Она устанавливает его механические параметры. Электродную проволоку изготавливают из трёх видов стали: из легированной, низкоуглеродистой, высоколегированной. Диаметры проволоки варьируются в зависимости от предназначения, от 0.2 до 15 мм. Обычно такая проволока поставляется в стандартизированных 80 метровых бухтах или в кассетах.

Следует отметить, что в процессе долгого хранения на складе проволока может покрываться слоем ржавчины. Поэтому перед использованием необходимо обработать места, покрытые ржавчиной, керосином или специальной жидкостью для удаления окислов металла.

Режимы автоматической сварки

При выборе режима учитывают сразу несколько факторов. К этим факторам относится толщина сварочных кромок, размеры будущего шва и его геометрическая форма, глубина плавления метала в зоне сварки.

В зависимости от свариваемой толщины выбирают соответствующий диаметр электродной проволоки. Диаметр электрода определяет величину силы тока. В результате определяется скорость подачи электрода в область сварки и соответственно скорость самой сварки.

Для сварки под флюсом применяется проволока непрерывного сечения. Диаметр от 1 до 7 мм. Сила тока может быть в пределах 150−2500 ампер. Напряжение дуги составляет 20−55 Вт.

  • Сила тока и напряжение электрической дуги. Увеличение силы тока автоматически приводит к возрастанию тепловой мощности и повышению давления сварочной дуги. Это приводит к увеличению глубины проплавления, но при этом практически не влияет на ширину сварочного шва.
  • Увеличение напряжения дуги, в свою очередь, приводит к повышению степени подвижности дуги и увеличению доли тепловой энергии, расходуемой на расплавление сварочного флюса. При этом увеличивается ширина сварного шва, а его глубина не меняется.
  • Диаметр электродной проволоки и скорость сварки. Если величину тока не менять, а диаметр проволоки при этом увеличивать, то это приведёт к увеличению подвижности сварочной дуги. Как следствие ширина сварочного шва увеличится, а глубина расплавления металла уменьшится. При увеличении скорости сварки уменьшается глубина расплавления металлов и ширина сварочного шва. Это происходит вследствие того, что при более высокой скорости металл проплавляется в меньших объёмах, чем при низкой скорости сварочного процесса
  • Сварочный ток и его полярность. Вид сварочного тока и его полярность очень сильно влияют на размеры и форму сварочного шва, в силу того, что количество тепла, возникающее на аноде и катоде сварочной дуги, сильно изменяется. При постоянном токе прямой полярности глубина расплавления уменьшается на 45−55%. Поэтому, если необходимо получить шов небольшой ширины, но с глубоким проплавлением металла, то для этого необходимо применять постоянный сварочный ток обратной полярности.
  • Вынос электродной проволоки. При увеличении выноса электрода повышается скорость её прогрева и скорость плавления. В результате за счёт электродного металла увеличивается объём сварочной ванны, что, в свою очередь, препятствует расплавлению свариваемого металла. Следствием этого процесса является уменьшение глубины проплавления металла.
  • Угол наклона электрода. Расположение электрода углом вперёд приводит к тому, что расплавленный металл начинает подтекать в зону сварки. Как следствие, глубина расплавления уменьшается, а ширина шва, наоборот, увеличивается. Расположение электрода углом назад приводит к тому, что расплавленный металл вытесняется из зоны сварки в результате воздействия электрической дуги. Это приводит к тому, что глубина расплавления увеличивается, а ширина шва уменьшается.
Читайте также:  Вольфрамовая сварка - разновидности электродов

Недостатки метода

Одним из главных недостатком этого метода является высокая текучесть расплавленного флюса и металла в сварочной ванне. В результате сваривать этим методом можно только поверхности, находящиеся либо в строго горизонтальном положении, либо отклоняющиеся от горизонта на 10−15 градусов.

Источник: https://tokar.guru/svarka/avtomaticheskaya-svarka-pod-sloem-flyusa-plyusy-i-minusy.html

Автоматическая сварка под флюсом

Сварка под флюсом – это самый распространенный способ механизированной дуговой сварки плавящимся электродом. Способ нашел широкое применение и стал одним из ведущих во многих отраслях промышленности при производстве конструкций из сталей, цветных металлов (алюминия, титана, меди) и их сплавов.

Автоматическую сварку под флюсом целесообразно применять в серийном и массовом производстве для выполнения кольцевых, прямолинейных, стыковых и угловых швов протяженностью не менее 0,8 м на металле толщиной 3-100 мм со свободным входом и выходом сварочной головки.

Преимущества автоматической сварки под флюсом:

– высокая производительность;

– стабильно высокое качество и хороший внешний вид сварочных соединений;

– высокий уровень локальной механизации сварочного процесса и возможность его комплексной автоматизации;

– снижение удельного расхода электродного металла и электроэнергии.

Недостатки автоматической сварки под флюсом:

– возможность сварки только в нижнем положении шва;

– необходимость более тщательной (по сравнению с ручной сваркой) подготовки кромок и более точной сборки деталей под сварку;

– невозможность сварки стыковых швов на весу, т.е. без подкладки или предварительной подварки корня шва.

Сущностъ процесса дуговой сварки под флюсом заключается в применении непокрытой сварочной проволоки и гранулированного флюса, насыпаемого впереди дуги слоем толщиной 30-50 мм.

Автомат для сварки и схема процесса автоматической дуговой сварки под флюсом приведены на рис. 3.12.

Возбуждение и поддержание дугового разряда выполняется авто-матически сварочной головкой, которая с помощью механизма пода-чи / непрерывно подает в зону дуги сварочную проволоку 2 по мере

Рис. 3.12. Автомат АДФ-1202 (а) и схемапроцесса автоматической дуговой сварки под флюсом (б)

ее плавления. Дуга 10 горит между концом электрода и изделием. Перемещение дуги по шву осуществляется самоходной сварочной тележкой (или изделие перемещается относительно неподвижной сварочной головки).

Под действием теплоты, выделяемой сварочной дугой, плавятся электродная проволока и металл свариваемого изделия, а также часть флюса 5, примыкающего к дуге.

В области горения дуги образуется полость 9 (газовый пузырь), ограниченная в верхней части оболоч-кой расплавленного флюса, а в нижней — сварочной ванной 8. Газо-вый пузырь заполнен парами металла, флюса и газами.

Давление газов поддерживает флюсовый свод, образующийся над сварочной ванной. Дуга несколько отклоняется от вертикального положения в сторону, противоположную направлению сварки. Под влиянием давления дуги жидкий металл 8 оттесняется также в сторону, противоположную направлению сварки.

Под электродом образуется кратер с тонким слоем расплавленного металла, а основная масса расплавленного металла занимает пространство от кратера до поверхности шва, располагаясь наклонным слоем.

Расплавленный флюс вследствие значительно меньшей плотности, чем плотность расплавленного металла шва, всплывает на его поверхность и покрывает его плотным слоем. По мере поступательного движения электрода проходит затвердевание металлической и шлаковой ванн с образованием сварного шва 7, покрытого твердой шлаковой коркой 6.

Сварку под флюсом можно осуществлять переменным и постоянным током, одной дугой, двумя дугами, расщепленным электродом и трехфазной дугой.

Расплавленньй флюс (шлак), покрывающий металлическую ванну при сварке, выполняет следующие функции:

– защищает жидкий металл сварочной ванны от непосредствен-ного контакта с воздухом;

– раскисляет, легирует и рафинирует металл шва;

– изменяет тепловой режим сварки путем уменьшения скорости охлаждения металла;

– обеспечивает устойчивое горение дуги;

– улучшает условие формирования шва.

Хороший контакт шлака и металла, наличие изолированного от внешней среды пространства обеспечивают благоприятные условия для защиты, металлургической и тепловой обработки сварочной ванны, тем самым способствуя получению швов с высокими механи-ческими свойствами.

По способу изготовления флюсы подразделяются на: п л а в л е -н ы е, получаемые сплавлением входящих в них компонентов в элек-трических или пламенных печах с последующей грануляцией при выливании расплава в воду; керамические, получаемые путем грануляции замеса из тонко измельченных компонентов, соединен-ных между собой жидким стеклом.

В отличие от плавленых в кера-мических флюсах могут содержаться металлические порошки – рас-кислители и легирующие компоненты, так как в процессе изготовле-ния керамические флюсы не подвергаются нагреву до высокихтем-ператур.

Наибольшее распространение в производстве получили плавленые флюсы, которые представляют собой сплав оксидов и солей метаплов.

По химическому составу различают флюсы окислительные, безо-кислительные и бескислородные.

Окислительные флюсы содержат в основном оксиды кремния и марганца.

Для придания флюсу необходимых свойств в него вводят и другие компоненты, например плавиковый шпат, сни-жающий температуру плавления и вязкость шлака, а таюке весьма прочные оксиды магния, кальция, алюминия, которые при сварке практически не реагируют с металлом.

Эти флюсы обычно исполь-зуют при сварке низколегированных сталей. Наиболее распростра-ненный флюс этого типа АН-348А содержит, %: 41-44 8Ю2; 34—38 МпО; до 6,5 СаО; до 7 М§О; до 4,5 А12О3; 4-6 СаР2.

Основу безокислительных флюсов составляют прочные оксиды металлов и фториды. Оксиды кремния и марганца содержатся в незначительных количествах или вообще отсутствуют. Такие флюсы преимущественно используются для сварки и наплав-ки высоколегированных сталей. Например, флюс АН-30 имеет со-став, %: 3 5Ю2; до 0,5 МпО; 41,5 А12О3; 18 СаО; 14,5 М§О; 21 СаР2; до 1 РеО.

Бескислородные флюсы состоят в основном из фторидных и хлоридных солей металлов. Их применяют при сварке химически активных металлов. Например, флюс АН-А1 для сварки алюминия и его сплавов состоит из 50 % КС1; 20 % КаС1; 30

Основные параметры режима автомапшческой сварки под флю-сом — сварочный ток, род и полярность тока, диаметр электродной проволоки, напряжение дуги, скорость сварки. Влияние сварочного тока, напряжения дуги и скорости сварки на форму и размеры шва показано на рис. 3.13.

С увеличением сварочного тока глубина провара увеличивается, ширина шва почти не изменяется.

С повышением напряжения ширина шва резко увеличивается, а глубина провара уменьшается. Это важно учитывать при сварке тон-кого металла. Несколько уменьшается и выпуклость (усиление) шва.

При одном и том же напряжении ширина шва при сварке на постоянном токе (особенно обратной полярности) значительно больше, чем ширина шва при сварке на переменном токе.

С увеличением скорости сварки сначала глубина провара возрастает (до 40—50 м/ч), а затем уменьшается. При этом ширина шва уменьшается постоянно. При скорости более 70-80 м/ч основной металл не успевает прогреваться и по обеим сторонам шва возможны подрезы.

Увеличение сварочного тока является наиболее эффективным средством повышения производительности процесса сварки.

Вследствие хорошей защиты расплавленного металла от воздуха и возможности подвода тока к электроду на близком расстоянии от его торца (~70 мм) оказывается возможным повысить плотность тока до 200-250 А/мм2 (при РДС покрытым электродом плотность тока не превышает 15 А/мм2), не опасаясь перегрева и окисления электродной проволоки.

При этом объем сварочной ванны достигает 10-20 см3, в то время как при РДС он составляет 1—2 см2. Сварочный ток является тем параметром режима, вследствие изменения которого в большинстве случаев сварочной практики изменяют в желаемом направлении глубину провара основного металла.

Перед сваркой детали закрепляют на стендах или иньгх устройствах с помощью различных приспособлений или прихватывают руч-ной сваркой. Режим автоматической сварки выбирают в зависимости от толщины свариваемых кромок, формы разделки и свариваемого металла. Автоматической сваркой под флюсом выполняют стыковые, тавровые и нахлесточные соединения в нижнем положении шва.

Для повышения производительности труда сварку стремятся выполнять однопроходными швами. За один проход без разделки кромок, как правило, выполняют стыковые соединения из стали толщиной 12—15 мм.

Для обеспечения полного провара и необходимого усиления шва между кромками стыкуемого соединения должен быть предусмотрен зазор, размер которого зависит от толщины металла.

Читайте также:  Кислородно ацетиленовая сварка и оборудование для нее. способы сварки

Значительный объем расплавленного металла, большая глубина проплавления и некоторый перегрев ванны могут привести к вытеканию металла в зазор и нарушению процесса формирования шва. Чтобы избежать этого, следует использовать стальную или медную под-кладку, флюсовую подушку или проваривать шов с обратной стороны.

Двусторонняя стыковая сварка дает более высококачественный шов, обеспечивая хороший провар даже при некотором смещении свариваемых кромок. Этим способом можно сваривать стальные листы толщиной до 22 мм без разделки кромок.

Сварку производятс каждой стороны на режиме, обеспечивающем расплавление основ-ного металла на глубину не менее 0,6 его толщины.

При невозмож-ности выдержать зазор между кромками менее 1мм принимают меры по предупреждению подтекания жидкого металла, как и при одно-сторонней сварке.

Дата добавления: 2016-08-06; просмотров: 2547;

Источник: https://poznayka.org/s54459t1.html

Автоматическая и полуавтоматическая сварка труб под флюсом

Инженеры уже давно думали об автоматизации сварки, которая бы посодействовала ускорению многих работ на производстве. Один из изобретенных вариантов — автоматическая сварка под флюсом.

Этот метод был внедрен в промышленность в 1939 году благодаря разработкам академика Патона Е.О. и его команды при институте электросварки.

Как осуществляется дуговая сварка под флюсом? В чем ее преимущества? Какое используется оборудование для автоматической сварки?

Суть процесса и варианты

Автоматическая сварка под слоем флюса, называемая в международной системе SAW, основана на горении электрической дуги, плавящей кромки металла. Для этого в зону сварки подается проволока, (ГОСТ 16130-72 или с иными составами), между кончиком которой и изделием возбуждается дуга.

Сварочный трактор, параллельно с этим, подает в зону соединения специальный порошок — флюс, который покрывает расплавленную часть шва, защищая от воздействия внешних газов.

Дополнительно, слой флюса содействует лучшей вплавляемости легирующих элементов в шовную структуру, и уменьшает разбрызгивание металла.

Плавящийся конец проволоки удерживается головкой сварочного автомата на определенном расстоянии от изделия. Сварочный станок может работать неподвижно, когда его используют для сварки труб, которые вращаются на роликах, приводящихся в движение редуктором. Или же головка аппарата может двигаться по заданной траектории, благодаря наличию шаблона, соответствующего форме соединения.

Оператор установки только настраивает режимы сварки и запускает процесс. Технология автоматической сварки под флюсом требует человеческого контроля над работой и корректировки режимов, а также периодической оценки качества результата. Модели, называемые сварочный трактор, передвигаются самостоятельно на собственных шасси, вдоль линии соединения.

Все основные узлы такой машины двигаются вместе с ней.

По ГОСТ 8713-79 различают следующие виды работ, которые может выполнять сварочный станок:

  • сваривать изделия на весу, без поддержек для обратной стороны шва;
  • на специальной медной подкладке, предохраняющей от протекания и наплывов;
  • на подушке из порошка;
  • на медном ползуне, сопровождающем движение головки аппарата.

В некоторых случаях требуется накладывать предварительный корневой шов, по которому сварочный трактор будет вести свою работу. В других технологиях необходимо производить подварочные швы с обратной стороны изделия.

Применение сварочного метода

Автоматическая дуговая сварка соответствует параметрам ГОСТ 8713-79. Благодаря высокой скорости работы она успешно применяется для нанесения ровных швов в продольном положении.

Для обеспечения прямого движения головки, сварочный станок снабжается шаблонами, вдоль края которых двигается электродная проволока и горит дуга. Таким методом быстро соединяются толстые листы железа, используемые для промышленных конструкций.

Возможны и фигурные движения головки аппарата. Для этого устанавливают соответствующий шаблон.

Сварочные трактора для сварки под флюсом способны выполнять все швы, обозначенные ГОСТ 11533-75. Они хорошо подходят для соединений: встык, внахлест, угловых и тавровых. Шов получается ровный и хорошо расплавленный, без перерасхода присадочного материала.

Там где требуется проложить трубопровод особенно успешно применяется автоматическая сварка кольцевых швов. Сущность метода заключается во вращении изделия под неподвижной головкой сварочного аппарата. Благодаря повышенной силе тока, работы ведутся быстрее, чем в ручном режиме. Швы получаются высокого качества.

Автоматическая сварка труб может проводиться на большом участке, соединяя секции в одну линию. Размер таких заготовок достигает 25 метров. Реальны и большие соединения, но это зависит от возможности транспортировки трубы к месту укладки. Дополнительно, задействуют тягачи или железнодорожная техника.

При помощи крана трубы укладываются в магистраль, а заключительный стыковой шов выполняет сварщик вручную. Это значительно ускоряет процесс прокладки трубопроводов.

Преимущества автоматического метода

Сварочный станок, работающий в автоматическом режиме, отличается рядом преимуществ перед другими видами сварки. А именно:

  • высокая производительность выполнения работ за счет увеличенной силы тока и скорости ведения шва, которая может превышать показатели других методов в 15 раз;
  • хорошее качество соединения благодаря стабильность подачи присадки и постоянной скорости прохода всей линии;
  • глубокое проплавление;
  • работа с трубами больших диаметров;
  • задействование меньшего количества сварщиков на одинаковый объем работ;
  • более благоприятные условия труда для сварщика и меньший вред для здоровья, ввиду удаленности от источника излучения и дыма.

Быстрые режимы автоматической сварки под флюсом достигаются и за счет использования порошка, который подается в зону горения дуги из специального бункера по трубке. Количество высыпания регулируется широтой открытия заслонки. Внешне, флюс похож на круглые светлые шарики, мелкого гранулирования. Посыпание зоны сварки флюсом имеет следующие преимущества:

  • исключает разбрызгивание металла сварочной ванны и присадочного элемента;
  • придает стабильности дуге;
  • задерживает процесс остывания сварочного шва, что улучшает его физические свойства;
  • защищает сварочную ванну от взаимодействия расплавленного металла с кислородом;
  • раскисляет металл и помогает качественней вплавляться легирующим элементам.

Сварочный трактор плавит часть порошка электрической дугой от проволоки, вследствие чего образуется небольшая корка на поверхности соединения. Другая часть порошка так и остается в виде гранул. После завершения шва требуется удаление слоя шлака молотком и щеткой по металлу. Очищенное изделие готово к покраске или обработке антикоррозийными составами.

Разновидности автоматической сварки

Автоматический сварочный аппарат, создающий дугу подачей тока на проволоку, и защищающий сварочную ванну слоем флюса, может иметь несколько вариантов исполнения. Это могут быть станки с подвижной головкой, выполняющие ровные или шаблонные линии швов. Для трубопроводов используют неподвижные головки, под которыми изделие вращается на роликах.

Тракторы сами ездят по изделию, перевозя аппарат и одновременно ведя сварку. Во всех моделях применяется плавящийся электрод (проволока ГОСТ 16130-72). За последующее время, после внедрения в промышленность этих методов, были разработаны и другие устройства, позволяющие автоматизировать сварочные работы.

Некоторые принципы работы таких установок похожи, а другие отличаются в корне.

В среде аргона

Одной из разновидностей является автоматическая аргонодуговая сварка неплавящимся электродом. В качестве последнего выступает стержень из вольфрама с некоторыми добавками.

Между ним и изделием возбуждается электрическая дуга, а аргоновый состав газовой смеси, подаваемый через сопло головки аппарата, не дает углероду вырываться через поверхность шва. Благодаря этому соединение получается крепким и ровным.

Сварка в среде защитных газов может выполняться стационарно закрепленной головкой устройства, под которой изделие проворачивается, так и движущейся частью по линии соединения. Аргонно-дуговой метод активно применяется при работе с нержавеющими трубами и емкостями.

Порошковой проволокой

Еще одним вариантом является автоматическая сварка порошковой проволокой. Аппарат подает плавящийся электрод в зону сварки по роликам. Напряжение на конце проволоки создает дугу. Но для защиты расплавленного металла используется не порошок из бункера, а флюс, находящийся в самой проволоке.

Для этого последняя изготавливается трубчатой формы и укладывается в бобины. Такой расходный материал стоит дороже, но облегчает подготовку к сварочному процессу. Сварочный станок не требует загрузки флюса в бункер. Наплавленный шов, как и в случае с насыпным порошком, нуждается в очистке.

Аппараты могут работать перемещаясь на самом изделии или неподвижно, с прокруткой свариваемых частей под ними.

Плазменная сварка

Для быстрого соединения легированных сталей была разработана автоматическая плазменная сварка. В подобных устройствах электрическая дуга горит между двумя электродами в головке горелки. Аргон или гелий, подающиеся под высоким давлением и закрученный завихрителем, содействует ионизации пламени дуги, и усилению ее температуры.

Плазменная сварка устанавливается на кронштейны, которые могут вращаться по оси. Расстояние от центра до головки может изменяться, что делает удобным это оборудование для круговых автоматических швов днищ емкостей.

В зависимости от толщины металла и требуемой высоты шва, устройство может снабжаться дополнительным блоком подающим присадочную проволоку.

Кроме вышеперечисленных агрегатов встречаются их полуавтоматические версии, где сварщику требуется направлять сварочную головку или руководить движением трактора.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка востребованы не только на крупных предприятиях, но в небольших фирмах. Ведь таким способом можно значительно повышать производительность и доходность.

Некоторые умельцы смогли сделать самодельный аппарат на основе полуавтомата, который способен передвигаться по заданной траектории.

Режимы и особенности

Сваривание автоматическим методом происходит на повышенных токах. Это обеспечивает высокую скорость и эффективность процесса. Рекомендуемые параметры следующие:

Диаметр проволоки, мм Сила тока, А
2 200-300
3 350-500
4 400-700
5 500-1000

Кроме этого, на каждый вид работы при задействовании автоматической сварки на трубопроводе, составляется технологическая карта, в которой указывается весь комплекс усилий и ресурсов, чтобы соединить один километр трубы.

Сюда входят: трудоемкость (наличие определенного числа человек и дней на выполнение), выработка за одну смену, необходимость в кране (количество машин на смену), затрачиваемость энергетических ресурсов (тока и горючего), конкретные требования по сборке и сварке изделий, техника безопасности.

Благодаря автоматизации сварочного процесса ускорилось выполнение многих работ. Эти машины облегчают монтаж трубопроводов и других конструкций. А высокое качество швов позволяет использовать их на ответственных соединениях.

Поделись с друзьями

Источник: https://svarkalegko.com/tehonology/avtomaticheskaya-svarka.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector