Оборудование для сварки под слоем флюса

Технология автоматической сварки под флюсом

Каждому опытному сварщику понятен тот факт, что атмосферный воздух, попадая в зону сварки, негативно влияет на качество шва. Своей химической реакцией он вызывает окисление стыка, из-за чего происходит образование трещин. Чтобы избежать таких осложнений, применяются защитные вещества, направленные в область сваривания.

Самым популярным методом получения надежного и крепкого соединения двух металлических поверхностей является автоматическая сварка с применением флюса. Благодаря такому методу даже трудные металлы поддаются скреплению, такие как медь, алюминий или нержавейка. Автоматическая сварка занимает меньше времени и значительно облегчает работу, а флюс обеспечивает качество шва.

Технология сварки под слоем флюса

Принцип работы с флюсом ничем не выделяется от обычной электродуговой сварки. Также плавится металл под воздействием большого нагрева сварочной дуги. Но именно автоматическая сварка отличается от всех остальных своим удобством и быстротой. Большинство работ выполняет не человек, а машина, которая равномерно подает проволоку и продвигает источник тепла. Мы рассматриваем вариант под слоем флюса, который покрывает проволоку.

Что такое флюс

Флюс – это специальный состав, оберегающий металл от окисления воздухом. Его производят порошкообразным, гранулированным, пастообразным и жидким. Флюсы подаются в большом количестве в сварную ванну. Вытесняя кислород, они создают невидимое покрытие для надежного соединения шва. Кроме этого флюсы помогают стабильному горению дуги, не создают обильного количества брызг и могут улучшить химические показатели металла.

Виды флюсов

Перед приобретением флюса стоит поинтересоваться его назначением. Они применяются для разных типов металла:

• для углеродосодержащих и легированных сталей;
• для высоколегированных составов;
• для цветных сплавов.

По составу флюсы делятся на:

• плавленые, такие флюсы недорогие и широко применяются у сварщиков. Плавленый флюс является глобальным компонентом в защите сварочного шва, но не более;
• керамические, если вам необходимо расширенные свойства шва, то выбирайте этот вид флюса.

И наконец, флюсы по химическим свойствам бывают:

• активными, в смеси присутствуют кислоты, которые впоследствии могут привести к ржавчине, поэтому тщательно сбивайте образовавшийся шлак;
• пассивными, в автоматическом режиме такие флюсы не используют, в их характеристиках нет необходимых свойств. Единственное применение пассивных флюсов в пайке, известных как канифоль или воск.

Какую марку флюса выбрать, решает каждый для себя сам. Российские производители выпускают недорогой и хороший флюс, а зарубежные изготовители могут похвастаться стабильным качеством. Но и в том и в другом случае, защитные свойства веществ действительно работают. Главное, правильно соблюдать технологию сварки.

Плюсы и минусы сварки под флюсом

Недостатки автоматической сварки:

• возможность сварки ограничена только нижними швами;
• требуется более тщательно подготовить кромки свариваемых изделий. Существует определенный гост, согласно которому совершается зачистка изделий аппаратным способом. Ведь автоматический режим – это машина, которая не может поправить и передвинуть край поверхности;
• высокая цена оборудования и составляющих. Но такая цена обоснована, ведь в основном, автоматическая сварка применяется в промышленных масштабах.

Большой и жирный плюс состоит в отсутствии человеческого фактора. Мастеру не нужно стоять в неудобных позах, вдыхать вредные пары, контролировать дугу, и в принципе, даже не нужно уметь варить. Все процессы происходят автоматически. Единственное, в чем необходимо хорошо разбираться, это в выставлении правильных настроек автомата. Остальную работу машина возьмет на себя, выполнив соединение на высшем уровне, как в единичном экземпляре, так и для миллионной серии.

Суть процесса

Как уже говорилось выше, автоматическая сварка подразумевает более основательную подготовку поверхности. Пыль, грязь, жировые разводы, остатки лакокрасочных материалов, ржавчина и прочий сор недопустимы в технологическом процессе. Сварочный процесс можно начинать только на чистый и обезжиренный металл.

Автоматический процесс с использованием флюса можно начинать после выставления настроек, которые задает оператор. Чтобы выставить правильные настройки, человек должен обладать теоретическими знаниями сварочного автомата. Чем толще металл, тем больший диаметр электрода используется. Вместе с тем увеличивается сила сварочного тока и напряжение дуги. А вот скорость работ снижается при большой толщине металла.

В интернете можно найти массу расчетов при работе с разными соединениями. Эта тема масштабна и мы не будем ее касаться в данной статье. Рекомендуем ее изучить самостоятельно.

В сварке принимает участие присадочная проволока, использующаяся для флюсового состава. Будет хорошим вариантом подобрать пруток из того же материала, из которого сделан сам элемент сваривания. Присадка подается в автоматическом режиме, от специалиста требуется лишь заправить ее в механизм.

Флюс засыпают с специально отведенный отсек на сварочном аппарате. Соответственно, расход флюса будет больше при сварке толстых металлов. Любой флюс расплавляется от температурного нагрева, а попадая на область шва, не вредит его свойствам, а зачастую, и улучшает их. Во время сварочного процесса флюс вспенивается и образует на поверхности стыка металлический шлак. Его необходимо убирать.

Сварка автоматическим режимом с помощью флюса ускоряет работу, но на качество шва быстрота не отражается.

Мы рассказали вам об автоматизированной сварке во флюсовой среде, но существуют и полуавтоматическая, и ручная сварка с использованием этого состава. Но об этих технологиях поговорим в следующий раз. Просим опытных мастеров поделиться своими советами и рекомендациями, относительно автоматической сварки под слоем флюса.

Сварка под флюсом: режимы ручной, автоматической, полуавтоматической, механизированной сварки проволокой без газа

Кислород может негативно воздействовать на нагретый металл, вызывая окисление. Чтобы это предотвратить, можно воспользоваться одним из многочисленных способов. В статье мы расскажем о том, что это такое –
ручная, автоматическая и полуавтоматическая дуговая сварка под слоем флюса, про преимущества и недостатки схемы, технологии и особенности.

Для чего нужна флюсовая проволока, что это такое за компонент

При выполнении сварочных работ необходимо заранее позаботиться о качестве получаемого шва. Из-за воздействия воздуха может начаться процесс окисления, что приедет к микротрещинам и низкой эстетичности. Поэтому и был придуман этот расходник. Он если нужно получить соединение без воздействия воздуха, но нет возможности использовать газовый баллон.

Представляет собой металлическую трубку, заполненную флюсовой смесью. Работать с ней можно в ограниченном пространстве, но стоит помнить про недостатки. К ним относят:

• хрупкость, требующая осторожности при заправке расходного компонента;
• возможность работы только на ровной плоскости, так как сварочная ванна получается большой и флюс может стекать.

В ней применяется порошок цвета, в который часто добавляют металл. Его активно используют при процедуре напайки, потому что он, вступая в реакцию, позволяет получить слой со свойствами, аналогичными основной поверхности.

Достоинства (основные преимущества) и недостатки сварки под флюсом

• Глубокий провар без прожогов – добиться его можно при увеличении силы тока.
• Возможность сварив
• ать металл с большой толщиной без предварительной разделки кромок.
• Однородный состав шва, его высокая эстетичность и прочность.
• Отсутствие дефектов в виде неравномерных проходов, полостей.
• Нет разбрызгивания расплавленного материала, потому что процесс нагрева происходит под сыпучим веществом.
• Сварщики отмечают экономию на электричестве и расходные детали – до 40%.
• Мало вредных газов, в результате – упрощенная техника безопасности при сварке под флюсом.
• Минимальное выделение токсичных веществ – можно работать без средств индивидуальной защиты для дыхательных путей.

• Текучесть ограничивает возможности соединения, поскольку процедуру необходимо проводить только в нижнем горизонтальном положении, иначе можно добиться подтеков и плохой глубины проваривания. И сложно себе представить нанесение порошка на металлические конструкции на потолке.
• Практически не годится для стыковки труб, которые в сечении не превышают 15 см.
• Специальная подготовка и навыки как на подготовительном этапе, так и при сваривании.

Роль флюса при сварке

Изначально применялся только при креплении элементов из низкоуглеродистых сплавов, но сейчас признали эффективность способа фактически для любых металлов, в том числе тугоплавких.

Основное назначение – предотвращение окислительных процессов, которые влияют на целостность и качество шва. Помимо защиты от кислорода, вещество влияет следующим образом:

• более устойчиво горит электродуга;
• расплавленный компонент не разбрызгивается в стороны;
• можно изменить химический тип участка.

Виды флюсов для сварки стали и что это такое в металлообработке

Первое и главное различие – по применению. В зависимости от того, с каким материалом вы планируете работать, следует подобрать уникальный состав. Он может быть предназначен для составов с разным количеством углерода или с легирующими добавками, а также для разного типа цветного металла.

Также можно классифицировать:

• По компонентам – плавленный или керамический. Первый используется чаще, он отличается доступной стоимостью, универсальностью и хорошей защитой от кислорода. В то время как второй, более узконаправленный, а также профессиональный, позволяет добиться максимального качества, прочности и красоты шва.
• По уровню химической активности – активные и пассивные. Одни имеют в составе кислоты, и они могут негативно воздействовать на материал, если после сваривания их не счистить. А другие – недостаточно хороши для автоматической механизированной сварки под флюсом, но применяются при ручной дуговой. Они выглядят как паста или канифоль.
• По производителю. Одни сварщики предпочитают дешевое отечественное вещество, утверждая, что по уровню оно не уступает импортным. А вторые выбирают только заграничную продукцию. Отметим, что оба компонента могут показать свои защитные свойства исключительно при выполнении технологии.
• По консистенции: порошки, пасты, гранулы.
• По химическим добавкам: солевые (с фторидами и хлоридами, подходят для активных металлических сплавов), смешанные (для легированных сталей), оксидные (с окислами металлов и фтористыми составами).

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).

Некоторые виды швов, применяемых при сварке под флюсом

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

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

Пример работы сварки под флюсом увидеть на следующем видео:

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

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

Технология сварки под слоем флюса

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

Пример внешнего вида шва после сварки под слоем флюса

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

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

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

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

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

Общая схема дуговой сварки под флюсом

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

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

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

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

Оборудование, которым осуществляют сварку под флюсом

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

Сварочный трактор (производитель Multitrac)

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

Сварочная колонна и свариваемая деталь на роликовых опорах

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

Используемые материалы

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

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

Катушка порошковой проволоки для сварки под флюсом

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

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

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

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

1. легирование металла сварочного шва;
2. защита зоны сварки от негативного воздействия внешней среды;
3. формирование поверхностного слоя шва;
4. повышение устойчивости сварки путем стабилизации разряда электрической дуги.

Хотя одним из достоинств сварки под флюсом является ее способность сваривать детали на большую глубину, однако при уменьшении мощности дуги и использовании тонкой проволоки вполне успешно можно работать и с тонкостенными элементами.

Сварка под флюсом (SAW)

При сварке под флюсом сварочная дуга горит между изделием и торцом сварочной проволоки. По мере расплавления проволока автоматически подается в зону сварки. Дуга закрыта слоем флюса. Сварочная проволока перемещается в направлении сварки с помощью специального механизма (автоматическая сварка) или вручную (полуавтоматическая сварка).

Под влиянием тепла дуги основной металл и флюс плавятся, причем флюс образует вокруг зоны сварки эластичную пленку, изолирующую эту зону от доступа воздуха. Капли расплавляемого дугой металла сварочной проволоки переносятся через дуговой промежуток в сварочную ванну, где смешиваются с расплавленным основным металлом. По мере перемещения дуги вперед металл сварочной ванны начинает охлаждаться, так как поступление тепла к нему уменьшается. Затем он затвердевает, образуя шов. Расплавляясь, флюс превращается в жидкий шлак, который покрывает поверхность металла и остается жидким еще некоторое время после того, как металл уже затвердел. Затем шлак затвердевает, образуя на поверхности шва шлаковую корку.

Одной из разновидностей этого способа сварки является сварка по флюсу. При этом используется значительно меньшая толщина слоя флюса, чем при сварке под флюсом. Дуга горит в условиях свободного доступа воздуха. Расплавляемый металл проволоки при переходе через дуговой промежуток не имеет шлаковой защиты. Металл сварочной ванны и шов покрыты тонким слоем шлака. При сварке по флюсу металл значительно хуже защищен от воздуха, чем в процессе сварки под флюсом. Кроме того, излучение дуги и интенсивное выделение дыма и паров оказывают вредное действие на обслуживающий персонал. Этот способ сварки используется для сварки алюминия и его сплавов.

Оборудование для сварки под флюсом: характеристики источника питания, тип тока

Промышленность выпускает два типа аппаратов для дуговой сварки под флюсом:

1. С постоянной скоростью подачи электродной проволоки, не зависимой от напряжения на дуге (основанные на принципе саморегулирования сварочной дуги) – для сварки проволокой до 3 мм
2. С автоматическим регулированием напряжения на дуге и зависимой от него скоростью подачи электродной проволоки (аппараты с авторегулированием) – для сварки проволокой диаметром более 3 мм.

В сварочных головках с постоянной скоростью подачи при изменении длины дугового промежутка восстановление режима происходит за счет временного изменения скорости плавления электрода вследствие саморегулирования дуги. При увеличении дугового промежутка (увеличение напряжения на дуге) уменьшается сила сварочного тока, что приводит к уменьшению скорости плавления электрода. Уменьшение длины дуги вызывает увеличение сварочного тока и скорости плавления. В этом случае используют источники питания с жёсткой вольтамперной характеристикой (см. статью Вольт-амперная характеристика дуги).

В сварочных головках с автоматическим регулятором напряжения на дуге нарушение длины дугового промежутка вызывает такое изменение скорости подачи электродной проволоки (воздействуя на электродвигатель постоянного тока), при котором восстанавливается заданное напряжение на дуге. При этом используют аппараты с падающей вольтамперной характеристикой.

Аппараты этих двух типов отличаются и настройкой на заданный режим основных параметров: сварочного тока и напряжения на дуге. На аппаратах с постоянной скоростью подачи заданное значение сварочного тока настраивают подбором соответствующего значения скорости подачи электродной проволоки. Напряжение на дуге настраивают изменяя напряжение холостого хода внешней характеристики источника питания.

На аппаратах с авторегулированием напряжение на дуге задается на пульте управления и автоматически поддерживается постоянным во время сварки. Заданное значение сварочного тока настраивают изменением крутизны внешней характеристики источника питания.

Настройка других параметров режима сварки (скорости сварки, вылета электрода, высоты слоя флюса и др.) аналогична для аппаратов обоих типов и определяется конструктивными особенностями конкретного аппарата.

Конструкция соединения для сварки под флюсом

Форму разделки кромок для механизированной сварки под флюсом выбирают в зависимости от толщины свариваемых изделий и в соответствии с:

• ГОСТ 8713-79 «Швы сварных соединений. Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом. Основные типы и конструктивные элементы»
• ГОСТ 11533-75 «Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом. Соединения сварные под острыми и тупыми углами»
• ГОСТ 16098-70 «Швы сварных соединений из двухслойной коррозионно-стойкой стали»
• ГОСТ 15164-78 «Сварные соединения и швы. Электрошлаковая сварка. Основные типы и конструктивные элементы».

Область применения сварки под флюсом

Механизированная сварка под флюсом является одним из основных способов сварки плавлением. Если в первые годы освоения сварку под флюсом применяли только при изготовлении сварных конструкций из низкоуглеродистых сталей, то сейчас успешно сваривают низколегированные, легированные и высоколегированные стали различных классов, сплавы на никелевой основе. Освоена сварка под флюсом титана и его сплавов. Под флюсом сваривают медь и ее сплавы, а также алюминий и алюминиевые сплавы. Изделия, полученные сваркой под флюсом, надежно работают при высоких температурах и в условиях глубокого холода, в агрессивных средах, в вакууме и в условиях высоких давлений.

Наиболее выгодно использовать механизированную сварку под флюсом при производстве однотипных сварных конструкций, имеющих протяженные швы и удобных для удержания флюса. Экономически целесообразнее сваривать под флюсом металл толщиной от 1,5 — 2,0 до 60 мм. Нецелесообразно сваривать конструкции с короткими швами.

Технологии сварки под флюсом одной или несколькими проволоками

Существуют разновидности сварки под флюсом, когда в некоторых случаях целесообразно применение двухдуговой или многодуговой сварки. При этом дуги питаются от одного источника или от отдельного источника для каждой дуги. При сварке сдвоенным (расщепленным) электродом дуги, горящие в общую ванну, питаются от одного источника. Это несколько повышает производительность сварки за счет повышения количества расплавленного электродного металла.

Электроды по отношению к направлению сварки могут быть расположены последовательно или перпендикулярно. При последовательном расположении глубина проплавления шва несколько увеличивается, а при перпендикулярном уменьшается. Второй вариант расположения электродов позволяет выполнять сварку при повышенных зазорах между кромками. Изменяя расстояние между электродами, можно регулировать форму и размеры шва. Удобно применение этого способа при наплавочных работах. Однако недостатком способа является некоторая нестабильность горения дуги.

При двухдуговой сварке используют два электрода (при многодуговой несколько). Дуги могут гореть в общую или раздельные сварочные ванны (когда металл шва после первой дуги уже полностью закристаллизовался). При горении дуги в раздельные сварочные ванны оба электрода обычно перпендикулярны плоскости изделия. Изменяя расстояние между дугами, можно регулировать термический цикл сварки, что важно при сварке закаливающихся сталей. Эта схема позволяет вести сварку на высоких скоростях, в то время как применение повышенного тока при однодуговой сварке приводит к несплавлениям — подрезам по кромкам шва. При двухдуговой сварке вторая дуга, горящая в отдельную ванну, электродом, наклоненным углом вперед (угол α=45-60°), частично переплавляет шов, образованный первой дугой, и образует уширенный валик без подрезов. Для питания дуг с целью уменьшения магнитного дутья лучше использовать разнородный ток (для одной дуги — переменный, для другой — постоянный).

Особенности автоматической сварки под флюсом

Содержимое:
1. Что такое сварка под флюсом
2. Сварочный флюс – что это
3. Режимы сварки под флюсом
4. Где применяется сварка флюсом
5. Преимущества и недостатки сварки

Для улучшения качества шва, во время проведения сварочных работ используется флюс. Дуга в этом случае горит под слоем порошка, что ограничивает доступ воздуха во время плавления проволоки. Автоматическая сварка под флюсом предназначена для обработки низколегированных, низкоуглеродистых, активных, средне и высоколегированных сталей.

Что такое сварка под флюсом

Компоненты флюса по мере остывания превращаются в шлак покрывающий шов. После окончания работ, наплавленная корка легко отстает от металла и удаляется механическим методом. Оставшийся флюс собирается и используется в дальнейшем.

Оборудование для сварки под флюсом можно разделить на две категории:

1. Роботизированная автоматическая сварка под слоем флюса угловых швов и ровных поверхностей. Направление, скорость движения электрода задает машина. Роботизированный способ отличается максимальным качеством наложения сварного шва, прочностью соединения и скоростью работы.
   В последнее время широко используется так называемая тандемная сварка — когда два электрода располагаются в одной плоскости параллельно друг другу. Технология автоматической сварки под флюсом в тандеме, существенно увеличивает качество сварного шва и скорость выполняемых работ.
   Еще одним преимуществом тандемного метода является быстрое возбуждение дуги, а также минимальный размер сварочной ванны.
2. Полуавтоматическая сварка. Сварную проволоку направляет сварщик, он же контролирует вылет электрода. Подача проволоки осуществляется автоматически. От мастера требуется выбрать скорость и угол наклона электрода, а также подобрать наиболее подходящую мощность напряжения дуги.

Техника автоматической сварки под слоем флюса подробно описана в ГОСТ 8713 79. В нормах прописаны виды сварных соединений, обеспечивающие максимальную прочность конструкции. Санитарные нормы и требования к технике безопасности указываются в ГОСТ 9087 81.

Сварочный флюс – что это

По сути, флюс, это гранулированный порошок с диаметром от 0,2 до 4 мм, используемый для защиты дуги, сварной ванны и наплавляемого металла, от вредного внешнего воздействия.

Во время проведения работ создается флюсовая подушка, основным предназначением которой является:

• Создать надежную защиту сварочной ванны, в виде газового облака и шлака, от воздействия негативных факторов: сырости, пыли, низкой температуры воздуха и т.д.
• Обеспечить стабильную дугу, во время которой будет осуществляться непрерывный процесс формирования шва в сварочной ванне.
• Улучшить качество соединения и обеспечить сварной шов необходимыми свойствами.
• Вывести примеси из металла в зону шлакообразования.

Флюсовые сварочные материалы принято классифицировать на несколько категорий, в зависимости от технологии производства, составу и прямому назначению.

1. Способ производства. Существуют плавленые и неплавленые разновидности флюса. Первые, рудоминеральные, предварительно плавятся в печи, после подвергаются дополнительному прокаливанию и формированию в гранулы. Неплавленые или керамические флюсы производят путем смешивания минералов и ферросплавов с добавлением жидкого стекла.
2. Химический состав сварочного флюса. Существуют оксидные, солеоксидные и солевые материалы. Каждый из видов порошка используется для определенной цели.
3. Область применения сварки под флюсом. Для сварки низколегированных сталей применяют оксидные материалы. Во время работ по переплавке шлака, обработки высоколегированных или углеродистых сталей, а также цветных металлов применяют солевые флюсы. Так как в составе электрода отсутствуют оксиды, обеспечивается чистота шва и сохраняется пластичность соединения. Солевые материалы используют для работ с титаном.

Расход флюса зависит от химического состава и способа производства материала. Также на количество затрат влияет мощность сварочного тока, напряжение дуги и скорость проведения работ.

Наиболее экономичным считается сварочное оборудование для автоматической сварки под флюсом. Блок управления станка рассчитывает оптимальную скорость движения электрода, а также мощность и силу тока. Дефекты сварки под флюсом, в частности, по причине человеческого фактора, сведены к нулю.

При ручной работе с полуавтоматом вносят дополнительные коэффициенты нормирования сварки, связанные с пространственным положением шва и его длиной. Если длина соединения не более 20 см, учитывают коэффициент изменений равный 1,2; от 20-50 см 1,1; свыше полуметра поправка равна 1. Полученный результат помогает точно рассчитать время, необходимое для проведения работ, а также высчитать расход флюсового материала.

Основными причинами образования пор при сварке является водород и азот. При использовании флюса создается защитное облако, не дающее этим веществам вступить в реакцию с расплавленным металлом.

Режимы сварки под флюсом

• Род и полярность тока. Источники питания для сварки под флюсом могут быть трансформаторного и инверторного типа. Инвертор использует принцип двойного преобразования электрического тока, в результате давая на выходе стабильные высокочастотные показатели, что приводит к уменьшению расхода порошка.
• Напряжение сварной дуги.
• Диаметр используемой проволоки. Во время сварки флюсовый порошок расходуется на создание шлакового слоя вокруг шва. Соответственно, чем толще используемая проволока и стыки соединения, тем больше нужно будет гранул для защиты. Плавленые сварочные флюсы, как правило, расходуются быстрее, чем керамические. Работы с разделкой кромок также требуют больших затрат флюсового порошка.
• Скорость ведения электрода. Механизированная сварка экономнее, так как обеспечивается стабильная скорость движения электрода, отсутствуют рывки.
• Толщина обрабатываемого материала.
• Отходы сварочного флюса. В результате проведения работ, на шве образуется определенное количество защитного шлакового слоя. Расход гранулированного флюсового порошка в определенной мере зависит от того, какое количество отходов получается на выходе.

При расчете режима сварки также учитывается вылет электрода, состав и строение флюсового порошка, положение изделия при выполнении работ.

Где применяется сварка флюсом

В свое время характеристики процесса сварки с использованием флюса произвели настоящую революцию в промышленности. Первоначально, способ сварочных работ предназначался только для обработки низкоуглеродистой стали. Сегодня производители флюсов заявляют о возможности применения порошка практически для любых, в том числе тугоплавких сталей и металлов, тяжело поддающихся обработке.

Металлургические процессы при сварке позволили использовать полностью механизированные установки и полуавтоматы для следующих целей:

• Сварка кольцевых швов. Основной сложностью процесса является необходимость удержать сварную ванну и избежать растекания металла. Для выполнения работ используют станки ЧПУ. Может потребоваться ручная подварка.
• Сварка вертикальных швов. Выполняется с принудительным или свободным формированием шва. Лучшие характеристики прочности соединения были достигнуты при работе с металлами 20-30 мм.
• Сварка труб малого и большого диаметра. Первоначально с помощью полностью автоматических станков научились варить трубы небольшого диаметра, но впоследствии с развитием технологии обработки, получилось освоить метод позволяющий проводить работы с материалом большого диаметра. Характеристики используемого оборудования обеспечили необходимую прочность соединения и позволили ускорить процесс сборки труб для нефте- и газопроводов.

Проведение всех производственных работ строго регламентируется в соответствии с существующей технологической картой сварки. Любые нарушения приводят к серьезным штрафным санкциям.