Оборудование для сварки под слоем флюса

Оборудование для сварки под флюсом

В комплект оборудования, составляющего установку для автоматической сварки и наплавки под флюсом, входит целый набор машин, механизмов и приспособлений (рис. 5.4): источник сварочного тока, сварочная горелка, устройство подачи электродной проволоки и флюса в процессе сварки и их регулирования (автоматическая сварочная головка), устройство для перемещения свариваемого изделия или сварочной головки, система сбора флюса, система пропорционального отслеживания шва, видеоузел.

Источник как переменного, так и постоянного сварочного тока для сварки под флюсом должен быть рассчитан на 100 %-ную длительность сварочного цикла, поскольку сварка производится непрерывно и длительность цикла превышает 10 мин. Величина сварочного тока при сварке под флюсом наиболее часто лежит в пределах 300. 1500 А.

Бункер для флюса подсоединяется к сварочной горелке и почти всегда имеет электромагнитный клапан с ручным или автоматическим управлением. Современные сварочные установки имеют систему сбора неиспользованного (нерасплавленного) флюса и подачи его в загрузочный бункер.

В практике нашли широкое применение два вида автоматического оборудования: подвесные (неподвижные и самоходные) сварочные головки и сварочные тракторы.

Рис. 5.3. Схема автоматической дуговой сварки по слою флюса:

  • 1 — электродная проволока; 2 — токоподвод; 3 — дуга; 4 — слой флюса; 5 — расплавленный шлак; 6 — сварочная ванна; 7— шов;
  • 8 — затвердевший шлак

Рис. 5.4. Схема установки для сварки под флюсом

Важнейшее условие устойчивого горения дуги — ее постоянная длина. При нормальной длине дуги и ее нормальном напряжении скорость подачи электродной проволоки должна быть примерно равна скорости ее плавления. Длина дуги связана прямо пропорционально с напряжением: увеличивается длина дуги — возрастает напряжение, и наоборот. Изменение же длины дуги или ее напряжения может произойти в результате колебания напряжения сети источника тока, пробуксовки проволоки в подающем механизме, неровности свариваемой детали. Сварочная головка должна «реагировать» на эти изменения и восстанавливать заданную длину дуги. С уменьшением длины дуги скорость подачи проволоки уменьшается и с увеличением возрастает.

В основу регулирования работы сварочных головок положены два основных принципа регулирования: регулирование скорости подачи электродной проволоки и поддержание постоянной скорости подачи проволоки.

Сварочные головки с регулированием скорости подачи электродной проволоки. Сварочные головки с переменной скоростью подачи электродной проволоки имеют сложную электрическую схему и поэтому получили ограниченное применение (при низких напряжениях и малых сварочных токах).

Сварочные головки с постоянной скоростью подачи электродной проволоки. Наибольшее распространение в сварочном произволстве получили установки с постоянной скоростью подачи электродной проволоки.

Для сварки и наплавки под флюсом установками с постоянной скоростью подачи электродной проволоки (с саморегулированием) применяются источники как переменного, так и постоянного тока с жесткой или пологопадающей внешней характеристикой.

Саморегулирование осуществляется следующим образом. Если в процессе сварки длина дуги уменьшится (например, из-за неровностей на поверхности свариваемых кромок), то напряжение на дуге понизится. Так как внешняя характеристика источника сварочного тока жесткая или пологопадающая, то даже незначительное уменьшение напряжения приведет к значительному возрастанию сварочного тока и тем самым к увеличению скорости плавления электродной проволоки (скорость плавления проволоки почти пропорциональна сварочному току).

Повышение скорости плавления проволоки при постоянной скорости ее подачи приведет к удлинению дуги, т. е. к восстановлению установленного режима сварки. Если же длина дуги возрастет, сварочный ток понизится. Следовательно, скорость плавления электродной проволоки уменьшится, что при постоянной скорости ее подачи приведет к сокращению дугового промежутка.

Таблица 5.28

Технические характеристики сварочного выпрямителя ВДУ-1251сэ

Описание технологии сварки под флюсом

Во время проведения сварочных работ кислород, содержащийся в воздухе, негативно сказывается на качестве сварочного шва. Уменьшить контакт сварочной дуги с кислородом и тем самым минимизировать окислительные процессы удается, закрыв шов слоем флюса. Им может быть порошок, гранулят. Такой процесс называют «сварка под флюсом», он позволяет повысить эффективность работ и улучшить характеристики сварочного шва.

Общее описание сварки под защитным флюсом

Соединение металлов под флюсом проводят, как и другие виды сварочных работ, с использованием электродов, присадочной проволоки. Только для уменьшения окислительных процессов вместо газа, как аргон при аргонодуговой сварке, применяется флюс – специальный материал, которым засыпают место стыка свариваемых металлических заготовок. Он под воздействием высокой температуры плавится с выделением газа, который препятствует окислительным процессам.

Флюс при расплаве образует на поверхности шва прочную пленку, которая дополнительно усиливает защитные свойства места стыка свариваемых деталей к негативному воздействию окружающей среды. Сгоревший материал становится шлаком – сваренный шов от него отчищается легко, а тот, который оказался не использованным и остался в первоначальном виде, используется повторно.

Технология выполнения сварки под флюсом

На производствах используется полуавтоматическая и автоматическая дуговая сварка, получившая международное обозначение SAW.

«Информация» Технологию электродуговой сварки разработал российский изобретатель и ученый Н. Славянов и внедрил в промышленность России. Им было сконструировано оборудование, на котором выполнена первая в мире полуавтоматическая электродуговая сварка. Основы автоматизированного процесса заложил советский изобретатель Д. Дульчевский. Им разработана обеспечивающая высокое качество сварочных швов технология сваривания металла под флюсом (1927 год). Разработка закреплена патентом. Работы изобретателя были высоко оценены – в 1951 г Д. Дульчевский был удостоен Сталинской премии.

Дуговую сварку под флюсом выполняют, обеспечивая механическое перемещение присадочной проволоки. Ее удерживает головка сварочного аппарата. Процесс ведется с сохранением незначительного расстояния между поверхностью свариваемых деталей и плавящимся концом проволоки.

Автоматическая сварка

Соблюдать точность сварочных швов и поставить процесс на поток удается при автоматизации процесса.

Сваривание ведется с применением электромеханического оборудования, внедрением полного или частичного электронного управления определяется степень автоматизации процесса. Но даже при полной автоматизации участие человека необходимо:

  • для контроля качества швов;
  • чтобы при необходимости корректировать режимные настройки.

«Важно» Проведение приваривания под флюсом деталей из сталей, никелевых и железоникелевых сплавов регламентируется государственным стандартом ГОСТ 8713 79. Стандартом охватываются как автоматические, так и механизированные процессы.

Оборудование и материалы

В оснащение сварочной установки под флюсом, работающей в автоматическом режиме, входят машины, механизмы, приспособления согласно схеме. Оборудованием обеспечивается и перемещение обрабатываемой детали, сбор флюса, слежение за выполнением сварочного шва.

Схема установки для сварки под флюсом:

Аппараты для дуговой сварки под флюсом конструктивно делятся на:

  • подающие плавящийся электрод с постоянной скоростью независимо от величины напряжения на дуге;
  • с авторегулированием. В них реализован алгоритм замедления скорости подачи электродной проволоки при росте напряжения на дуге и увеличения скорости при снижении напряжения. Так удается достичь равномерно стабильной прокладки сварочного шва. Алгоритм реализован в сложной электронной схеме.

Наибольшее применение нашли установки со сварочной головкой, обеспечивающей постоянную скорость подачи электрода. Они конструктивно более простые и в работе надежные.

Электродная проволока

Важное условие качественного шва – правильный подбор плавящегося электрода: на характеристиках сварочного шва сказывается его химический состав. Выбор электродной проволоки регламентируется ГОСТом 2246—70.

Сварочные флюсы

Не менее важно правильно подобрать сварочный флюс. От него зависят качественные характеристики металла шва (структура, стойкость к образованию трещин) и газовая атмосфера, в которой ведется приваривание металла. Состав газа оказывает влияние на горение дуги, устойчивость шва к возникновению пор. От выбранного флюса зависит, будут ли выделяться вредные газы и в каком количестве.

Ниже представлена таблица с наиболее часто свариваемыми сталями и используемыми для них сварочной проволокой и флюсом:

Плюсы и минусы сварки под флюсом

Сильными сторонами внедрения в производство автоматизированной сварки под флюсом стали:

  • качественные и надежные швы, благодаря которым продукция выделяется высокими пользовательскими характеристиками и конкурентоспособна. Ведь в сварных деталях самым слабым местом зачастую является шов;
  • автоматическая сварка позволяет выпускать продукцию крупными партиями;
  • использование механизированных и автоматических установок ведет к росту производительности труда;
  • оператору для ведения процесса не нужно иметь специальность сварщика, ему нужно уметь настраивать оборудование;
  • на автоматизированных сварочных линиях электрод расходуется практически весь, с потерей до 2 %;
  • отсутствие брызг расплавленного металла, что сказывается экономным расходованием металлических заготовок и ведет к снижению себестоимости продукции;
  • минимизация негативного влияния процесса на окружающую среду благодаря защите области сваривания слоем флюса;
  • эстетичный вид готового изделия с аккуратным швом благодаря стабильной сварочной дуге.


К минусам автоматизированного процесса сварки под флюсом стали:

  • используется дорогостоящее оборудование, и внедрение технологии требует значительных затрат;
  • из-за дороговизны метод могут себе позволить не все промышленные предприятия;
  • тщательная предварительная подготовка места стыка свариваемых деталей;
  • сложность в определении правильного расположения заготовок при их фиксации;
  • ограничение в положении металлических заготовок из-за стекания расплава флюса и металла.

После сварки есть необходимость в удаления шлака с выполненных швов, сборе неиспользованного флюса.

Области применения сварки под флюсом

Внедрение в производство сварки под флюсом дает возможность повысить производительность труда, улучшить характеристики сварного шва, получать металлоконструкции высокой надежности. Технология приваривания под слоем флюса нашла применение в:

  • судостроении. Монтаж корпуса судна ведется из заранее изготовленных с применением автоматической или полуавтоматической сварки секций. Благодаря секционному методу сборки, сокращаются сроки строительства. Привариванием металла в заводских условиях обеспечивается высокая надежность сварных швов;
  • нефтяной промышленности. Метод позволяет собирать резервуары на месте из заготовок – рулонов полотнищ, полученных свариванием стальных листов;
  • производстве труб большого диаметра для газовых, нефтяных, водных коммуникаций;
  • машиностроении для массового выпуска различных изделий из металла: автомобильных колес, вагонов и вагонеток, другого.

Разработаны методики сваривания титана и титановых сплавов, алюминия, цветных металлов, что позволяет применять сварочную технологию под флюсом в строительстве летательных аппаратов, производстве промышленной и бытовой аппаратуры, конструкций высокой надежности.

Оборудование для сварки под слоем флюса

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СВАРКИ ПОД СЛОЕМ ФЛЮСА

Для сварки под слоем флюса применяют полуавтоматы и ав­томаты. Полуавтоматы С разработкой полуавтоматов увеличилось применение свар­ки под слоем флюса. В полуавтоматах удачно сочетаются вы­сокая производительность автоматической сварки с универсаль­ностью и маневренностью ручной дуговой сварки. Полуавтома­тами производят сварку труднодоступных соединений, а также сварку сплошными прерывистыми и криволинейными швами. В сварочном производстве широко применяют два основных типа шланговых полуавтоматов: а) полуавтоматы со ступенчатым регулированием скорости подачи электродной проволоки и бункером для подачи флюса, закрепленном на держателе (ПШ-5, П1П-5);170 Полуавтоматическая и автоматическая сварка б) полуавтоматы с плавным регулированием скорости и по­дачей флюса через шланг (ПДШМ-500). Тип полуавтомата выбирают исходя из конкретных условий сварки. Если в конструкции преобладают наружные и открытые швы, а размеры изделия сравнительно не велики, то следует при­менять ПШ-5, ПШ-54. При сварке труднодоступных швов и швов внутри сосудов, а также при сварке на высоте (с лестниц) более удобны полу­автоматы ПДШМ-500. При работе ими не требуются частые перерывы для за­полнения бункера флюсом и переноски подающего механизма. Так, при сварке крупногабаритных конструкций на заво­де Уралэлектроаппарат полуавтоматами ПДШМ-500 производилась сварка на вы­соте до 3,5 м и практически закупорок флюса в шлангах не наблюдалось. Полуавтомат ПШ-5 и ПШ-54. В комплект этих полуавтоматов входит: сва­рочная головка держатель с пусковой кнопкой, бункер для флюса и механизм подачи электродной, шкаф управления и источник питания. Полуавтомат предназначен для сварки переменным или по­стоянным током при толщине металла от 3 до 20 мм. Скорость подачи проволоки регулируется сменными шестернями в преде­лах от 1,0 до 10 м/мин. Подача проволоки в сварочную головку осуществляется подающим механизмом через гибкий токоведущий шланг длиной 3,5 м. Диаметр электродной проволоки 1,2- 2,0 мм. Сварочный ток от 80 до 650 а. Полуавтомат ПШ-54 отличается от ПШ-5 в основном токоведущем ступенчатой коробки скоростей механизма подачи прово­локи и несколько упрощенной конструкцией держателя. Внешний вид держателя полуавтомата ПШ-54 представлен на фиг. 75. Полуавтомат ПДШМ-500. В комплект полуавтомата входит шкаф управления, механизм подачи электродной проволоки, сварочная головка, флюсоподающий аппарат, шланга (один для подачи проволоки и подвода сварочного тока длиной 4,0 ж, второй для подачи флюса длиной 15 ж) и источник питания. Флюс через сито засыпается в флюсоподающий аппарат в коли­честве 35 кг, и под давлением воздуха в 1,5-2,5 атмосфер через рези­новый шланг подается в зону сварки.

Читайте также  Контактная сварка из латра своими руками

Для сварки применяется проволока диаметром от 1,6 до 2,5 мм, ток постоянный или переменный до 500 а._ Электрическая схема полуавтомата обеспечивает парное регулирование ско­рости подачи проволоки, которое осуществляется с помощью потенциометра. Полуавтомат обеспечивает сварку стыковых, угловых и нахлесточных соединений при толщине металла от 3 до 20 мм. Портативность аппаратуры полуавтомата, удобство и про­стота выноса электрода на значительное расстояние от механиз­ма подачи делают возможным использовать его в автоматиче­ских установках различных назначений. На заводе Уралэлектро-аппарат работает пять автоматических установок с такими полуавтоматами. Изображена автоматическая установка для свар­ки под флюс Уралэлектрострой стороны продольного и трех коль­цевых швов корпуса вентиля ртутного выпрямителя. На этой установке использованы все основные узлы полуавтомата ПДШМ-500.

Технический проект установки был разработан при выполне­нии дипломного проекта Н. И. Лубяновым, рабочий проект был разработан конструктором завода С. Е. Беляковым. Автоматы для сварки под флюсом Сварочные автоматы осуществляют непрерывную подачу электродной проволоки в зону сварки. Подача и уборка флюса, а также перемещение проволоки относительно изделия осуществляются вспомогательными ме­ханизмами, которые конструктивно могут быт не связаны с самой головкой. Сварочные головки работают на переменном и постоянном токе. По характеру действия они делятся на две группы: с не­зависимой (или постоянной) скоростью подачи электродной проволоки и с автоматическим регулированием длины дуги. В настоящее время создано и практически применяется в сварочном производстве пять типов автоматов: 1) сварочные тракторы; 2) самоходные сварочные голов и; 3) подвесные сва­рочные головки; 4) шланговые автоматы; 5) специальные авто­маты (для приварки шпилек, для сварки электрозаклепка­ми и др.). Из этих автоматов наиболее широкое использование нашли сварочные тракторы и самоходные головки. Сварочные тракторы. Отличительной особенностью сварочных тракторов является то, что они перемещаются непосредственно по изделию или по легким переносны направляющим. Эти авто­маты сравнительно легки по весу и малы по габаритам. Универсальный сварочный трактор ТС-17М (фиг. 77) пере­носного типа применяется для дуговой сварки под флюсом пе­ременным или постоянным током. Им можно сваривать прямо­линейные и кольцевые швы стыковых соединений с разделкой и без разделки кромок, а также угловые и нахлесточные соеди­нения при толщине металла от 2 до 20 мм. При сварке внутрен­них кольцевых швов диаметр изделия должен быть не менее 1200 мм.

Сварочный трактор АДС-1000-2.

Трактор рассчитан на сварочный ток от 200 до 1000 а и элек­тродную проволоку диаметром от 1,6 до 5 мм. Скорость сварки трактором от 16 до 126 м/час при скорости подачи проволоки от 52 до 403 м/час. Скорость сварки и скорость подачи проволоки регулируется сменными шестернями. Трактор имеет корректирующий механизм для направления электрода по шву во время сварки и для поперечного наклона головки с мундштуком при сварке угловых швов. Вес трактора без проволоки 42 кг, вес электродной проволоки 8-10 кг, ем­кость флюсового бункера 4,5 дм3 (10 кг флюса). Сварочный трактор АДС-500 является самым лег­ким. Его вес всего 29 кг. Он предназначен для автоматической сварки под флюсом постоянным током стыковых и угловых со­единений при толщине металла от 3,0 до 30 мм. Сварка произво­дится электродной проволокой диаметром 1,6-2,5 мм со ско­ростью от 15 до 70 м/час. Скорость подачи проволоки не зависит от длины дуги и может изменяться в пределах от 1,8 до 7,0 м/мин. Регулировка скорости сварки и подачи производится плавно путем изменения оборотов электродвигателя. Сварочный трактор АД С-100 0-2 (фиг. 78) относит­ся к универсальным сварочным автоматам. Он имеет автома­тическое регулирование скорости подачи электрода в зависимо­сти от напряжения на дуге. Трактор АД С-100 0-2 поставляют с трансформатором ТСД-1000-3. Сила сварочного тока регулируется дистанционны­ми кнопками, расположенными на пульте управления трактора. Скорость сварки изменяется плавно путем изменения числа обо­ротов двигателя постоянного тока. Верхняя часть трактора поворотная. Это дает возможность вести сварку как внутри колеи колес, так и вне ее. Трактор предназначен для сварки валиковых и стыковых швов с разделкой и без разделки кромок при толщине металла от 6 до 30 мм. Сварка на этом тракторе производится электродной прово­локой диаметром от 3 до 6 мм со скоростью ее подачи от 0,5 до 2,0 м/мин, при сварочном токе 400- 200 а и скорости сварки от 15 до 70 м/час. Вес трактора 65 кг без электродной проволоки и флюса. Вес электродной проволоки 12 кг, вес флюса в бункере 12 кг. Самоходный сварочный автомат АБС Автоматическая подвесная головка типа АБС пред­назначена для сварки под флюсом или в защитных газах про­дольных и кольцевых швов, как стыковых, так и валиковых, при толщине металла от 2 до 30 мм. Применяя специальные пристав­ки, головкой АБС можно производить широкослойную наплавку ленточным электродом или гребенкой из трех электродов, а так* же сварку алюминия, меди и сварку расщепленным электродом. Замена мундштуков дает возможность выполнять сварку от­крытой дугой в защитном газе или сварку алюминия по слою флюса. Сварка производится переменным или постоянным током. Автомат АБС комплектуется из трех узлов: А, Б и С. Узел А простая подвесная автоматическая головка, которая осу­ществляет основную операцию — подачу электродной проволоки в зону дуги. Она имеет механизм подачи простая водящий мундштук с правильным устройством, пультом управления, систему подвески и корректирования. Узел Б — бункер с флюсоаппаратом, катушкой для электродной проволоки и механизмом вертикального перемещения. Узел С — самоходная тележка с электропроводом для переме­щения автомата по направляющим. Комбинируя эти узлы, можно собрать три типа автоматов различно о назначения, например ABC, АБ и А. Скорость подачи электродной проволоки и скорость сварки регулируется сменными шестернями. При использовании автома­та применяется проволока диа­метром т 2 до 6 мм, свароч­ный ток 300-1500 а, скорость сварки 14-110 м/час, скорость подачи электродной проволоки 0,48-3,66 м/мин. Вес головки А-50 кг, го­ловки АБ-120 кг, головки АБС-160 кг. Автоматы поставляются в комплекте со шкафом управле­ния и источником питания. Наряду с рассмотренными конструкциями выпускается большое количество других типов сварочных полуавтома­тов и автоматов. Большая часть их носит специализиро­ванное назначение. Их кон­струкции приведены в катало­гах и специальной литературе по сварке.

Сварка под слоем флюса

Подробное знакомство со сварочными работами и процессами указывает, что воздух несет негативное влияние на качество соединения. Требуемого крепления возможно добиться с применением защитной среды, к которым относятся флюсы либо инертные газы. Наиболее распространенное применение флюсы получили в промышленных условиях, ввиду того, что при использовании данного способа гарантированно образуется надежное крепление. Использование подразумевает автоматический или полуавтоматический режим, на некоторых производственных линиях применяются роботизированные установки.

Технология сварки под слоем флюса

Автоматизированный процесс сварки подразумевает наличие сыпучего флюса, подаваемого непосредственно к изделию. При розжиге дуги происходит плавление проволоки электрода, воздействующего на металлическое основание. Результатом реакции металла с веществом, которые интегрируются на участке сварки, образуется газовая ванна, состоящая из сварочных паров. Сварка под флюсом применяется автоматическим либо механизированным производством.

Основным предназначением полости при рассматриваемом способе сварки, является образование защитной оболочки во избежание воздействия кислорода на металл.

Также конструкция электродной проволоки реагирует на флюс, подвергая обработке материал, допускает получить качественный шов.

Схема дуговой сварки под флюсом

В процессе удаления дуги, изделие переходит из расплавленного состояния в твердое, образовывая твердый слой, легко удаляемый с поверхности изделия. Технология автоматической сварки под флюсом подразумевает цикл изъятия лишнего вещества с помощью специального механизма. Технология имеет множество достоинств, позволяющих применять метод на любом предприятии.

  1. Возможно объединить детали, используя повышенную силу тока. На большинстве производств употребляется сила тока от 1000 до 2000 А, для сравнения показатель дуговой сварки не превышает 650 Ампер. Обычным режимом увеличение силы тока пагубно влияет на качество, разбрызгивая металл. При использовании вещества, возможно повышение мощности до 4000 А, что позволяет получить готовый материал в сочетании со скоростью процесса.
  2. Процесс подразумевает образование дуги под слоем флюса, работающей при большой глубине. Данное условие дает возможность не беспокоится о предварительной обработке сварных соединений.
  3. Повышенная скорость сцепления позволяет производить больший объем сварочных работ. Для сравнения, изготовление шва с идентичными параметрами дуговой сваркой может отнять больше времени в 10 раз.
  4. Формируемый газовый пузырь в процессе позволяет избежать разбрызгивания раскаленного металла в процессе. Данное условие позволяет не только получить крепкий шов, но и соблюдать технику безопасности при работе с большими температурами. За счет этого, происходит экономия электроэнергии и инструментов.

Режим сварки определяется при зависимости от некоторых требуемых характеристик шва. Основные критерии:

  • диаметр электрода;
  • электроток, его полярность;
  • скоростные показатели работы и напряжение тока;
  • характеристики состава.

Также существует ряд дополнительных параметров, зависящих от применяемых инструментов.

Что дает применение флюса

Химическое вещество, основанное на множестве компонентов, именуется флюсом. Применяется при необходимом следовании стандартам, защите металлических изделий от коррозионных условий при последующей эксплуатации.

Основные задачи, которые под силу решить веществу:

  • устойчивое горение сварочной дуги;
  • улучшенные свойства и формы шва;
  • обеспечение сварочной ванны, ей производится защита металла;
  • применение различных креплений позволяет изменять состав химической смеси для получения необходимых характеристик.

Кроме вышеперечисленных достоинств, основным преимуществом является возможность построения механического процесса стыковки. Различные химические соединения применяются в автоматических линиях.

Химический состав различных марок флюса

У каждого способа существуют недостатки, использование флюса не исключение:

  • работа производится только при нижнем положении стыка;
  • сборка деталей должна соответствовать параметрам подгонки и обработки кромок;
  • производство выполняется только на жесткой опоре, воздействие в подвешенном состоянии на материал недоступно;
  • стоимость вспомогательных материалов высока, поэтому способ употребляется в ответственных конструкциях.
Читайте также  В чем заключается сущность электрошлаковой сварки

Сварка алюминия или других цветных металлом невозможна без применения флюса, вне зависимости от способа стыковки. Однако существует вероятность образования твердой окиси, вытесняемой на поверхность в процессе.

Виды сварки под флюсом

Стыковка цветных металлов методом сварки подразумевает применение различных составов. Составная часть делится на марганцевые, низко кремнистые, бескислородные изделия. Плавленые составы имеют структуру пемзы, легирующие свойства существуют у керамических изделий, улучшающие свойства крепления. Составляющие основных разновидностей:

  • Солевые соединения богаты фторидами и хлоридами. С помощью них выполняется ручная аргонодуговая сварка, применяя активные составы, переплав шлаков.
  • Оксидные смеси нашли свое назначение в стыковке фтористых деталей, а также низколегированных материалов. Данное изделие отличается содержанием кремния, имеет до десяти процентов фтористых составов.
  • Смешанные изделия употребляются к высоколегированным сталям, структуру исполняют все элементы, перечисленные в первых двух материалах.

Подобрать правильный флюс достаточно тяжело без наличия соответствующего опыта, автоматическая дуговая сварка под флюсом требует качественного материала.

Тип и характеристики состава определяются технической документацией.

Режимы сварки сталей под флюсом

Автоматизированная сварка осуществляется таким способом, что оператор выполняет лишь отладку оборудования при соответствующем режиме работы. Последовательность действий и технология:

  • К соединяемым деталям автоматическим режимом подводится флюс, высота слоя регулируется по отношению к толщине металла, забор продукта происходит из специально отведенного бункера.
  • Кассетным механизмом подается проволока электрода, без которой процесс невозможен.
  • Скорость работы выбирается таким образом, чтобы образовывалась качественная сварочная ванна, предотвращающая разбрызгивание металла.
  • Изделие с более маленькой плотность всплывает на поверхность ванны, что не влияет на свойства шва. Неизрасходованный материал механически собирается в целях экономии.

Основным положительным качеством является увеличенная скорость путем механизированной сварки под флюсом. Благодаря этому, способ применяется различными производствами, зарекомендовал себя надежным и долговечным способом соединения сварных деталей.

Шов выполняется по нескольким характеристикам, в зависимости от этого подбираются режимы работы. Распространённым видом является холодная сварка, применяется с пониженными температурами для соединения цветных металлов.

Каждый материал имеет техническое задание с разрешенными параметрами сварки.

В случае отсутствия инструкции, вещество подбирается к работе методом пробы, важно следовать некоторым советам:

  • Соединение высокого качества можно получить только при наличии стабильной дуги. Параметр регулируется путем подбора уровня скорости движения плавящего инструмента, силы тока.
  • На скоростные показатели влияет степень вылета проволоки, а также легированный состав.
  • Сила тока напрямую зависит на глубину, а напряжением можно производить регулировку ширины шва.

Механизм работы флюсов при сварке

Таким образом, возможно максимально точно подобрать необходимое вещество. Необходимо понимать, что пренебрегать контролем не стоит, т.к. соединение может быть нарушено при дальнейшей эксплуатации.

Оборудование которым осуществляют сварку под флюсом

На производственных мощностях применяется стенд сборочного типа, на котором возможно зафиксировать обрабатываемые элементы в неподвижном состоянии. Требование надежного крепления особенно соблюдается, т.к. при работах деталь может сместиться, получится неровный сварочный шов. Зачастую, вместо полноценного дорогостоящего оборудования сварки под флюсом, применяют мобильные головки.

Автомат, сваривающий под флюсом

Тележка, оборудованная электроприводом и механической сварочной головкой именуется трактором. Данное устройство способно двигаться по направлениям шва или непосредственно деталям.

Область применения

Автоматизированный способ дает возможность поставить на конвейер производство различных крупных конструкций. Наиболее распространенные области, которыми применяется метод:

  • Судостроением употребляется крупно узловая сборка, при сварке флюсом возможно монтирование секциями, что позволяет сократить время на производства в целом.
  • Требования к высоким параметрам стыкуемых поверхностей позволяют применять устройство при изготовлении различных резервуаров.
  • Газопроводные трубы крупных диаметров.

Технология не стоит на месте, с каждым годом становится все совершеннее. Дуговая сварка под флюсом позволяет производить крупные изделия высокого качества в машинном режиме. На некоторые работы ручным способом уходим несколько дней, механизированные линии выпускают готовое изделие за считанные минуты.

Оборудование для сварки под слоем флюса

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

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.

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.

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

Химическая активность этих шлаков относительно невелика, но при высоких содержаниях окислов марганца и кремния наблюдается восстановление их железом. Происходящее при этом дополнительное легирование металла шва марганцем и кремнием обеспечивает возможность получения швов, не склонных к образованию пор и трещин.

Высокая степень легирования различными элементами легко достигается при сварке под керамическими флюсами, которые состоят из шлакообразующих компонентов и ферросплавов, сцементированных жидким стеклом.

В последнее время начинают находить применение бескислородные флюсы, изготавливаемые из различных фтористых соединений.

При автосварке под флюсом производительность повышается в 10—40 раз в сравнении с ручной сваркой. Это обусловлено применением больших сил токов (1000-3000 а), а также лучшим использованием тепла дуги.

Благодаря лучшему использованию тепла и отсутствию потерь электродного металла при автосварке под флюсом уменьшается расход электроэнергии и проволоки.

Весьма существенны и эксплуатационные достоинства сварки под флюсом.

Они выражаются в улучшении условий труда в сварочных цехах, что обусловлено уменьшением выделения пыли и газов и отсутствием светового излучения дуги.

Для выполнения автоматической дуговой сварки под флюсом широко применяют самоходные сварочные головки и тракторы.

Оборудование для автоматической сварки под флюсом

Универсальная самоходная головка АБС

Этот аппарат состоит из трех отдельных узлов.

  • Узел А представляет собой подвесную сварочную головку с пультом управления, которая предназначена для правки и подачи проволоки с постоянной скоростью к изделию.
  • Узел Б состоит из бункера для флюса, устройств для подачи и отсоса флюса, кассеты со сварочной проволокой и механизма вертикального перемещения.
  • Узел С — это самоходная тележка для перемещения всего аппарата вдоль свариваемого изделия.

Технические данные аппарата АБС приведены в табл. 2.

Рис.3 Универсальный сварочный аппарат АБС

1 — указатель; 2 — мундштук; 5 —механизм подачи; 4 -корректор; 5 — маховичок вертикального подъема; 6 — рукоятка фрикциона; 7 — кассета со сварочной проволокой; 8 — флюсоаппарат; 9 — направляющая воронка

Особенно широко распространены одноэлектродные сварочные тракторы — легкие самоходные тележки, перемещающиеся непосредственно по свариваемому изделию.

Универсальный сварочный трактор ТС-17-Р

Этот аппарат предназначен для сварки под флюсом прямолинейных и круговых швов стыковых, угловых и нахлесточных соединений.

Рис.4 Сварочный трактор ТС-17-Р

Трактор опирается на изделие обрезиненными ведущими бегунками 9 и передними съемными бегунками 2.

Электродвигатель 10 с постоянным числом оборотов приводит в движение механизм вращения бегунков 9 и механизм подачи сварочной проволоки 3.

Оба Механизма с коробками сменных шестерен смонтированы вместе с электромотором в одном общем корпусе, имеющем, мундштук 1 для подвода тока к электродной проволоке, бункер 5 для флюса, пульты управления 5 и 8 и кассету 7 со сварочной проволокой.

В комплекте трактора имеется ряд сменных узлов и деталей, которые осуществляют настройку его на сварку различных типов соединений вертикальным или наклонным электродом. Направление трактора по линии шва производится копирами. Кроме того, можно выполнить направление электрода по линии шва, пользуясь указателем 11 и механизмом поперечной корректировки 4.

Технические характеристики трактора ТС-17-Р приведены, в таблице.

Технические данные самоходных головок и тракторов для сварки под флюсом.

Двухмоторный трактор АДС-1000-2

Другим широко распространенным аппаратом для автоматической сварки под флюсом является двухмоторный трактор АДС-1000-2 (рис. 5) .

В этом тракторе электромотор, расположенный на тележке 1, служит для привода механизма двигателя, а электромотор головки 13 — предназначен для подачи сварочной проёолоки со скоростью, зависящей от напряжения дуги.

Рис. 5 Сварочный трактор АДС-1000-2

На четырехколесной тележке укреплена на поперечном суппорте стойка 3, которая несет на себе горизонтальную штангу 9. На левом конце этой штанги укреплены пульт управления 6 и кассета с проволокой 7, а на правом— сварочная головка 13 и бункер с флюсом 10.

Штанга может поворачиваться как около своей оси, так и относительно оси стойки. Сварочная головка может также изменять свое положение, так как она укреплена на штанге при помощи шарнира, фиксируемого зубчатыми полумуфтами.

Таким образом, можно придавать электроду при сварке различные положения в пространстве, фиксируй головку рукоятками 8, II и маховичком 5.

Для вертикального перемещения головки служит рукоятка 12.

Перемещение стойки по направлению, перпендикулярному к линии движения трактора, осуществляется маховичком 2.

Рукоятка 4 служит для выключения фрикционного сцепления передачи от мотора к ведущим бегункам трактора.

Достоинства автоматической сварки под флюсом

  • широкий спектр возможного применения: сварка тонких и толстых пластин, сварка слаболегированных, легированных и нержавеющих сталей, наплавка и ремонтные работы;
  • высокая скорость сварки достигается благодаря использованию высоких сварочных токов;
  • высокоэффективное сплавление существенно снижает или исключает необходимость в дополнительной обработке;
  • меньшая стоимость работ, так как расход сварочных материалов ниже, чем при использовании других методов сварки;
  • низкий уровень сварочных деформаций;
  • качественное формирование и отличный внешний вид сварного шва; превосходная компактность сварных швов;
  • высокие механические свойства металла сварного шва;
  • горение дуги во время сварки происходит под слоем флюса, что позволяет не применять индивидуальные средства защиты и снизить затраты на вентиляцию;
  • отсутствие дымовыделения обеспечивает оператору большой комфорт и позволяет сэкономить на оборудовании для отвода и утилизации выделяющегося при сварке дыма.
Читайте также  Присадка для сварки чугуна аргоном

Недостатки автоматической сварки под флюсом

  • Определенные затраты связанные с производством, подготовкой, хранением вспомогательных материалов, в данном случае флюсов.
  • Достаточно сложно установить дугу в правильном положении относительно краев соединяемых изделий.
  • Оператор при сварочном процессе подвергается неблагоприятному воздействию.
  • Ограничение пространства во время выполнения работ. Но эта проблема решается при помощи специального оборудования.

Автоматическая сварка под флюсом — один из основных способов выполнения сварочных работ в промышленности и строительстве. Обладая рядом важных преимуществ, она существенно изменила технологию изготовления сварных конструкций, таких как металлоконструкции, трубы большого диаметра, котлы, корпуса судов.

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.