Кто разработал сварку под флюсом

Содержание

Что такое автоматическая сварка под флюсом, особенности технологии

Кто разработал сварку под флюсом

02.09.2017

В строительстве и промышленности сейчас часто используют сварку под флюсом, чтобы соединять металлические детали. Распространенность подобного метода сваривания обусловлена его многочисленными достоинствами.

Сущность процесса

При подобном методе соединения изделий электрическая дуга прогорает под гранулированным материалом, который называется сварным флюсом. Под тепловым воздействием дуги плавится проволока электрода и металлическая поверхность детали, часть флюса. В сварной области создается полость, которая заполнена металлическими и флюсовыми парами, газами. Полость газа ограничивается сверху оболочкой расплавившегося флюса.

Плавленый флюс при окружении полости газа обеспечивает защиту электрической дуги и детали в сварочной области от негативного влияния окружающей среды. Кроме того, деталь металлургически обрабатывается в сварной ванне.

По мере удаления дуги расплавившийся флюс, вступивший в реакцию с металлом, твердеет, формируя на шве корку шлака. По окончании флюсовой сварки и остывания металла корка шлака отсоединяется от шовного соединения.

Неизрасходованный флюс особым пневматическим прибором собирается в специальный аппарат, применяется для последующих свариваний.

Применяемое оборудование

Когда речь заходит о выполнении электродугового сваривания на промышленном предприятии, то, прежде чем приступать к работе, рабочий закрепляет соединяемые изделия на особом сборочном стенде либо посредством специальных инструментов. Благодаря этому возможно предотвратить перемещения обрабатываемых деталей при осуществлении ручной сварки.

При прокладывании труб обычно применяют мобильные сварные головки. Для изготовления листовых конструкций используют или стационарные аппараты, или универсальные мобильные (например, сварной трактор). Трактор для сваривания под флюсовым слоем представляет собой тележку-самоход с электрическим мотором, на которой монтирована автоматическая сварная головка. Подобный аппарат способен передвигаться продольно соединяемым изделиям по рельсам.

Еще на производстве часто применяются мобильные либо стационарные сварные колонны. Они, в сочетании с опорами на роликах либо вращателями, позволяют сваривать продольные, а также кольцевые швы.

Используемые материалы

От правильности выбора проволоки электрода зависит качество сваривания. Химический состав проволоки определяет шовные характеристики. Желательно использовать проволоку из стали, соответствующую ГОСТ 2246-70. Она производится из легированной, высоколегированной, малоуглеродистой стали. Размеры готовой проволоки соответствуют стандарту (диаметр составляет 0,3-12 миллиметров).

Поставляется проволока обычно в восьмидесятиметровых бухтах. Иногда, с разрешения покупателя, используются кассеты, катушки. Перед применением проволоки, которая определенный период хранилась в складском помещении, эксперты рекомендуют очищать ее, обрабатывать бензином/керосином. Это дает возможность устранить с нее ржавчину и грязь.

Для соединения деталей из алюминия используется проволока, соответствующая ГОСТ 7871-75. Нередко используют проволоку, покрытую медью. Ее не нужно предварительно обрабатывать.

Качество сварки, осуществляемой флюсовой проволокой без газа, прямо зависит от характеристик флюса. От состава флюса зависят показатели газовой среды, жидкого шлака. Взаимодействуя с деталью, шлак определяет структуру шовного металла.

От его структуры зависит устойчивость изделия к растрескиванию.

Флюс используется для того, чтобы:

  • легировать шовный металл;
  • изолировать сварную ванну от внешних воздействий;
  •  создавать шовную поверхность;
  • стабилизировать дуговой разряд.

Технология сварки

Технология автоматической сварки под флюсом различается с обычной сваркой тем, что электрическая дуга при ее осуществлении прогорает под особым веществом (флюсом). При зажигании дуги изделие и электрод подвергаются плавлению вместе с флюсом.

Как автоматическая дуговая сварка под флюсом, так и механизированная располагают следующими особенностями:

  1. Сварочный процесс возможно выполнять с применением токов большой величины. Обычно сила электрического тока при осуществлении подобной процедуры составляет 1000 – 2000 ампер. Иногда ее значение может равняться 4000 ампер. Обыкновенное дуговое сваривание проводится при силе тока, не превышающей 600 ампер. Последующее повышение данного показателя является причиной того, что металл разбрызгивается, становится невозможно создать сварное соединение. Однако чем больше сила тока, тем быстрее проходит сваривание и тем качественнее и надежнее шов.
  2. Автоматическая сварка под слоем флюса предполагает формирование закрытой электрической дуги, расплавляющей металлическое изделие достаточно глубоко. Благодаря этому кромки обрабатываемого изделия возможно не подготавливать перед началом сварочного процесса.
  3. Ввиду того что при флюсовом сваривании используется сильный ток, процедура проходит достаточно быстро. Если провести сравнение скорости флюсового сваривания со скоростью обычной сварки, становится ясно, что первый показатель превышает второй в десять раз.
  4. Пузырь газа, формируемый при проведении флюсового сварного процесса, не дает разбрызгиваться металлу, из которого изготовлена обрабатываемая рабочим деталь. Благодаря этому возможно создавать высококачественные сварные соединения. Кроме того, сильно уменьшаются потери металла электрода, составляющие 2% от веса расплавившегося материала (максимальное значение). Благодаря этому обеспечивается экономия электрода, электроэнергии.

Режимы сварки под флюсом выбираются при учете:

  • размера применяемой проволоки электрода;
  • вида электрического тока, его полярности;
  • скорости выполнения сварочного процесса;
  • напряжения, формирующего сварную дугу.

Дополнительными показателями, которые влияют на выбор сварочного режима, считаются:

  • величина частичек, состав и плотность применяемого флюса;
  • значение вылета проволоки электрода;
  • взаимное расположение электродного элемента и обрабатываемого изделия.

Подготовка кромок изделий, сборка конструкций под сварку

Данная процедура должна осуществляться опытным рабочим. Обусловлено это текучестью плавленого металла и флюса, сильным проваром. Нужно соблюдать точность разделки кромок, учитывать конструктивные особенности деталей.

Вся необходимая для использования технологии сварки под флюсом информация содержится в ГОСТ 8713-79. После разметки изделий выполняют их вырезание, применяя газовое/плазменное резание.

Затем, если нужно, проводят разделку кромок.

Перед сборкой изделий соединяемые кромки очищают посредством щеточек из металла, шлифовочных кругов. В особенности хорошо нужно очищать торцевые части. Для сборки сварного соединения применяют струбцины, скобы.

Вместо прихваток возможно использовать беспрерывный шов малого сечения, который выполняется качественным электродным элементом. Сваривание рекомендуется начинать со стороны, противоположной данному шву. По окончании сваривания прихватки, кромки, шов очищают, проверяют. При обнаружении подрезов и трещинок их необходимо выплавить.

Достоинства и недостатки процесса

Полуавтоматическая сварка под флюсом располагает такими преимуществами:

  1. КПД, если сравнивать с ручным свариванием, повышается в 5 – 12 раз. При флюсовом сваривании ток проходит по проволоке лишь в ее вылете. Возможно применять сварной ток увеличенной (25-100 А/кв. мм) плотности, не опасаясь, что электрод значительно перегреется. Применение сильного тока позволяет материалу проплавляться намного глубже. Возможно сваривать детали большой толщины, не разделывая кромки. Под флюсом соединяют металл толщиной 2 – 60 миллиметров. Скорость однодугового сваривания составляет до 7 метров в час. Использование многодугового сваривания дает возможность увеличить скорость до 30 метров в час.
  2. Отличное качество шва обеспечивается хорошей защитой расплавившегося материала от воздействия воздуха, металлургическим обрабатыванием, легированием шлаком. Шлак на шовной поверхности снижает быстроту кристаллизации металла сварной ванны и его остывания. Благодаря этому шовный металл не имеет пор, заключает в себе немного посторонних примесей. Флюсовое сваривание осуществляется при производстве больших резервуаров, строительных сооружений, стальных/никелевых/медных/алюминиевых/титановых трубопроводов.

К минусам флюсовой сварки полуавтоматом/сварочным автоматом возможно причислить сильную текучесть расплавившегося металла и флюса. Ввиду этого сварку нужно выполнять в нижнем положении, отклоняя шовную плоскость от горизонтали на 10 – 15 градусов, не больше. В противном случае, соединение будет сформировано неправильно, появятся подрезы, иные дефекты.

Это основная причина, по которой флюсовую сварку не используют для того, чтобы соединять кольцевые поворотные стыки труб, имеющих радиус меньше 75 миллиметров. Также данный метод сварки предполагает тщательную сборку кромок. Выполнить это под силу далеко не каждому рабочему. Ознакомиться с тонкостями флюсовой сварки возможно, посмотрев соответствующее видео.

Скачать ГОСТ

ГОСТ 8713-79 Сварка под флюсом. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры

Что такое автоматическая сварка под флюсом, особенности технологииСсылка на основную публикацию

Источник: https://oxmetall.ru/svarka/avtomaticheskaoe-svarivanie-pod-flyusom

Кто разработал сварку под флюсом

  • 1 Дуговая сварка под флюсом. Электрошлаковая сварка
  • 2 Сварка под флюсом – нюансы технологии, достоинства и недостатки
  • 3 Cварка под слоем флюса — режимы, особенности
  • 4 Технология автоматической сварки под флюсом
  • 5 Автоматическая сварка под флюсом, ее особенности

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

Лекция № 3.

Дуговая сварка под флюсом. Электрошлаковая сварка

3.1. Дуговая сварка под флюсом.

Дуговая сварка под флюсом – дуговая сварка, при которой дуга горит под слоем сварочного флюса.

Рис. 3.1. Схема сварки под флюсом:

1 – свариваемые детали; 2 – слой флюса; 3 – сварочная проволока; 4 —  сварочная дуга; 5 – расплавленный флюс; 6 – шлаковая корка; 7 – остаток флюса; 8 – сварочный шов; 9 – сварочная ванна.

Сварочная дуга 4 горит между изделием 1 и концом сварочной проволоки 3. Под воздействием дуги проволока плавится и по мере расплавления подается в зону сварки. Дуга закрыта слоем флюса 2.

Сварочная проволока (а вместе с ней и дуга) перемещается в направлении сварки с помощью специального механизма (автоматическая сварка) или вручную (полуавтоматическая сварка). Под влиянием теплоты дуги плавится  также основной металл и флюс.

Расплавленные проволока, флюс и основной металл образуют сварочную ванну.

Флюс в виде жидкой пленки 5 покрывает зону сварки, изолируя ее от воздуха. Расплавленный дугой металл  сварочной проволоки каплями переносится в сварочную ванну, где смешивается с расплавленным основным металлом 9.

По мере удаления дуги металл сварочной ванны начинает охлаждаться, так как поступление теплоты к нему уменьшается, а затем затвердевает, образуя шов 8.

Расплавленный флюс (шлак) затвердевает, образуя на поверхности шва шлаковую корку 6.

Избыточная нерасплавленная часть флюса 7 отсасывается и используется повторно.

3.1.1. Классификация процессов дуговой сварки под слоем флюса.

Читайте также  Сварка медных проводов в домашних условиях

Разновидности дуговой сварки под слоем флюса можно классифицировать по следующим признакам:

1) по роду тока:

— постоянным током;

— переменным током;

— трехфазным током;

2) по числу электродов:

— одноэлектродная, ведется проволокой Ø 1,6-6мм, при толщине металла до 20 мм возможна односторонняя сварка, но предпочтительней сварка с двух сторон;

— двухэлектродная сварка возможна двух вариантов: с поперечным и последовательным расположением электродов;

3) по степени автоматизации процесса сварки:

— полуавтоматическая;

— автоматическая.         

3.1.2. Преимущества сварки под слоем флюса:

— возможность металлургического воздействия на металл шва за счет регулирования состава проволоки;

— широкие возможности механизации и автоматизации сварочного процесса;

— высокая производительность сварочного процесса.

 3.1.3. Режим дуговой сварки под слоем флюса. К основным параметрам режима сварки под слоем флюса относятся:

1)       сварочный ток, зависящий от диаметра электрода;

2)       напряжение на дуге;

3)       скорость сварки (обычно 15-80 м/ч) выбирают в зависимости от производительности и качества формирования шва;

4)       скорость подачи сварочной проволоки;

3.2. Электрошлаковая сварка.

Электрошлаковая сварка –  сварка плавлением, при которой для нагрева используется тепло, выделяющееся при прохождении электрического тока через расплавленный шлак.

При ЭШС электрический ток, проходя через шлаковую ванну, расплавляет основной и присадочный металл и поддерживает высокую температуру расплава.

Электрошлаковый процесс устойчив при глубине шлаковой ванны 35 – 60 мм, которую легче создать при вертикальном положении оси шва и принудительном формировании его поверхности (рис.2).

Для принудительного охлаждения и формирования поверхности шва используются, как правило, медные водоохлаждаемые устройства.

Рис. 3.2. Схема электрошлаковой сварки:

1-свариваемые детали толщиной s; 2 – мундштук для подачи электрода; 3-электрод; 4 –шлаковая ванна глубиной hs; 5 –металлическая ванна глубиной hм; 6 –формирующий ползун. Детали выбраны с зазором bс; lc – вылет электрода.

При ЭШС почти вся электрическая мощность передается шлаковой ванне, а от нее – электроду и свариваемым кромкам. Устойчивый процесс возможен только при постоянной температуре шлаковой ванны 1900-2000°С.

Большая часть тепла, выделяющегося в шлаковой ванне, переносится в металлическую ванну, а от нее – к кромкам соединяемых деталей через капли перегретого металла.

Общее количество генерируемого в шлаковой ванне тепла, Дж/с, расходуется так: 20-25% на плавление электродной проволоки; 55-60% на плавление и нагрев основного металла, 4-6% на плавление флюса и поддержание шлаковой ванны в жидком состоянии; 12-16%  — потери тепла через ползуны и теплоотвод в массу металла.

3.2.1. Технологические возможности.

В настоящее время ЭШС применяется в тяжелом и энергетическом машиностроении, в химическом машиностроении, в судо- и авиастроении.

ЭШС соединяют стали разных классов и марок, жаропрочные и никелевые сплавы, титан, алюминий, медь и сплавы на их основе.

Диапазон толщин свариваемых металлов 2 – 300 см. Показано, что ЭШС наиболее экономична при толщине металла h > 40мм.

3.2.2. Преимущества и недостатки электрошлаковой сварки.

Преимущества:

— высокая производительность процесса, возрастающая в геометрической прогрессии в зависимости от толщины свариваемого  металла.

— уменьшение расхода флюса, по сравнению с ЭДС под флюсом в 10 — 20 раз. Составляет 5% расхода электродной проволоки.

— уменьшение расхода электроэнергии, по сравнению с ЭДС под флюсом в 1,5 — 2 раза, с РДС в 4 раза.

— во много раз ниже склонность к образованию пор и других неплотностей, чем при дуговой многопроходной сварке.

Недостатки:

— необходимость последующей термической обработки сварного соединения для восстановления высоких служебных характеристик сварной конструкции из-за значительного перегрева металла шва и околошовной зоны в процессе ЭШС.

3.2.3.Режим электрошлаковой сварки.       

Сварочный режим при электрошлаковой сварке включает: напряжение на участке электрод – сварочная ванна 

u

св

, скорость подачи электродной проволоки 

v

е

, сварочный ток 

I

св

, скорость сварки 

v

св

, глубину шлаковой ванны 

hs

, сухой вылет электродной проволоки 

l

с

, число электродов 

n

, зазор между кромками 

b

,  толщина свариваемого металла 

s

.

Правильный выбор параметров электрошлаковой сварки и поддержание их на заданном уровне обеспечивает получение качественного сварного соединения.

Величину сварочного тока, А, можно ориентировочно определить по формуле:

Iсв = (0,022ve + 90)n +1,2(vсв + 0,48 vп)пbп,

где vп – скорость подачи пластины, см/с; bп и п – ширина и толщина, см. Формула пригодна для сварки проволочным электродом (второе слагаемое превращается  в нуль, т.к. нет пластин) и пластинчатыми электродами (в этом случае первое слагаемое равно нулю, т.к. нет проволоки.

Скорость подачи электродной проволоки:

ve = vсвFн/Fe,

где Fн = bпs,см2; Fe=0,071n,см2.

Контрольные вопросы:

1. В чем состоит сущность дуговой сварки под слоем флюса?

2. По каким признакам можно классифицировать процессы дуговой  сварки под слоем флюса?

3. Какие параметры входят в режим дуговой сварки под слоем флюса?

4. При толщине свариваемых деталей применение процесса электрошлаковой сварки становится экономически выгодным?

5. На какие процессы расходуется теплота, генерируемая в шлаковой ванне?

6. Назовите основные преимущества и недостатки электрошлаковой сварки.

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

Источник: http://zinref.ru/000_uchebniki/03400metalurg/001_00_Spetsialnye_sposoby_svarkiLEKTsII_Ivanova/003.htm

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:

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

Источник: http://respect-kovka.ru/kto-razrabotal-svarku-pod-flyusom/

Дуговая сварка под флюсом

Сварка под флюсом – SAW (Submerged Arc Welding) как правило выполняется сварочными автоматами. В качестве электрода используется сварочная проволока, подвод тока к которой осуществляется скользящим контактом. Подача проволоки в зону сварки производится подающими роликами. Зона сварки закрыта плотным слоем флюса, который высыпается из бункера во время движения сварочного автомата.

В расплавленном флюсе газами и парами флюса и расплавленного металла образуется полость – газовый пузырь, в котором горит сварочная дуга.

Кристаллизация расплавленного металла сварочной ванны приводит к образованию сварного шва. Затвердевший флюс образует на поверхности шва шлаковую корку.

Флюс представляет собой неметаллический гранулированный порошок, который эффективно защищает расплавленный металл от воздуха. Металлургические взаимодействия между расплавленным металлом и флюсом способствуют получению требуемого химического состава и механических свойств металла шва.

Сварку ведут на токах, значительно превышающих силу тока при ручной сварке, что дает существенные преимущества сварки под флюсом перед ручной сваркой: повышается производительность, увеличивается глубина проплавления металла.

Во-первых, токопровод к проволоке при сварке под флюсом осуществляется на малом расстоянии от дуги (вылет электрода 40-70 мм, тогда как при ручной сварке ток проходит по всему электроду длиной 350-450 мм), что повышает КПД процесса.

Во-вторых, на проволоке отсутствует покрытие, которое имеется на электроде и при сильном нагреве разрушается.

В-третьих, с увеличением тока возрастает давление дуги на металл, вследствие чего происходит выдувание расплавленного металла из сварочной ванны, а это в свою очередь ведет к плохому формированию шва. При сварке под флюсом плотный слой флюса это предотвращает.

Существуют разновидности сварки под флюсом, когда в зону сварки одновременно подаются две и более сварочные проволоки и, соответственно, плавление металла осуществляется двумя и более дугами (двухдуговая и многодуговая сварка).

Применяются эти способы для увеличения тепловой мощности источника нагрева (например, при сварке алюминия, обладающего высокой теплопроводностью), для увеличения производительности процесса сварки, для придания двум швам различных размеров и форм.

Макрошлиф сварного соединения, полученного при двухдуговой сварке: первый шов создает глубокой проплавление, второй – обеспечивает плавный переход от основного металла к наплавленному.

Основными параметрами процесса сварки под флюсом являются: сила сварочного тока, диаметр сварочной проволоки, напржение на дуге, скорость сварки, вылет электрода, а также род тока и полярность.

Род тока и полярность оказывают значительное влияние на размеры шва, что объясняется различным количеством теплоты, выделяющимся на катоде и аноде дуги. При сварке на постоянном токе прямой полярности глубина проплавлении на 40-50%, а на переменном токе — на 15-20% меньше. Это объясняется тем, что на катоде выделяется больше тепла, электродная проволока плавится быстрее, производительность – выше.

Начало и окончание шва при сварке под флюсом производится обычно на выводных металлических пластинах длиной 100-200 мм, которые на прихватках крепятся к свариваемому изделию и после сварки удаляются.

Дуговая сварка под флюсом (SAW) представляет собой высокоэффективный автоматизированный метод сварки

Автоматы для дуговой сварки по своей конструкции делятся на две группы: сварочные тракторы и подвесные головки.

Сварочный трактор

Это автомат, который в процессе работы перемещается по свариваемому изделию или направляющим, уложенным в одной плоскости с изделием.

Он состоит из тележки, в которой размещен привод движения трактора. К тележке прикреплен механизм подачи проволоки, бункер с флюсом, блок управления и катушка со сварочной проволокой.

Штанга и механизм подачи проволоки имеют возможность поворота и наклона для сварки тавровых соединений, а также швов, расположенных вне колеи движения трактора.

 Компания ПромСварка предлагает ознакомиться с модификациями моторизированных тракторов Miggytrac производства ESAB (Швеция). 

А может быть, Вам больше пождойдет A2 Multitrac — универсальный флюсовый дуговой сварочный автомат, вариантов использования которого мы даже не станем перечислять.

Подвесная головка

Это сварочный автомат, который в процессе работы находится над изделием. Головки могут быть самоходными и перемещаться по направляющим, закрепленным над изделием, ил не иметь собственного привода и перемещаться вместе с порталом.

В автоматизированных установках для сварки под флюсом обычно предусмотрена система автоматической уборки оставшегося на поверхности шва нерасплавленного флюса с помощью флюсоаппаратов, действующих по принципу пылесоса.

При сварке протяженных швов проволока часто размещается не на катушках, имеющих ограниченный вес, а в объемных картонных коробках, например Marathon Pac. Это уменьшает отходы проволоки из-за отсутствия смены катушек с её остатками.

Читайте также  Что лучше сварочный трансформатор или инвертор

Сложные сварочные установки обычно имеют мощное программное обеспечение, которое обновляется с сайта фирмы-производителя оборудования.

Более высокая производительность сварки за счет:

— увеличенной силы тока и скорости сварки,- большей глубины проплавления и уменьшения количества слоев при сварке толстого металла,- отсутствия смены электродов, — более рационального использования энергии и увеличенного коэффициента наплавки,

Отсутствия брызг и необходимости их зачистки.

Более высокое качество сварки за счет:

— надежной защиты от атмосферы,- снижения влияния субъективных факторов, связанных с работой сварщика,

— хорошего формирования шва, постоянства его формы и размеров.

Лучшие условия труда за счет:

— отсутствия необходимости в защите от светового и ультрафиолетового излучения и брызг расплавленного металла,
— меньшего количества вредных газов, выделяющихся при сварке.

Основным недостатком сварки под флюсом является то, что она выполняется только в нижнем положении из-за сложности удержания флюса на изделии. При этом необходимо предусмотреть способы удержания сварочной ванны от вытекания в зазор между деталями.

Одним из наиболее распространенных способов является сварка на флюсовой подушке. В этом случае обеспечивается хорошее формирование обратной стороны шва за счет плотного поджатия к изделию флюса, засыпанного на гибкую ленту, которая поднимается при подаче воздуха в резиновый шланг.

Еще один недостаток – отсутствие возможности визуального наблюдения за формированием шва.

Основная область применения сварки под флюсом – протяженные прямолинейные непрерывные швы на металле толщиной более 8 мм или кольцевые швы на трубах и сосудах диаметром более 500 мм.

Количество просмотров: 2080

Источник: http://PromSvarka.by/stati/vsyo-o-svarke/dugovaya-svarka-pod-flyusom

Сварка под флюсом

Виды сварки — Сварка под флюсом

Сущность способа

При этом способе сварки (рис. X.I) электрическая дуга горит между концом электродной (сварочной) проволоки и свариваемым металлом под слоем гранулированного флюса. Ролики специального механизма подают электродную проволоку в дугу.

Сварочный ток, переменный или постоянный прямой или обратной полярности от источника подводится скользящим контактом к электродной проволоке и постоянным контактом — к изделию. Сварочная дуга горит в газовом пузыре, образованном в результате плавления флюса и металла и заполненном парами металла, флюса и газами.

По мере удаления дуги расплавленный флюс при остывании образует шлаковую корку, которая легко отделяется от поверхности шва. Флюс засыпается впереди дуги из бункера слоем толщиной 40—80 и шириной 40—100 мм (чем больше толщина свариваемого металла и ширина шва, тем больше толщина и ширина слоя флюса). Масса флюса, идущего на шлаковую корку, обычно равна массе расплавленной сварочной проволоки.

Нерасплавившаяся часть флюса собирается специальным пневмоотсосом в бункер и повторно используется. Потери металла на угар и разбрызгивание при горении дуги под флюсом значительно меньше, чем при ручной дуговой и сварке в защитных газах.

Расплавленные электродный и основной металлы в сварочной ванне перемешиваются и при кристаллизации образуют сварной шов.

В промышленности преимущественное применение находит способ сварки проволочными электродами (сварочной проволокой). Однако в некоторых случаях сварку н особенно наплавку целесообразно выполнять ленточными или комбинированными электродами (рис. Х.2). Лента, применяемая для этих электродов имеет толщину до 2 мм и ширину до 40 мм.

Дуга, перемещаясь от одного края ленты к другому, равномерно оплавляет ее торец и расплавляет основной металл. Изменяя форму ленты, можно изменить и форму поперечного сечения шва, достигая повышенной глубины проплавления по его оси (см. рис. Х.2, б) или получая более равномерную глубину проплавления по всему сечению шва (см. рис. Х.

2, в). Ленточный электрод целесообразно использовать при сварке корневых швов стыковых соединений на весу при зазорах свыше 1 мм, при сварке последних слоев широкой части разделки, при сварке толстого металла.

При сварке корневых швов по отношению к оси стыка лента может располагаться под углом от 30 до 90o в зависимости от зазора между кромками.

Для повышения производительности сварки стыковых с разделкой кромок и угловых швов, где требуется повышенное количество наплавленного металла, в разделку до начала сварки или в процессе сварки специальным дозирующим устройством засыпают рубленую сварочную проволоку (крупку).

Длина кусков крупки не превышает диаметра проволоки, из которой ее изготовляли. Этой же цели служит и сварка с увеличенным до 100 мм вылетом электрода. Это позволяет иа 50—70 % увеличить количество наплавляемого металла.

Однако при этих способах сварки снижается глубина проплавления основного металла.

Наиболее часто сварку ведут одним электродом или одной дугой. Для расширения технологических возможностей способа и повышения производительности сварки можно использовать две одновременно горящие дуги и более.

При двухэлектродной сварке (сварке сдвоенным, расщепленным электродом) применяют две электродные проволоки (рис. ХЗ, а), одновременно подаваемые в зону сварки обычно одним механизмом подачи. Питание дуг сварочным током производится от одного источника.

При расстоянии между электродами до 20 мм две дуги горят в одном газовом пузыре, образуя единую сварочную ванну. Электроды могут располагаться поперек (см. рис. Х.3, б), вдоль стыка кромок или занимать промежуточное положение.

В первом случае возможна сварка при увеличенных зазорах в стыке между кромками, при сварке отдельных слоев многослойных швов, при наплавке. При последовательном расположении электродов глубина проплавления увеличивается.

При двухдуговой сварке (см. рис. Х.З, в) каждый электрод присоединен к отдельному источнику постоянного, переменного тока или дуги питаются разнородными токами. Образовавшиеся две дуги могут гореть в одном газовом пузыре. Электроды располагаются перпендикулярно свариваемой поверхности (углы α1 = α2 =  90o) или наклонно в плоскости, параллельной направлению сварки.

При отклонении первой дуги на угол α2 растет глубина проплавления, определяемая этой дугой; при отклонении второй дуги на угол α1 увеличивается ширина шва, определяемая этой дугой, благодаря чему можно избежать подреза по кромкам шва. Сварка по такой схеме даст возможность резко повысить скорость, а значит производительность процесса.

При увеличенном расстоянии между электродами дуги горят в раздельные сварочные ванны. Обычно в таком случае электроды располагаются перпендикулярно поверхности изделия. Сварка по этой схеме позволяет уменьшить вероятность появления закалочных структур в металлах шва и околошовной зоны при сварке закаливающихся сталей и толстого металла.

Это объясняется тем, что первая дуга не только формирует шов, но и выполняет как бы предварительный подогрев, который уменьшает скорость охлаждения металлов шва и околошовной зоны, после прохода второй дуги. Вторая дуга частично переплавляет первый шов и термически обрабатывает его.

Варьируя необходимым сварочным током для каждой дуги и расстоянием между ними, можно получать требуемый термический цикл сварки и таким образом регулировать структуры и свойства металла сварного соединения. Сварка под флюсом может выполняться автоматически или механизированно.

Преимущества и недостатки сварки под флюсом

Сущность процесса сварки под флюсом определяет его особенности по сравнению с ручной дуговой сваркой.

Производительность по сравнению с ручной сваркой увеличивается в 5—12 раз. При сварке под флюсом ток по электродной проволоке проходит только в ее вылете (место от токоподвода до дуги).

Поэтому можно использовать повышенные (25—100 А/мм2) по сравнению с ручной дуговой сваркой (10—20 А/мм2) плотности сварочного тока без опасения значительного перегрева электрода в вылете в отслаивания обмазки, как в покрытом электроде.

Использование больших сварочных токов  резко повышает глубину проплавления основного металла И появляется возможность сварки металла повышенной толщины без разделки кромок. При сварке с разделкой кромок уменьшается угол разделки и увеличивается величина их притупления, т. е. уменьшается количество электродного металла, необходимого для заполнения разделки.

Металл шва обычно состоит приблизительно на 2/3 из переплавленного основного металла (при ручной дуговой сварке соотношение обратное). В результате вышесказанного растут скорость и производительность сварки (рис. Х.4). Под флюсом сваривают металл толщиной 2— 60 мм при скорости однодуговой сварки до 0,07 км/ч. Применение многодуговой сварки позволяет повысить ее скорость до 0,3 км/ч.

Высокое качество металлов шва и сварного соединения достигается за счет надежной защиты расплавленного металла от взаимодействия с воздухом, его металлургической обработки и легирования расплавленным шлаком.

Наличие шлака на поверхности шва уменьшает скорость кристаллизации металла сварочной ванны и скорость охлаждения металла шва В результате металл шва не имеет пор, содержит пониженное количество неметаллических включений. Улучшение формы шва и стабильности его размеров, особенно глубины проплавления, обеспечивает постоянные химический состав и другие свойства па всей длине шва.

Сварку под флюсом применяют для изготовления крупногабаритных резервуаров, строительных конструкций, труб и т.д. из сталей, никелевых сплавов, меди, алюминия, титана и их сплавов.

Экономичность процесса определяется снижением расхода сварочных материалов за счет сокращения потерь металла на угар и разбрызгивание (не более 3 %, а при ручной сварке достигают 15%), отсутствием потерь на огарки.

Лучшее использование тепла дуги при сварке под флюсом по сравнению с ручной сваркой уменьшает расход электроэнергии на 30—40 %, Повышению экономичности способствует и снижение трудоемкости работ по разделке кромок под сварку, зачистке шва от брызг и шлака. Сварка выполняется с применением специальных автоматов или полуавтоматов.

Условия работы позволяют сварщику обходиться без щитков для защиты глаз и лица. Повышаются общий уровень и культура производства.

Недостатками способа является повышенная жидкотекучесть расплавленного металла и флюса. Поэтому сварка возможна только в нижнем положении при отклонении плоскости шва от горизонтали не более чем на 10—15o. В противном случае нарушится формирование шва, могут образоваться подрезы и другие дефекты.

Это одна из причин, почему сварку под флюсом не применяют для соединения поворотных кольцевых стыков труб диаметром менее 150 мм. Кроме того, этот способ сварки требует и более тщательной сборки кромок под сварку и использования специальных приемов сварки.

При увеличенном зазоре между кромками возможно вытекание в него расплавленного металла и флюса и образование в шве дефектов.

Подготовка кромок деталей и сборка конструкций под сварку

Подготовка деталей и сборка конструкции для сварки под флюсом должны выполняться особенно тщательно. Это вызвано жидкотекучестью расплавленного металла и флюса, глубоким проваром. Поэтому требуется соблюдать высокую точность размеров разделки кромок и равномерности зазора между ними.

Тип разделок кромок и их размеры, а также условия их сборки и сварки зависят от конструкции сварного соединения, состава (марки) свариваемого материала, условий сварки и т, д. и обычно указываются в технических условиях на изготовление конструкций или должны соответствовать ГОСТ 8713—79*. После разметки деталей их вырезают, используя механические способы, газовую или плазменную резку.

После этого, если необходимо, разделывают кромки согласно чертежу. Иногда операции вырезки детали и подготовки кромок совмещают. Кромки подготовляют также механическими способами, газовой или плазменной резкой. Перед сборкой деталей свариваемые кромки зачищают по всей длине на ширину 25—30 мм металлическими щетками, шлифовальными кругами и т. д. от грата, масла и других загрязнений до металлического блеска.

Влага и образующийся при пониженных температурах конденсат должны удаляться подогревом или обдувкой горячим воздухом. Особенно тщательно следует зачищать торцы свариваемых кромок, предупреждать попадание в зазор между кромками остатков шлаковой корки, грязи и др. При сборке соединения под сварку используют струбцины, скобы в другие приспособления для фиксации кромок в требуемом положении.

Для сборки стыка на прихватках их длина должна быть 50—80 мм, а сечение должно быть около 1/3 сечения шва, но не более 25—30 мм2. Расстояние между прихватками 300—800 мм.

Читайте также  Как рассчитать катет сварного шва

Прихватки можно заменять сплошным швом небольшого сечения («беглым» швом), выполняемым вручную электродом хорошего качества или механизированно в защитных газах или под флюсом. Сварку желательно начинать со стороны, обратной «беглому» шву.

После сварки поверхность прихваток и «беглого» шва, а также кромок зачищают и осматривают. Не допускаются подрезы и трещины, которые следует исправлять выплавкой или вырубкой н подваркой.

При сварке прихватки и «беглый» шов должны полностью перевариваться.

В начале шва, где возможен непровар, и в его конце, где образуется кратер, если они находятся на краю изделия, устанавливают эаходные и выходные планки размером до 100×150 мм с толщиной, равной толщине свариваемого металла. При сварке с разделкой кромок в заходной и выходной планках кромки также разделывают. Требуемый режим сварки необходимо проверять сваркой опытных образцов и контролем размеров полученного шва.

Перед началом автоматической сварки желательно на холостом перемещении автомата проверить правильность направления электрода относительно свариваемых кромок. В процессе сварки положение электрода корректируют с помощью указателей или копиров.

При механизированной сварке различных типов сварных соединений держатель полуавтомата может находиться на весу или опираться костылем на изделие. Поперечные колебания электрододержателем позволяют получить уширенные швы, но глубина провара при этом уменьшается. Качество шва зависит от умения сварщика равномерно перемещать электрододержатель со скоростью, обеспечивающей необходимые размеры шва.

Техника сварки электрозаклепок, прорезных швов и приварки шпилек

На электрозаклепках обычно выполняют соединения внахлестку, втавр, угловые и прорезные. Основной трудностью сварки подобных соединений является обеспечение плотного прилегания поверхностей свариваемых деталей. Для предупреждения вытекания расплавленного флюса и металла зазор не должен превышать 1 мм.

Электрозаклепки можно сваривать с предварительно полученным отверстием в верхнем листе толщиной до 10 мм или с проплавленисм верхнего листа толщиной до 10 мм. При сварке с отверстием диаметр электрода должен быть равен 1/4-1/5 диаметра отверстия.

Сварка может сопровождаться подачей электрода в процессе сварки или без его подачи до естественного обрыва дуги, В первом случае используют обычные полуавтоматы для сварки под флюсом, во втором — специальные электрозаклепочники.

При сварке электрозаклепками на полуавтоматах держатель перемещают от одной точки к другой рывком без выключения подачи и сварочного тока.

Прорезные швы также могут выполняться с предварительно полученными отверстиями удлиненной формы или при проплавлении верхнего листа при его толщине до 10 мм.

Общим недостатком рассмотренных типов швов является трудность контроля их качества, и в частности провара нижнего листа.

Для приварки шпилек используют специальные установки и флюсовые шайбы высотой 6—10 мм с наружным диаметром 15—20 мм. При диаметре шпильки более 8 мм для облегчения возбуждения дуги привариваемый конец затачивают на угол 90o.

При приварке шпилек в вертикальном и потолочном положениях силу сварочного тока снижают на 25—30 % по сравнению со сваркой в нижнем положении.

После обрыва дуги и образования достаточной сварочной ванны шпилька быстро подается до упора.

Малышев Б.Д. «Сварка и резка в промышленном строительстве», том 1

Автоматическая сварка под флюсом SAW (Submerged ARC Welding) — ESAB

Источник: https://www.autowelding.ru/index/0-41

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

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

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

Что представляет собой этот метод?

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

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

Полуавтоматическая сварка

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

Роботизированная автоматическая сварка

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

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

Разновидности флюсов

Делятся они на несколько групп, в зависимости от металла:

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

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

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

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

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

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

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

Основные режимы

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

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

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

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

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

Минусы и плюсы сварки под флюсом

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

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

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

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

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

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

Для чего нужна сварка флюсом?

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

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

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

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

  • Александр Романович Чернышов
  • Распечатать

Источник: https://stanok.guru/metalloobrabotka/svarka/chto-eto-takoe-svarka-pod-flyusom.html

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: