Что такое автоматическая сварка под флюсом, особенности технологии

Содержание

1 Сущность процесса
2 Применяемое оборудование
3 Используемые материалы
4 Технология сварки
5 Подготовка кромок изделий, сборка конструкций под сварку
6 Достоинства и недостатки процесса
7 Скачать ГОСТ

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:

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.

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.

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.

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:

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.

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