Оборудование для сварки под слоем флюса

Технология полуавтоматической и автоматической сварки под флюсом

Сварка под флюсом (международное обозначение «Submerged Arc Welding» – «SAW») – это разновидность дуговой сварки с использованием проволочных электродов.

Что собой представляет этот метод, для чего он нужен?

Опытные сварщики знают о негативном воздействии атмосферного воздуха на процессы, происходящие в сварочной ванне. Сварка плавлением – это высокотемпературный процесс, который характеризуется повышенной активностью расплавляемых материалов. Взаимодействие с химическими элементами воздуха приводит к образованию оксидов, гидридов и нитридов, ухудшающих качество работ. На сегодняшний день известно несколько методов защиты сварочного шва от агрессивного воздействия окружающей среды:

Шлаковая защита (сварка под слоем флюса) позволяет сократить время на выполнение работ при повышении качественных характеристик шва.

Рассмотрим их подробнее.

Полуавтоматическая

Широко применяется при сварке криволинейных поверхностей. Область применения – мелкосерийное производство. Источником энергии может служить как постоянный, так и переменный ток.

Для выполнения работ используется сварочный полуавтомат типа ПШ-54. Рабочая толщина металла – до 30 мм. Полуавтоматическая сварка позволяет осуществить различные виды работ:

• со скосом кромок;
• многопроходные угловые швы;
• прорезные швы;
• нахлесточные соединения со сквозным проплавлением;
• электрозаклепки.

Основным отличием от роботизированного метода сварки в том, что сварщик самостоятельно подбирает мощность напряжения, скорость и угол наклона электрода.

Роботизированная автоматическая

При выполнении работ автоматической сваркой под флюсом функции оператора сводятся к выбору и настройке режима работы. Отличается высокой скоростью выполнения работ и качеством сварных швов.

Применяется на крупносерийных производствах, где качество и скорость работы являются приоритетными показателями.

Как было сказано выше, окружающая среда негативно воздействует на качество сварочных работ. Применение флюса позволяет минимизировать вредные факторы.

Суть метода заключается в укрытии зоны расплава слоем флюса. В результате термического воздействия электрической дуги в зоне сварки расплавляется металл, сварочная проволока и флюс. Расплавленный флюс образует эластичную капсулу, которая защищает от атмосферных воздействий.

Внутреннее пространство занимают пары флюса, расплавленного металла и сварочный газ. Внутренне давление элементов удерживает флюсовую пленку, которая окружает зону сварки. Капсула значительно повышает тепловой КПД, что обеспечивает высокую интенсивность расплавления, по сравнению с прочими методами сварки. Поэтому сварка под флюсом считается высокопроизводительным методом сварки.

В процессе остывания флюс преобразуется в шлак, который покрывает сварочный шов. По окончании работ шлак удаляется механическим способом без особых усилий. Остаточный слой флюса годится для дальнейшего использования.

Разновидности

Сварочные флюсы классифицируют по нескольким параметрам:

Внешний вид. В зависимости от области применения различают зернистые, порошковые, кристаллические, пастообразные и газовые флюсы. В электросварке применяют гранулированный или порошковый флюс. При пайке чаще используют пастообразный или газовый материал.

Процентное содержании химических элементов в материале шва при использовании различных керамических флюсов.

• Способ получения. Делятся на плавящиеся и неплавящиеся. Первые применяют при выполнении наплавочных работ. Они способны передавать химические элементы, придавая металлу различные полезные свойства (например, повышать стойкость к коррозии). Неплавящиеся флюсы используют для повышения механических параметров готового шва. Поэтому их используют для сварки металлов, которые в обычных условиях плохо поддаются соединению: цветные металлы, высокоуглеродистая сталь и другие.
• Назначение. Существуют специальные флюсы, а также флюсы общего назначения. Специальные флюсы разработаны под конкретный вид работ, например, сварка высоколегированной стали. Флюсы общего назначения универсальны. Они могут применяться в одновременно в нескольких работах, как наплавочных, так и сварочных.

Возможно проведение классификации по марке, которая определяется предприятием-разработчиком. Институт электросварки им. Патона маркирует флюсы собственного производства аббревиатурой «АН» (академия наук), а продукт Центрального НИИ машиностроения обозначается «ФЦ». Параметры производства подчиняются государственным стандартам качества, однако единая маркировка сварочных флюсов до сих пор отсутствует.

Основные режимы

От параметров проведения сварочных работ зависит итоговая форма и размер шва. Расположим их в порядке убывания влияния:

1. Напряжение дуги.
2. Величина тока.
3. Скорость сварки.
4. Диаметр электродной проволоки.
5. Угол наклона электрода.
6. Род и полярность тока.
7. Тип флюса.
8. Величина вылета электрода.

Проведение сварочных работ возможно при условии поддержания дуги. Таким образом, скорость подачи проволоки должна соответствовать скорости ее плавления в сварочной ванне. Изменение величины одного параметра должно сопровождаться изменением величины второго. При равном показателе силы тока проволока меньшего диаметра должна подаваться с большей скоростью. Влияние параметров режима на качество соединения изучают путем изменения одного из параметров, оставив прочие параметры неизменными.

Подбор режима сварки выбор проволоки.

Глубину проплавления металла можно увеличить путем повышения параметров сварочного тока. Соотношение данных параметров имеет практически линейный характер. С увеличением давления дуги расплавленный металл вытесняется интенсивнее. В результате повышается уровень взаимодействия между дугой и основным металлом. При этом ширина шва практически не увеличивается, поскольку дуга углубляется в основной металл.

Уменьшение диаметра электрода при постоянном токе повышает плотность сварочного тока. Подвижность дуги при этом падает, ширина шва уменьшается, а глубина проплавления увеличивается.

Изменения формы и размера шва можно добиться путем придания проволоке колебаний поперечных направлению шва. Амплитуда и частота подбирается индивидуально, в зависимости от требуемого результата. Метод применяется на автоматических установках.

Угол наклона электрода оказывает воздействие, аналогичное ручной дуговой сварке. Во избежание разбрызгивания расплавленного флюса, работы данным методом выполняют только в нижнем положении. Угол наклона изделия не должен превышать 15°. Практическое применение – соединение кольцевых стыков труб.

Минусы и плюсы

Технология сварки под флюсом имеет свои преимущества и недостатки. К преимуществам относятся:

• Высокая производительность. Защитная среда позволяет выполнять работы с высокими показателями силы тока (до 4000 ампер). Это обеспечивает глубокую проплавку металла. Отсутствие брызг и угара исключают возможные потери металла при проведении работ. Вышеперечисленные факторы, а также автоматизации процесса сварки оказывают положительное воздействие на скорость выполнения работ.
• Качество работ. Защитная пленка, которую образует флюс, защищает зону расплава от внешнего влияния. Низкая теплопроводность пленки препятствует быстрому остыванию сварочной зоны. Об этом говорилось выше.
• Автоматизация процесса. Для выполнения работ не требуются дорогостоящие специалисты высокой квалификации.
• Стабильность электрической дуги. Благодаря защитному газовому пузырю под слоем флюса.
• Экономичность. Сварка под флюсом позволяет повысить коэффициент использования тепловой энергии. Экономия электроэнергии, по сравнению с прочими способами работ, составляет 20-40%. Потери электродного металла не превышают 5 %. Для примера: при ручной дуговой сварке средний уровень потерь металла составляет 25-30%.
• Условия выполнения работ. Для удаления вредных сварочных газов достаточно установить систему вентиляции. Флюс скрывает зону сварки. Это исключает негативное воздействие на зрение оператора – отпадает необходимость использования сварочной маски.

Недостатков у метода два:

• Сварочные работы необходимо производить только в нижнем положении. Допустимый уровень наклона сварочных кромок составляет 15°.
• Конструктивные особенности сварочных аппаратов затрудняют применение автоматических технологий в условиях монтажа. В настоящее время над решением данной проблемой активно работают инженеры-конструкторы производственных предприятий.

Оборудование

Поставщики сварочного оборудования предлагают широкий ассортимент оборудования для выполнения сварки под флюсом. Рассмотрим несколько видов.

Портальная установка

Портальная сварочная установка предназначена для выполнения роботизированных сварочных работ различной направленности. Основой конструкции является портал, который отличается высокой жесткостью. Устанавливается на рельсы. Основными элементами установки являются:

• Система ЧПУ.
• Система движения. Приводом служит электродвигатель с редуктором.
• Система рециркуляции сварочного флюса.
• Сварочный выпрямитель.
• Система перемещения сварочных установок.
• Устройство для перемещения сварочных головок.
• Токопровод.

Применяется на предприятиях по производству металлоконструкций.

Сварочная колонна

Сварочные колонны необходимы для перемещения сварочной головки по нескольким осям. При сварке под флюсом колонна фиксируется.

Основные элементы конструкции – приводная платформа и вертикальная стойка. На стойке устанавливают консоль, способную перемещаться в поперечном направлении и по высоте. Различают два режима перемещения – маршевый и сварочный. Управление процессом осуществляется посредством системы ЧПУ с пультом дистанционного управления.

Причины появления пор

Процесс кристаллизации сварного шва может сопровождаться образованием пор. Это заполненные газом полости различной формы. Внешние признаки отсутствуют. Обнаружение возможно посредством применения методов неразрушающего контроля. Для конструкций, которые работают в условиях повышенной нагрузки, поры считают недопустимым дефектом.

Основной причиной появления пор является перенасыщение расплава сварочной ванны газами. Кроме того, высокая скорость кристаллизации шва не позволяет сварочным газом покинуть зону соединения. Опытным путем установлено, что высокомолекулярные газы практически не влияют на процесс порообразования. Главными виновниками являются простые соединения – водород, азот и угарный газ.

Многое зависит от соединяемых материалов. При сварке под флюсом нержавющей стали причиной порообразования является водород. Углерод не способен воздействие на аустенитные сорта стали, а азот практически не вызывает пор.

Состав флюса также оказывает влияние на процесс. Учеными института Электросварки было установлено, что понижение уровня кислотности флюса способствует образованию пор. А применение ферритизаторов снижает риск появления пор при сваривании обычных сортов стали.

Заключение

Технологический потенциал сварки под флюсом раскрыт не до конца. Именно поэтому данный метод сварки пользуется широкой популярностью, не уступая методу дуговой сварки в среде защитных газов.

Сварка под слоем флюса

Сварка под слоем флюса – способ дуговой сварки, при котором сварочная дуга между сварочной проволокой и свариваемым изделием находится под слоем флюса. Расплавленный флюс обеспечивает стабильное горение сварочной дуги, участвует в легировании металла шва и защите шва от воздействия атмосферы. Расплавленный флюс образует твердую шлаковую корку, которая снижает скорость охлаждения шва и формирует его вид. При данном способе сварки нет видимой дуги, нет искр и брызг, а также минимальное количество сварочного дыма.

Существует автоматическая и полуавтоматическая сварка под слоем флюса. Широкое распространение имеет автоматическая или механизированная сварка. В данном случае механизирована подача сварочной проволоки в зону сварки и передвижение сварочной головки вдоль шва либо перемещение свариваемой детали относительно головки. Питание дуги производится от источников постоянного или переменного тока. Сварка на постоянном токе может производиться, как прямой так и обратной полярностью. Для сварки может применяться вольтамперная характеристика, как падающая (диаметр проволоки до 2,4мм) так и пологопадающая или жесткая.

В настоящее время наиболее распространенный способ сварки под слоем флюса – сварка с использованием сварочной проволоки. Диаметр электродной проволоки в диапазоне от 1,6 мм и до 8 мм. Существует также технология сварки под слоем флюса ленточным электродом. Такая лента имеет толщину 2 мм и ширину до 40 мм. При автоматической или механизированной сварке под флюсом могут применяться одноэлектродные и двухэлектродные подвесные или самоходные сварочные головки (NA-3S, NA-4S, NA-5S), сварочные тракторы (LT-7) и специализированные механизмы.

В случае двухэлектродной сварки (сдвоенным, расщепленным электродом, TWIN ARC — технология Lincoln Electric) питание дуг осуществляется одним источником. Расстояние между электродами не более 20 мм и дуги образуют одну единую сварочную ванну.

При двух (TANDEM технология Lincoln Electric, ESAB) или многодуговой сварке каждый электрод соединен с отдельным источником питания. Сварка таким способом позволяет повысить скорость, а соответственно производительность. Также при таком способе уменьшается вероятность образования закалочных структур в металле шва.

При двух дуговом процессе сварки, первая дуга выполняет также функцию предварительного подогрева, а вторая и последующие переплавляют шов после первой дуги, а также обрабатывают шов термически. Если изменить сварочный ток каждой из дуг, тогда можно будет изменять термический цикл сварки и таким способом влиять на свойства шва.

Производительность автоматической сварки под флюсом значительно больше производительности ручной сварки. Это обусловлено высокой плотностью сварочного тока. Сварка с более высокой плотностью тока увеличивает проплавление, также позволяет сваривать изделия с большой толщиной, не производя при этом разделку кромок. В случае сварки с разделкой, способ сварки под флюсом позволяет уменьшить угол разделки и увеличить притупление кромок. Это в свою очередь означает, что потребуется меньше присадочного материала или электродной проволоки для заполнения разделки. Механизированная сварка под слоем флюса – очень производительный процесс. Так скорость сварки при однодуговом процессе изделий толщиной до 60мм может достигать 70 м/ч, а при многодуговой — 300 м/ч.

Использование флюса, а особенно правильно подобранного флюса позволяет получить сварное соединение высокого качества. Флюс обеспечивает надежную защиту сварного шва, участвует в легировании шва и также влияет на скорость охлаждения шва. Что в свою очередь позволяет получить шов без пор, с низким содержанием неметаллических примесей.

Сварку под флюсом используют для ответственных изделий таких как: резервуары, строительные конструкции, изготовление труб из различных материалов: сталей, титана, алюминия, меди, никелевых сплавов.

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.

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.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

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).

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.

Технология автоматической сварки под флюсом

Любому практикующему сварщику известно, что кислород оказывает негативное влияние на качество и долговечность шва. Попадая в сварочную ванну кислород способствует повышенному окислению и становится причиной трещин. Чтобы избавиться от этой проблемы существует множество способов: начиная от специальной обработки металла, заканчивая применением особых комплектующих, например, флюсов.

Один из наиболее популярных методов качественного соединения металлов — автоматическая сварка под слоем флюса. С ее помощью можно сварить такие непростые металлы, как медь, алюминий и нержавеющую сталь. Автоматическая сварка ускоряет и упрощает работу, а флюс выполняет защитную функцию. В этой статье мы кратко расскажем, что такое автоматическая дуговая сварка под флюсом и какова техника автоматической сварки под флюсом.

Общая информация

Автоматическая дуговая сварка под слоем флюса — это технология, суть которой ничем не отличается от классической дуговой сварки. Металл плавится из-за высокой температуры, которая формируется благодаря электрической дуге. Ниже изображена схема автоматической дуговой сварки под флюсом.

Отличие автоматической сварки от любой другой заключается лишь в том, что большинство процессов выполняется не вручную, а с помощью специальных станков. Например, подача проволоки и движение дуги. Ну а в нашем конкретном случае все эти операции производятся под слоем флюса, нанесенного на поверхность металла.

Область применения

Автоматическая наплавка под флюсом применяется во многих сферах. С ее помощью можно организовать быстрое крупносерийное производство, в том числе конвейерное. По этой причине данная технология незаменима при сборке кораблей, производстве крупногабаритных труб и емкостей для нефтеперерабатывающей отрасли. Автоматическая сварка обеспечивает высокое качество швов, поэтому завоевала свое уважение в таких ответственных отраслях.

Роль флюса

С автоматической сваркой все ясно. А вот что насчет флюса? Что это такое?

Флюс — это специальное вещество (может выпускаться в виде порошка, гранул, паст и жидкостей), обладающее положительными свойствами. Флюсы толстым слоем подаются прямо в сварочную зону, защищая ее от негативного влияния кислорода. Также флюс защищает сам металл, способствует устойчивому горению дуги, уменьшает вероятность разбрызгивания металла и даже изменяет химический состав шва при необходимости.

Виды применяемых флюсов

Перед тем, как провести сварку под флюсом, неплохо было бы узнать, какие вообще бывать разновидности. Прежде всего, всю флюсы делятся по назначению. Они могут быть для сварки углеродистых и легированных сталей, для высоколегированных сталей и для цветных металлов. Это первое, на что стоит обратить внимание перед покупкой флюса.

Также флюсы могут быть плавлеными или керамическими. Их отличие в составе. В большинстве случаев используется именно плавленый флюс, поскольку он относительно универсальный и стоит недорого. С его помощью можно эффективно защитить сварочную ванну от кислорода. Но не ждите от плавленого флюса каких-то особых качеств. Если вам необходимы действительно отличные свойства шва, то выберите керамический флюс. Он обеспечивает отличное качество.

Также флюсы могут быть химически активными и химически пассивными. Активный флюс содержит в составе кислоты, способные не только защитить металл при сварке, но и привести к коррозии. Так что тщательно удаляйте флюс после работы. Пассивные флюсы в автоматической сварке не применяются, поскольку не обладают достаточными для этого свойствами. Зачастую вы встретите пассивный вещества при пайке в виде воска или канифоли.

Кстати, о производителях. Это давний спор всех начинающих и опытных сварщиков. Кто-то считает, что отечественные компании производят недорогой и эффективный флюс, а кто-то всеми руками за импортные комплектующие. Мы не будем однозначно говорить, что лучше, скажем лишь то, что на практике и отечественные, и импортные флюсы показывают себя хорошо, если соблюдена технология сварки.

Достоинства и недостатки

У автоматической сварки с применением флюса есть много плюсов. Ее главное достоинство — возможность полной автоматизации процесса сварки. От сварщика не нужно даже уметь варить, достаточно знать, как настроить оборудование. Также такой метод сварки гарантирует отличное качество сварочных соединений, поскольку отсутствует человеческий фактор.

У технологии сварки деталей автоматической наплавкой под слоем флюса есть и недостатки. Во-первых, вы сможете варить только нижний швы. Также детали должны быть очень точно подогнаны, ведь машина формирует шов в четко заданном месте, и любая ошибка при стыковке приведет к браку. Кроме того, нужна очень тщательная подготовка металла перед сваркой.

Учтите, что у вас не получится сварить металл на весу. Деталь нужно будет зафиксировать на горизонтальной поверхности и предварительно проварить корень сварного соединения. Еще один существенный недостаток — большая стоимость как оборудования для автоматической сварки, так и комплектующих.

Теперь, когда вам все известно, пора узнать, какова технология автоматической сварки под флюсом.

Технология сварки

Прежде всего, перед сваркой необходимо подготовить металл. Для каждого металла подготовка своя, но мы дадим общие рекомендации. Нужно очистить деталь от грязи, краски и коррозии. Затем нужна тщательная зачистка поверхности с помощью металлической щетки или шлифовального круга. Только после подготовительных операций можно приступать к сварке.

Технология сварки под флюсом проста за счет того, что многие процессы выполняет не человек, а машина. Мастеру не нужна зажигать дугу, следить за ее стабильностью, выбирать скорость подачи проволоки и так далее. Все, что от вас требуется — правильно настроить режимы сварки под флюсом. По сути, задать машине программу действий. Ниже таблица с перечислением режимов автоматической сварки под флюсом.

Это режимы автоматической сварки под флюсом для стыковых соединений. Естественно, существуют и другие типы соединений, поэтому для них нужно произвести расчет режимов сварки. Здесь мы не будем касаться этой темы, поскольку она очень обширна (сколько типов соединений, столько и формул), поэтому изучите эту информацию самостоятельно. В интернете много способов расчета.

При работе также используется специальная присадочная проволока для сварки под флюсом. Ее подача тоже автоматизирована, нужно лишь загрузить бобину в подающий механизм. Рекомендуем приобретать проволоку, изготовленную из того же металла, что и деталь.

Теперь немного о флюсе. Он тоже подается автоматически, только предварительно его нужно насыпать в специальный резервуар. Толщина слоя флюса зависит от толщины свариваемого металла. Чем металл толще, тем больше нужно флюса.

У вас может возникнуть закономерный вопрос: а плавится ли флюс? И влияет ли он на структуру шва? Да, конечно флюс плавится под действием температуры. Но при этом он никак не нарушает структура шва, а лишь улучшает ее. Но при этом застывший флюс превращается в шлак, который после сварки нужно удалить. Остатки неиспользованного флюса можно использовать повторно.

Подобная технология применения флюса при автоматической сварке позволяет существенно увеличить скорость работ, при этом не потеряв в качестве.

Вместо заключения

Теперь вам известна автоматическая сварка с флюсом и что это такое. Конечно, помимо автоматической сварки есть еще ручная сварка под флюсом, полуавтоматическая сварка под флюсом и механизированная сварка под флюсом. Но в рамках одной статьи не раскроешь всех нюансов этих видов сварки, поэтому мы рассказываем вам о них постепенно. Статьи на эти, и многие другие темы вы сможете найти на нашем сайте. Делитесь в комментариях своим мнением и опытом. Мастера могут рассказать свои секреты применения флюса при автоматической сварке и поделиться знаниями. Желаем удачи!