Wabashpress.ru

Техника Гидропрессы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сварка под флюсом – нюансы технологии, достоинства и недостатки

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

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

Схема сварки под слоем флюса

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

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

Некоторые виды швов, применяемых при сварке под флюсом

Некоторые виды швов, применяемых при сварке под флюсом

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

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

Пример работы сварки под флюсом увидеть на следующем видео:

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

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

Технология сварки под слоем флюса

Автоматические и механизированные виды сварки под слоем флюса отличаются от традиционной технологии тем, что дуга при ее выполнении горит не в открытом воздухе, а под слоем сыпучего вещества с рядом специальных свойств, которое называется флюсом. В момент зажигания сварочной дуги одновременно начинают плавиться металл детали и электрода, а также используемый флюс. В результате испарений металла и флюса, образующихся в зоне сварки, формируется газовая полость, которая и наполнена образовавшимися парами, смешанными со сварочными газами.

Пример внешнего вида шва после сварки под слоем флюса

Пример внешнего вида шва после сварки под слоем флюса

Полость, образующаяся при такой сварке, в своей верхней части ограничена слоем расплавленного флюса, который выполняет не только защитную функцию. Расплавленный металл электрода и свариваемой детали, взаимодействуя с флюсом, проходит металлургическую обработку, что способствует получению шва высокого качества.

При удалении дуги от определенной зоны сварки расплавленный флюс застывает, образуя твердую корку на готовом шве, которая легко удаляется после остывания изделия. Если выполняется автоматическая сварка под флюсом, то неизрасходованный флюс собирается с поверхности детали при помощи специального всасывающего устройства, которым оснащено автоматизированное оборудование.

На видео мастер объясняет некоторые нюансы работы при сварке с применением флюса:

Сварка под слоем флюса, выполняемая как механизированным, так и автоматизированным способом, обладает целым рядом весомых преимуществ.

  • Процесс можно осуществлять с использованием токов значительной величины. Как правило, сила тока при выполнении такой сварки ориентировочно находится в пределах 1000–2000 Ампер, хотя вполне можно довести это значение и до 4000 А. Для сравнения: обычную дуговую сварку выполняют при силе тока не больше 600 А, дальнейшее увеличение силы тока приводит к сильному разбрызгиванию металла и невозможности сформировать сварочный шов. Между тем увеличение силы тока позволяет не только значительно ускорить процесс сварки, но и получить сварное соединение высокого качества и надежности.
  • При сварке, выполняемой под слоем флюса, формируется закрытая дуга, которая расплавляет металл детали на большую глубину. Благодаря этому кромки свариваемой детали можно даже не подготавливать для их лучшей свариваемости.
  • Поскольку режимы сварки под слоем флюса предполагают использование тока большой силы, скорость процесса значительно увеличивается. Если сравнивать скорость сварки, выполняемой под слоем флюса, которая измеряется в длине шва, получаемого за определенный промежуток времени, то она может в 10 раз превышать аналогичный параметр обычной дуговой сварки.
  • Так называемый газовый пузырь, формируемый при выполнении сварки под защитным слоем флюса, препятствует разбрызгиванию металла, что предоставляет возможность получать сварочные швы высокого качества. Кроме того, это значительно снижает потери электродного металла, которые составляют максимум 2% от массы расплавленного материала. Экономится в таком случае не только электродный материал, но и электрическая энергия.
Читайте так же:
Что можно сделать со старым планшетом

Общая схема дуговой сварки под флюсом

Общая схема дуговой сварки под флюсом

Выбор режима сварки, выполняемой под слоем флюса, осуществляется по следующим основным параметрам:

  • диаметр используемой электродной проволоки;
  • род тока и его полярность;
  • скорость, с которой выполняется сварка;
  • напряжение для формирования сварочной дуги.

Дополнительными параметрами, влияющими на определение режима сварки под флюсом, являются:

  • размер частиц, состав и плотность используемого флюса;
  • значение вылета электродной проволоки;
  • параметр, определяющий, как электрод и свариваемая деталь располагаются относительно друг друга.

Оборудование, которым осуществляют сварку под флюсом

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

Сварочный трактор (производитель Multitrac)

Сварочный трактор (производитель Multitrac)

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

Сварочная колонна и свариваемая деталь на роликовых опорах

Сварочная колонна и свариваемая деталь на роликовых опорах

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

Используемые материалы

И внешний вид, и механические параметры полученного сварного шва в значительной степени зависят от того, правильно ли была выбрана электродная проволока для его выполнения. Требования к такой проволоке оговорены в соответствующем государственном стандарте (ГОСТ 2246-70). Сварочную проволоку изготавливают из низкоуглеродистой, легированной и высоколегированной стали, при этом ее диаметр может попадать в диапазон от 0,3 до 12 мм.

После изготовления проволока для сварки сворачивается в восьмидесятиметровые бухты. В отдельных случаях (по согласованию с потребителем) проволока может поставляться в виде кассет или катушек. Если электродная проволока используется не сразу, а после хранения, то перед применением ее требуется очистить от ржавчины и каких-либо загрязнений, для чего можно применять бензин или керосин.

Катушка порошковой проволоки для сварки под флюсом

Катушка порошковой проволоки для сварки под флюсом

Существует еще два ГОСТа, которые оговаривают требования, предъявляемые к электродной проволоке. Так, по ГОСТ 7871-75 выпускают проволоку, с помощью которой сваривают детали из алюминиевых сплавов, а по ГОСТ 16130-72 – омедненную проволоку, поверхность которой не требуется очищать перед сваркой.

Чтобы дуговая сварка под флюсом протекала устойчиво и позволяла получать шов высокого качества, следует правильно выбирать защитный состав. От состава флюса для сварки зависят характеристики атмосферы газового пузыря и его расплавленного слоя. Такой слой, в свою очередь, взаимодействуя с расплавленным металлом в зоне сварки, напрямую влияет на характеристики будущего шва. Компоненты флюса, естественно, подбирают и с учетом того, детали из какого материала необходимо будет сваривать. Так, флюсы для сварки обычных, нержавеющих сталей, алюминия и других металлов могут серьезно различаться по своему составу.

Данный сварочный аппарат помогает понять, как подается проволока и флюс в зону сварки

Данный сварочный аппарат помогает понять, как подается проволока и флюс в зону сварки

Флюсы, с помощью которых выполняется как механизированная, так и автоматическая сварка, одновременно решают сразу несколько важных задач:

Технология сварки под флюсом

Сущность полуавтоматической сварки под флюсом заключается в следующем: по мере перемещения вручную держателя полуавтомата из установленной на нем воронки в зону сварки подается флюс, который закрывает поверхность изделия и электродную (сварочную) проволоку на высоте 40 — 50 мм. Дуга, возбуждаемая между свариваемым изделием 1 и электродной проволокой 2, горит под слоем флюса 3 (рис. 1). При этом происходит плавление кромок свариваемого изделия, электродной проволоки и флюса. Затвердевший металл ванны образует шов 4, который покрывается образующейся в процессе сварки шлаковой коркой 5, легко удаляемой после остывания. Нерасплавившийся флюс собирают после сварки и используют вторично.

Схема сварки под флюсом
Рис. 1. Схема сварки под флюсом

Сварку под флюсом выполняют переменным и постоянным током. Металл сварного шва, выполненного под флюсом, состоит примерно из 1/3 расплавленного присадочного металла и 2/3 переплавленного основного металла. Отношение веса расплавленного флюса к весу расплавленного присадочного металла составляет приблизительно 1:1.

Электродная проволока. При полуавтоматической сварке под флюсом электродная проволока является одним из основных элементов, определяющих качество сварного соединения. Для сварки под флюсом применяют три вида проволоки: углеродистую, легированную и высоколегированную.

Поверхность поставляемой проволоки должен быть чистой, гладкой, без окалины, ржавчины и масла. Проволока поставляется в мотках, либо в специальных катушках. Каждый моток должен быть перевязан мягкой проволокой в трех или четырех местах, равномерно расположенных по окружности мотка.

К мотку прикрепляют бирку, на которой указывают наименование или товарный знак предприятия-поставщика, наименование проволоки, марку стали (проволоки), диаметр проволоки и номер стандарта, по которому стандартизируется проволока. Каждую партию проволоки сопровождают сертификатом, в котором указывают наименование предприятия-поставщика, наименование проволоки, марку стали (проволоки), номер плавки, диаметр проволоки, химический состав стали, результаты испытаний, массу проволоки и номер стандарта (ГОСТа).

СВАРОЧНАЯ ДУГА ПОД ФЛЮСОМ

Сварочная дуга возбуждается между голой электродной проволокой под слоем сыпучего флюса и свариваемым металлом. После возбуждения дуги за счет высокой ее температуры возникает флюсовый пузырь, который образуется парами и газами, выделяющимися в столбе в процессе горения дуги. Таким образом, после возбуждения сварочная дуга горит в флюсовом пузыре. Во флюсовом пузыре парами и газами создается давление порядка 0,5 — 0,9 кПа. Давление столба дуги, газов и паров металла, находящихся в пузыре, способствует вытеснению жидкого металла из-под основания сварочной дуги, в результате чего дуга заглубляется в основной металл.

Читайте так же:
Приспособление для горизонтального сверления

Флюсовый пузырь предупреждает потери металла на угар и разбрызгивание. Повышение величины сварочного тока увеличивает глубину проплавления и коэффициент наплавки, а следовательно, увеличивается количество расплавленного электродного металла. Стабильность горения дуги под флюсом зависит от соотношения между количеством расплавляемого электродного металла и количеством поступающего в сварочную дугу электродного металла. При увеличении скорости передвижения сварочной дуги под флюсом уменьшаются глубина проплавления, ширина и высота шва, что объясняется уменьшением количества тепла дуги, вводимого на единицу протяженности сварного шва. Если оставить постоянными скорость сварки, величину сварочного тока, то при увеличении напряжения на сварочной дуге, горящей под флюсом, увеличивается длина дуги, что приводит к ее подвижности. Сварочная дуга под флюсом может протекать как при использовании переменного тока, так и постоянного. В свою очередь сварочная дуга постоянного тока может быть прямой или обратной полярности. Слой нерасплавленного флюса мешает газовому пузырю разорваться. Когда слой флюса прорывается и наружу выходит газ, то это указывает на недостаток флюса. При сварке дугой, горящей под флюсом, применяют большую плотность тока, чем при ручной дуговой сварке штучными электродами. Это объясняется тем, что в первом случае расстояние от токоподводящего мундштука до сварочной дуги не превышает 60—100 мм. Поэтому меньше теряется тепла за счет излучения, а дуга под флюсом является более сосредоточенным источником, чем открытая дуга. В то же время температура дугового промежутка практически не увеличивается из-за больших затрат энергии на плавление и испарение металла и флюса. При увеличении давления в газовом пузыре за счет давления слоя флюса возрастает и плотность тока. Давление газов изменяется почти пропорционально сварочному току.

МЕТАЛЛУРГИЯ СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ

Флюсы для автоматической и полуавтоматической сварки по способу производства разделяются на плавленые и неплавленые (керамические). Плавленые флюсы— это искусственно приготовленные силикаты сложного состава с добавкой фтористых солей, сплавленные в электрических или пламенных печах и измельченные после сплавления в крупку до определенной грануляции. При сварке легированных сталей применяют флюсы, не содержащие кремнезема и построенные в основном на фтористых солях (CaF2, NaF и др.) с добавлением прочных окислов (CaO, MgO, А120з). Керамические флюсы — механическая смесь порошкообразных компонентов, связанных между собой раствором или спеканием и раздробленная в виде крупки до определенной грануляции.

При полуавтоматической и автоматической сварке сталей флюсы защищают жидкий металл в зоне дугового разряда от влияния кислорода и азота воздуха, химически воздействуют с жидким металлом, а также легируют сварочную ванну. Защитные свойства флюса зависят от его физического состояния (стекловидный или пемзовидный) и грануляции. В зависимости от химического состава флюса и сварочной ванны флюс либо вступает в химическое взаимодействие с жидким металлом, либо остается пассивным.

Флюсы — силикаты в своем составе, имеют два типа окислов: основные и кислотные, поэтому носят основной или кислотный характер. Основные флюсы обычно применяются при сварке легированных сталей, когда кремневосстановительный процесс отрицательно влияет на формирование сварного шва.

При сварке под флюсом имеется три фазы: шлаковая (флюсовая), газовая и металлическая. Между этими фазами в процессе горения сварочной дуги под флюсом происходят обменно-восстановительные реакции.

В наиболее горячей части сварочной ванны на границе раздела между металлической н шлаковой фазами протекает реакция (SiO2) + 2Fe = 2(FeO) + [Si] .

Круглые скобки () обозначают, что соединение находится в виде шлака, а квадратные [] — элемент растворен в расплавленном металле сварочной ванны. Эта реакция протекает в том случае, если концентрация кремнекислоты во флюсе будет высокой при низкой концентрации закиси железа (FeO) в нем, и низкой концентрации кремния в сварочной ванне. Закись железа, образующаяся по приведенной реакции, преимущественно переходит в шлак и частично в металл, следовательно металл шва обогащается одновременно кремнием и кислородом (закисью железа). При этом следует отметить, что повышение кислотности флюса может привести к высокому содержанию в сварочной ванне кремния, который восстановился из флюса. Приведенная реакция имеет очень важное значение в тех случаях, когда производится сварка низкоуглеродистых кипящих сталей. Наличие кремния в жидком металле, восстановленного из флюса, не менее 0,2 %, позволяет ликвидировать и подавить развитие в кристаллизующейся части сварочной ванны реакции образования СО и получить плотный шов.

Отрицательной стороной реакции является засорение сварного шва силикатными включениями. Наличие высокой концентрации закиси марганца (МnО) во флюсе и низкой концентрации закиси железа в нем, на границе между металлической и шлаковой фазами протекает реакция восстановления (окисления) марганца (МnО) + Fеж = (FeO) + [Mn].

Восстановлению марганца способствует высокая концентрация МnО во флюсе, повышение основности флюса и низкое содержание окислов железа во флюсе, следовательно, при малых концентрациях МnО во флюсе происходит окисление марганца, а при достаточно высокой концентрации его восстановление. Восстановление марганца из флюса содействует повышению концентрации закиси железа в системе металл — шлак и, следовательно, некоторому окислению жидкого металла в зоне плавления.

Развитию кремне- и марганцевовосстановительных реакций способствует тот флюс, который является химически активным к расплавленному металлу сварочной ванны. В этом случае происходит окисление углерода, при котором следует учитывать два обстоятельства:

1) окисление углерода, происходящее в высокотемпературной части сварочной ванны, приводит к раскислению жидкого металла;

2) окисление углерода, совершающееся в кристаллизующейся части сварочной ванны, способствует образованию пор в металле шва.

Читайте так же:
Схема подключения проводного звонка

С целью погашения образования реакции окисления углерода в кристаллизующейся части сварочной ваяны, необходимо в ней иметь определенное содержание кремния (не ниже 0,1%), позволяющее получить плотный шов.

В сварочных флюсах содержится некоторое количество (до 0,15%) серы, которая является одной из наиболее вредных примесей в металле шва. Сера, в зависимости от условий, переходит из флюса в металл, или наоборот. Благоприятные условия перехода серы в металл шва (сварочную ванну) бывают тогда, когда она находится во флюсе в виде сульфида железа — FeS, который хорошо растворяется в жидком железе. Во флюсах, имеющих высокое содержание марганца, сера бывает связана в сульфид марганца (MnS), которая плохо растворяется в железе. В сварочной ванне возможны следующие химические реакции (MnS) + Feж = [FeS] + [Mn], (MnS) + [FeO] = [FeS] + [МnО]. Превращение MnS в FeS в сварочной ванне происходит тогда, когда созданы окислительные условия и наличие малой концентрации марганца в металле. Торможению процесса превращения MnS и FeS способствует высокая концентрация марганца в металле и закиси марганца (МnО) в шлаке.

Сульфид железа FeS является вредной примесью в металле шва. В период кристаллизации сульфид железа образует в междендритных пространствах легкоплавкую эвтектику FeS·Fe (температура плавления около 940°С), способствующую образованию горячих трещин.

В процессе сварки под высокомарганцовистыми флюсами фосфор переходит из флюса в металлическую ванну. Этот процесс происходит тем полнее, чем выше кислотность флюса. Содержание фосфора в металле шва снижает его ударную вязкость. Находящаяся на поверхности свариваемых кромок ржавчина или окалина служит причиной возникновения пор в металле сварного шва.

ТЕХНИКА ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ

При полуавтоматической сварке под флюсом (рис. 2) сварочная проволока малого диаметра из кассеты 1 по специальному гибкому шлангу 2 передвигается подающим ме­ханизмом 3 к держателю 4, из которого она поступает в зону сварки. Сварочный ток подводится к держателю через гибкий шланг 2. Флюс в зону сварки подается либо пневматически сжатым воздухом по шлангу, либо за счет собственного веса из воронки держателя 4.

В процессе сварки сварщик перемещает держатель полуавтомата вручную вдоль линии шва. Полуавтоматической сваркой под флюсом можно выполнять различные типы сварных соединений (рис. 3).

Схема поста полуавтоматической сварки под флюсом

Рис. 2. Схема поста полуавтоматической сварки под флюсом: 1 — кассета подающего механизма; 2 — гибкий шланг для подачи электродной проволоки; 3 — ролики подающего механизма; 4 — держатель; 5 — подающий механизм; 6 — аппаратный ящик с оборудованием полуавтомата; 7 — сварочный трансформатор.

Схема полуавтоматической сварки под флюсом

Рис. 3. Схема полуавтоматической сварки под флюсом: а — стыковых швов; б — в положении «в ложечку», в — тавровых швов; г — нахлёстных швов.

Схема полуавтоматической сварки под флюсом

Рис. 4. Схема полуавтоматической сварки под флюсом: а — на медной или стальной подкладке; б — при соединении «в замок»; в — на флюсовой подушке; 1 — резиновый шланг; 2 — флюс; 3 — изделие.

При полуавтоматической сварке для получения качественных сварных швов применяют флюс более мелкой грануляции, чем при автоматической сварке под флюсом. Полуавтоматическую сварку под флюсом выполняют по ручной подварке, на стальной и медной подкладках, на флюсовой подушке и на весу.

Полуавтоматическую сварку по ручной подварке применяют в тех случаях, когда полуавтоматическая подварка невозможна, например, при сварке кольцевых швов цилиндрических изделий небольшого диаметра.

Медную удаляемую подкладку (рис. 4, а) применяют при сварке тонких листов, при этом требуется достаточно точная сборка и надежное прижатие кромок к медной подкладке по всей длине шва (максимальный зазор 0,25 — 0,5 мм). Для получения валика в зоне корня шва в медной подкладке делают канавку, иногда ее засыпают флюсом.

Стальную остающуюся подкладку (см. рис. 4, а) применяют при сварке тонких листов, причем допускается большой зазор между стыкуемыми элементами, чем при сварке на мед­ной подкладке, а зазоры между подкладкой и изделием должны быть не больше 1 мм. Разновидностью сварки на остающейся стальной подкладке является сварка в замок (рис. 4, б), которая применяется при наложении кольцевых швов на толстостенных цилиндрах малого диаметра.

При использовании флюсовой подушки (рис. 4, в) требуется меньшая точность сборки, чем при сварке на медной подкладке; хорошие результаты получаются как при однопроходной сварке с полным проваром всей толщины листа, так и при подварке с обратной стороны двустороннего стыкового шва. Для полуавтоматической сварки под флюсом применяются полуавтоматы ПШ-5, ПДШМ-500 и др.

Режимы автоматической сварки под флюсом

Сварка вертикальных швов автоматическим способом производится под флюсом с принудительным формированием.

Для сварки вертикальные стыковые соединения (без скоса кромок) собирают с зазором 8—12 мм.

Технология автоматической сварки под флюсом

С одной стороны стыка закрепляется медная полая накладка (рис. 1), охлаждаемая проточной водой

автоматическая дуговая сварка под флюсом

Изогнутая электродная проволока 4 занимает положение между кромками 5. Автоматическая головка имеет медный полый ползун 2, также охлаждаемый водой.

Наплавка происходит снизу вверх в «форму», образованную свариваемыми кромками и медными планками, в которой удерживается жидкая ванна металла 3.

Вследствие соприкосновения ее с неподвижной медной планкой и подвижным медным ползуном происходит охлаждение и застывание металла шва.

Сварка стыковых соединений в вертикальном положении с принудительным формированием может производиться как дуговым, так и бездуговым— электрошлаковым процессом.

Бездуговой процесс с принудительным формированием применяется при сварке металла больших толщин (более 30 мм).

Полуавтоматическая шланговая сварка осуществляется при механической подаче сварочной проволоки диаметром 1,2—2 мм из катушки через гибкий шланг в трубчатый мундштук, закрепленный в держателе.

К мундштуку подводятся также сварочный ток и флюс. Держатель перемещается вдоль свариваемого шва вручную.

С 1940 г. началось повсеместное применение автоматической сварки закрытой дугой под слоем порошкообразных флюсов.

Читайте так же:
Углерод карбид кальция ацетилен

Схема установки для автоматической дуговой сварки под флюсом

Голая электродная проволока 1, помещенная в кассете 2, с помощью подающего механизма сварочной головки перемещается к изделию.

Дуга горит в толстом слое (50—70 мм) стекловидного гранулированного флюса 3, поступающего в зону сварки из специального бункера 4.

При поступательном перемещении автомата или изделия образуется сварной шов 5, покрытый шлаковой коркой 6.

Большая часть флюса, оставшаяся нерасплавленной, инжекторным флюсоотсасывающим устройством 7 собирается с поверхности изделия и вновь поступает в бункер.

Основная особенность описанного процесса сварки заключается в повышении качества металла шва благодаря тому, что флюс обеспечивает устойчивое горние дуги и защиту сварочной зоны от влияния воздуха.

Так же флюс способствует замедлению скорости охлаждения шва.

Подбором состава флюса можно осуществить легирование металла шва.

автоматическая сварка под флюсом оборудование

Рис.2 Схема установки для автоматической сварки под флюсом

При автоматической сварке наиболее широко применяются флюсы, представляющие собой шлаковые системы, построенные на базе силикатов и окислов марганца, кальция или магния.

Составы флюсов-силикатов

Таблица. Плавленные флюсы, применяемые при сварке малоуглеродистых сталей

Технология автоматической сварки под флюсом

Кромки под сварку могут подготовляться машинной кислород­ной резкой или обработкой на станке. Ручная кислородная резка дает недостаточно чистый разрез. Перед сваркой кромки должны быть тщательно просушены и очищены от ржавчины, масла, краски, шлаков на шири­ну 50—60 мм в обе стороны от шва, а так­же от наплывов после кислородной резки.

Рис. 82. Подготовка кро­мок при сварке под флюсом:

Детали перед сваркой должны прихваты­ваться электродами с толстым покрытием. Площадь сечения прихваточных швов долж­на быть не более половины площади сечения основного шва.

Сварка стыковых швов. В зависимости от конструкции изделия применяют двухсторон­нюю и одностороннюю сварку.

Двухсторонняя сварка обе­спечивает полный провар шва даже при не­которых дефектах сборки: смещении кро­мок, наличии больших зазоров и т. п. Подготовка кромок производится согласно рис. 82, а, г. Зазор между кромками не должен превышать 1 мм, чтобы жидкий металл не протекал при сварке первого шва. Глубина проплавления при наложении пер­вого шва должна составлять 60—70% тол­щины металла. Первый шов сваривается на весу, без подкладок с обратной стороны.

а — при двухсторонней сварке, б — при много­слойной односторонней сварке, в —- прн односто­ронней сварке толстого металла, г — прн двухсто­ронней сварке толстого металла

Если трудно при двухсторонней сварке получить между кромками зазор менее 1 мм, для предупреждения протекания металла при наложении первого шва необходимо предпринять следующее:

1. Вести сварку на флюсовой подушке. Свариваемые листы собираются с зазором 2—4 мм и укладываются на слой флюса, ко­торый с помощью специального приспособ­ления (рис. 83) плотно прижимается к свариваемому металлу с обратной стороны и удерживает жид­кий металл от вытекания. Свариваемые листы / укладываются на ролики 7, укрепленные на поворотных стойках 8. Кромки листов располагают вдоль двух швеллеров 3 и прижимают к ним с помощью электромагнитов 2 и 6. Между швеллерами уло­жен брезентовый желоб 5, в который насыпан флюс 4. Желоб опи­рается на стальную подкладку 9, под которой проложен резиновый шланг 10, в шланг подается сжатый воздух. Для равномерного

прилегания флюса к металлу давление воздуха должно быть: для листов 4—6 мм — 0,5—1 ати-, для листов до 50 мм — 2—3 ати.

После наложения шва с одной стороны листы поворачивают, зазор между ними тщательно очищают от остатков флюса, если нужно, подрубают зубилом и затем сваривают второй шов с другой стороны стыка уже без флюсовой подушки. При сварке толстых листов без скоса кромок величина зазора должна быть: для листов толщиной 30 мм—6—7 мм; 40 мм — 8—9 мм; 50 мм — 10—11 мм.

При сварке круговых швов цилиндрических сосудов применяют подвижные флюсовые подушки из транспортерной резиновой ленты.

Рис. 83. Схема флюсовой подушки с пневматическим при­жатием флюса

На рис. 84 изображена подвижная флюсовая подушка конструкции Т. А. Возыка. На швеллере 4 укреплены правые рычаги 6 и левые рычаги 3, несущие на себе ролики 2, вокруг которых движется про­резиненная транспортерная лента 7. Ролик 5 служит для устране­ния трения между внутренними поверхностями ленты при сварке сосудов малого диаметра.

Во избежание перекоса рычаги скрепляются стяжными бол­тами 9. Тележка 10 флюсовой подушки перемещается вдоль из­делия по угольникам 50 X 50 мм. Прорезиненная лента имеет ширину 200 мм, толщину 10 мм и обшита асбестовым полотном с нашитыми по краям бортами из резины. Натяжение ленты осуществляется перемещением оси правого ролика по пазам в рычагах 6. Флюс на транспортерную ленту поступает из бунке­ра 8. Лента прижимается к поверхности свариваемого со­суда весом правых рычагов и бункера и приводится в движение свариваемым сосудом, вращающимся на опорных роликах 1 в на­правлении, указанном стрелкой.

2. Вести сварку на временной стальной подкладке. Подкладка прихватывается дуговой сваркой с обратной стороны шва и засы­пается флюсом. После сварки подкладка удаляется и шов сварива­ется с обратной стороны.

3. Выполнять сварку после предварительной подварки корня шва ручной сваркой. Способ этот менее производителен и его по возможности следует заменять автоматической сваркой шва с обеих сторон.

Односторонний способ сварки применяется в случаях, когда размеры или форма изделия не позволяют исполь­зовать сварку с двух сторон. При этом применяют:

1. Сварку на стальной остающейся подкладке. Подкладка плот­но подгоняется к листам с обратной стороны шва, прихвзтывается ручной дуговой сваркой, а затем проваривается автоматической сваркой одновременно с основным металлом.

Рис. 84. Схема устройства подвижной флюсовой подушки для сварки коль­цевых швов резервуаров

2. Сварку на флюсовой подушке с принудительным прижатием флюса (рис. 83 и 84).

Читайте так же:
Пилки для электролобзика по дереву как выбрать

3. Сварку на. медной подкладке. Медная подкладка устанавли­вается с нижней стороны шва и плотно прижимается к сваривае­мым листам с помощью механических или пневматических нажим­ных приспособлений. Зазор между листами не должен превышать 0,5 мм. Медная подкладка после сварки легко отделяется от сталь­ных листов, так как она к ним не приваривается. При сварке ли­стов с зазором 2—3 мм в медной подкладке делается желобок, в ко­торый насыпается флюс. В этом случае с обратной стороны шва образуется валик. Толщина подкладки при тонких листах берется от 5 до 10 мм; при листах толщиной 20—30 мм — 10—15 мм. Ши­рина подкладки 40—80 мм.

Вместо подкладки применяют также медный башмак, охлаждае­мый водой и скользящий по обратной стороне шва во время свар­ки. При сварке на скользящем медном башмаке листы собираются в стык с зазором 2—3 мм и через каждый 1,2—1,5 м скрепляются сборочными гребенками, прихватываемыми дуговой сваркой.

Сварочный трактор ТС-32 (рис. 85) имеет тонкий нож 3 толщи­ной 1-^—1,5 мм, проходящий через зазор в стыке и с помощью пру­жины, прижимающий тягу 5 к нижней стороне свариваемых ли­стов. На тяге расположены ролики 4 и охлаждаемый водой медный башмак 1. Ведущие колеса 2 сварочного трактора перемещаются по листам, причем нож 3 обеспечивает направление электрода точ­но по зазору свариваемого шва. Дуга горит под флюсом над баш-

Рис. 85. Сварка листов в стык с зазором на медном скользящем башмаке трактором ТС-32

маком, удерживающим жидкий металл от протекания и формирую­щим обратную сторону шва. По мере продвижения автомата вдоль шва сборочные гребенки срубаются.

Этот способ разработан Институтом электросварки им. Е. О. Патона и применяется для сварки стыковых швов при толщине листового материала от Здо 12 мм. Он не требует дорогих и слож­ных сборочно-сварочных приспособлений и может использоваться при сварке листов толщиной до 25 мм без разделки кромок (прн повышенном зазоре между ними).

4. Одностороннюю сварку после предварительной ручной под — варки. При толщине листов до 6 мм подварка выполняется без скоса кромок, при толщине 7—12 мм — со скосом кромок под углом 30° на глубину 4—5 мм, при толщине 12—50 мм — на глу­бину 5—9 мм. Глубина проплавлення при автоматической сварке должна обеспечивать расплавление металла шва, наплавленного вручную. Ручная подварка связана с увеличением затрат труда и поэтому ее по возможности следует избегать.

Рис. 86. Сварка под флюсом:

угловых швов в лодочку, 6 — наклонным электродом

Рис. 87- Сварка угловых швов на флюсовой подушке:

і— мелкий флюс. 2 — флюсовая подушка, 3 — стальная труба, 4 — асбестовая обмотка

Рис. 88. Сварка угловых швов при увеличенном зазоре между листами:

/ — электродная проволока, 2— флюс, 3 — стальная полоса, 4 — подварочный шов, 5— медная съемная подкладка, 6—асбестовая

Сварка угловых швов. Угловые швы тавровых соединений и соединений в нахлестку сваривают или вертикальным электродом при положении шва в лодочку (рис. 86, а) или наклонным электро­дом при горизонтальном положении одного из листов (рис. 86, 6).

Сварка в лодочку производится на весу (без подкладки и флю­совой подушки), если зазоры между листами не превышают 1 мм. При больших зазорах сварку выполняют на флюсовой подушке (рис. 87). Сварка в лодочку требует приспособлений для кантова­ния изделия — кантователей. Вместо флюсовой подушки можно применять стальную или медную прокладку, заделывать зазор асбе­стом или предварительно подваривать с обратной стороны (рис. 88).

Наклонным электродом сваривают угловые швы, расположен­ные на горизонтальной (см. рис. 86, б) или вертикальной плоскости (рис. 89, г). При таком положении свариваемых листов металл шва стремится стекать на горизонтальный лист, поэтому получить шов с катетом более 10 мм затруднительно. При швах большего размера приходится прибегать к многослойной сварке. Угол наклона элек­трода к горизонтальной плоскости может изменяться от 15 до 45°, составляя в среднем 20—30°.

Во избежание подрезов вертикальной стенки и наплывов метал­ла на горизонтальный лист электрод должен передвигаться точно вдоль оси шва со смещением в сторону горизонтального листа на величину не более половины диаметра электрода.

Сварка швов в нахлестку с оплавлением кромки. Благодаря значительному сварочному току под флюсом можно сваривать в нахлестку листы толщиной до 8 мм путем оплавления кром­ки верхнего листа. В этом случае электрод располагается вер­тикально и направляется точно вдоль кромки верхнего листа (рис. 89, а). При слишком большом смещении вправо (рис. 89, 6) увели­чивается глубина провара в нижнем листе и ослабляется шов. При смещении электрода влево от кромки (рис. 89, в) провар нижнего листа уменьшается и на шве появляются наплывы. В ряде кон­струкций применяются также прорезные соединения в нахлестку (рис. 89, д),

Режим сварки. Под режимом автоматической сварки понимает­ся сварочный ток, напряжение дуги и скорость сварки, которые определяют глубину провара и ширину сварного шва.

Глубина провара возрастает с увеличением тока и уменьшением скорости сварки. Возрастание скорости сварки при неизменном токе уменьшает, а уменьшение скорости — увеличивает ширину валика. На глубину провара непосредственно влияет плотность сварочного тока, т. е. число ампер, приходящихся на 1 мм2 попе­речного сечения электродной проволоки. Повышение плотности тока увеличивает глубину провара. Применяя проволоку малого диаметра и повышенную плотность тока, получают швы с глубо­ким проплавлением. На этом принципе основаны современные спо­собы полуавтоматической и автоматической сварки под флюсом
проволокой малого диаметра. Напряжение дуги, горящей под флюсом, также оказывает влияние на глубину провара и размеры сечения шва. С увеличением напряжения дуги глубина провара уменьшается, а ширина шва увеличивается.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector