Технология сварки под флюсом

Основными параметрами режима сварки под флюсом являются величина тока, его род и полярность, напряжение дуги, скорость сварки, диаметр и скорость подачи электродной проволоки. Дополнительные параметры режима - вылет электрода, наклон электрода и изделия, мар­ка флюса, подготовка кромок и вид сварного соединения.

Параметры режима сварки выбирают исходя из толщины свари­ваемого металла, требуемой формы сварного шва, которая определяется глубиной проплавления и шириной шва. Режим сварки определяют по экспериментальным таблицам или приближенно простым расчетом, при сварке без разделки - по глубине проплавления, при сварке с разделкой - по количеству наплавляемого металла. Порядок подбора режима сварки следующий: в зависимости от толщины свариваемого металла выбирают диаметр электродной проволоки, затем в зависимо­сти от диаметра устанавливают сварочный ток, далее скорость подачи электродной проволоки и скорость сварки.

Автоматическую сварку под флюсом ведут сварочной проволокой сплошного сечения диаметром 1-6мм при силе тока 150-2000 А и на­пряжении дуги 22-55 В, механизированную - сварочной проволокой диаметром 0,8-2 мм при силе тока 100-500 А и напряжении дуги 22-38 В.

Примерные режимы автоматической сварки под флюсом приведе­ны в таблице 6.

Влияние изменения параметров режима сварки на глубину проплавления и ширину шва следующее. Увеличение тока в связи с увели­чением тепловой мощности и давления дуги увеличивает глубину проплавления, но мало влияет на ширину шва. При увеличении напряжения дуги (длины дуги) увеличивается ее подвижность, и возрастает доля те­плоты дуги, расходуемой на расплавление флюса. При этом растет ши­рина шва, а глубина проплавления остается практически постоянной. Этот параметр режима широко используют в практике для регулирова­ния ширины шва. Увеличение диаметра электрода при неизменном токе приводит к уменьшению глубины проплавления и увеличению ширины шва в связи с блужданием дуги.

Таблица 6 - Типичные режимы автоматической сварки под флюсом стыковых соединений на флюсовой подушке без разделки кромок

			Диаметр прово­локи, мм		Uд, В	Скорость сварки, м/ч
Толщина металла, мм	Зазор, мм	Тип шва, мм		переменный ток	постоянный ток обратной полярности
	0-1,5	Односторонний		275-300	28-30	26-28	48-50
	0-2	Односторонний		400-425	28-30	26-28	38-40
Односторонний		575-625	28-30	26-28	48-50
	2-4	Односторонний		675-725	32-36	26-28	30-32
	2-4	Двусторонний		650-700	34-38	30-32	35-37
	625-675	34-38	30-32	35-37
	2-4	Односторонний		700-750	34-38	30-32	28-30
	1-3	Двусторонний		650-700	34-38	30-32	32-34
	625-675	34-38	30-32	32-34
	4-5	Односторонний		750-800	36-40	30-34	25-27
	2-4	Двусторонний		675-725	36-40	30-34	30-32
	650-700	36-40	30-34	30-32
	4-6	Односторонний		850-900	36-40	30-34	25-27
	2-4	Двусторонний		700-750	36-40	30-34	28-30
	675-725	36-40	30-34	28-30
	5-7	Односторонний		900-950	38-42	30-34	20-22
	2-4	Двусторонний		725-775	36-40	30-34	27-29
	700-750	36-40	30-34	27-29
	5-7	Односторонний		950-1000	40-44	32-36	18-20
	2-4	Двусторонний		775-825	38-42	32-26	22-24
	750-800	38-42	32-36	22-24
	6-8	Двусторонний		950-1000	40-44	-	16-18
	8-10	Двусторонний		1100-1200	40-44	-	12-14
	10-12	Двусторонний		1200-1300	44-48	-	10-12

Род и полярность также оказывают значительное влияние на фор­му и размеры шва, что объясняется различным количеством теплоты, выделяющимся на катоде и аноде дуги. При сварке на постоянном токе прямой полярности глубина проплавления на 40-50%, на переменном токе на 15-20% меньше, чем при сварке на постоянном токе обратной полярности. Поэтому швы, в которых требуется небольшое количество металла и большая глубина проплавления (стыковые и угловые швы без разделки кромок), целесообразно выполнять на постоянном токе обрат­ной полярности. Увеличение скорости сварки приводит к уменьшению основных размеров шва. С увеличением вылета электрода возрастает интенсивность его подогрева и скорость его плавления. В результате толщина прослойки расплавленного металла под дугой увеличивается, и вследствие этого уменьшается глубина проплавления. Этот эффект используют иногда для увеличения производительности наплавки и заполнения швов.

В некоторых случаях, особенно при автоматической наплавке, электроду сообщают колебания поперек шва с различной амплитудой и частотой, что позволяет в широких пределах изменять форму и размеры шва. При сварке с поперечными колебаниями электрода глубина проплавления и высота усиления уменьшаются, а ширина шва увеличивает­ся. Этот способ удобен для предупреждения прожогов при сварке сты­ковых соединений с повышенным зазором или уменьшенным притуп­лением кромок. Подобный же эффект можно получить при сварке сдво­енным электродом, когда электроды расположены поперек направления сварки. При их последовательном расположении глубина проплавления, наоборот, возрастает.

Определенное влияние на размеры шва оказывает наклон элек­трода и изделия. При сварке углом вперед из-за подтекания металла в зону сварки уменьшается глубина проплавления и увеличивается шири­на шва. При сварке углом назад в связи с оттеснением расплавленного металла давлением дуги в хвостовую часть ванны глубина проплавления увеличивается, ширина шва уменьшается. Соответственно, при сварке на спуск глубина проплавления уменьшается, ширина шва уве­личивается, при сварке на подъем - соотношение обратное.

Техника автоматической сварки под флюсом зависит от толщины металла и типа соединения. Металл повышенной толщины сваривают многопроходными швами с необходимым смещением электрода с оси шва. Для обеспечения качества концевых участков шва сварку начина­ют на входной и заканчивают на выходной планках шириной до 150 мм и длиной до 250 мм, которые закрепляют на прихватках до начала свар­ки, после сварки планки удаляют.

При автоматической сварке стыковых соединений «на весу» сложно получить шов с проваром по всей длине из-за вытекания в зазор между кромками расплавленного металла, и флюса с образованием прожогов. Для предупреждения этого применяют различные приемы, способствующие формированию корня шва. Для удержания сварочной ванны применяют следующие технологические приемы: сварку на флю­совой подушке, флюсо-медной подкладке, временных и остающихся стальных подкладках, керамических и асбестовых подкладках, ручную подварку корня шва, сварку «на весу» при зазоре менее 1 мм (рис. 12).

Сварку односторонних швов можно выполнять по предваритель­ной ручной или автоматической подварке. Односторонняя сварка на ос­тающейся стальной подкладке применяется, если она допускается по эксплуатационным условиям. Для однослойных швов толщина под­кладки составляет 30-40% толщины металла, для многослойных швов -равна толщине первого слоя. При использовании для сварки съемных медных подкладок качество шва зависит от надежности поджатия к ним кромок. При зазорах свыше 0,5 мм расплавленный металл может выте­кать в него, что приводит к образованию дефектов в шве. Вместе с тем трудно уложить кромки длинного стыка вдоль формирующей канавки неподвижной медной подкладки.

а - остающаяся подкладка; б - временная подкладка; в - гибкая лента;

г - ручная подварка; д - медно-флюсовая подкладка; е - флюсовая подушка;

ж - заделка зазора огнестойким материалом; з - асбестовая подкладка;

а, в, д, е - односторонний шов; г, ж, з - дву­сторонний шов;

1 - первый шов; 2 - второй шов

Рисунок 12. Схемы устройств для удержания сварочной ванны и шлака, и формирование обратного валика при сварке под флюсом

Для улучшения формирования корня шва в увеличенную по глу­бине формирующую канавку в медной подкладке можно засыпать флюс - так выполняют сварку на флюсо-медной подкладке. Односто­ронняя сварка на флюсовой подушке при плотном поджатии флюса обеспечивает полный провар кромок и хорошее формирование корня шва при меньшей точности сборки кромок толщиной 2 мм и выше. Флюс под стыком поджимается воздухом, подаваемым в шланг, а при сварке кольцевых швов - специальной гибкой лентой. Свариваемые листы от перекоса при поджатии флюса должны удерживаться специ­альными прижимами, грузами или магнитами на специальных магнит­ных стендах. Начинают применяться подкладки из термостойких синте­тических и керамических лент одноразового пользования.

В односторонних швах не всегда обеспечивается хорошее форми­рование корня шва. Поэтому в ответственных конструкциях применяют сварку с двух сторон. При этом первые валики в корне швов должны перекрывать друг друга на 2-5 мм. Для предупреждения протекания расплавленного металла в зазор между кромками лучшие результаты получаются по предварительной ручной подварке, которая часто служит как прихваточный шов при сборке. После кантовки изделия при первом основном проходе подварочный шов следует полностью переваривать.

Основное положение при сварке угловых швов - «в лодочку». Это положение обеспечивает технологические удобства, хорошее формиро­вание и высокое качество шва, но требует дополнительных мер для удержания сварочной ванны от вытекания (подварка, асбестовые под­кладки, флюсо-медные подкладки) или зазор менее 1,5 мм. Сварку «в угол» выполняют наклонным электродом. При этом способе имеются трудности по направлению электрода, особенно при многопроходной сварке. Максимальный катет шва при одном проходе составляет 8 мм, но при этом способе меньшие требования к качеству сборки, допускает­ся зазор до 3 мм.

При сварке тавровых соединений наклонным электродом трудно избежать подреза на вертикальной стенке соединения. Для предупреж­дения этого электрод смещают на стенку. Нахлесточные соединения при толщине верхнего листа до 8 мм сваривают вертикальным электро­дом с оплавлением верхней кромки.

Автоматическую сварку под флюсом широко используют как для восстановительной наплавки, так и для наплавки с целью получения по­верхностей с особыми свойствами (износостойких, коррозионностойких и др.). Техника наплавки при использовании электродной проволоки предусматривает наложение ниточных валиков с перекрытием преды­дущего валика на 1/3 его ширины или валиков с поперечными колеба­ниями электрода. Наплавку можно вести также ниточными валиками на некотором расстоянии один от другого, после удаления шлака со всех валиков наплавляют валики в свободных промежутках.

При наплавке плоских поверхностей целесообразно применять широкие валики, т. е. вести процесс с колебательными движениями, а также использовать электродные ленты. Для наплавки целесообразнее использовать порошковые проволоки и ленты.

Наплавку тел вращения выполняют вдоль образующей или круго­выми валиками по винтовой линии. Для уменьшения деформаций и на­пряжений применяют проковку после наплавки.

Производительность наплавки под флюсом одним электродом со­ставляет 9-15 кг/ч, лентой - 5-30 кг/ч.

Применение автоматической сварки под флюсом не всегда осуще­ствимо и целесообразно. Сварку в труднодоступных для автоматов мес­тах, а также коротких и криволинейных швов можно выполнять шлан­говыми полуавтоматами. Сущность способа механизированной сварки под флюсом заключается в том, что электродная проволока в зону свар­ки подается из кассеты, расположенной на 1,5-3 м от горелки (держате­ля), через специальный шланговый провод, который одновременно служит для подвода сварочного тока к электродной проволоке через мундштук горелки. Дуга вдоль свариваемых кромок перемещается вручную. Флюс в зону сварки поступает либо из небольшого бункера, либо по гибкому резиновому шлангу с помощью сжатого воздуха. Для подвода сварочного тока и направления электродной проволоки служит полый гибкий кабель, соединяющий сварочную горелку с механизмом подачи.

В зависимости от толщины и вида соединения металла толщиной 2-30 мм (иногда и более) сваривают со скосом или без скоса кромок, выполняют одно- и двусторонние стыковые, одно- или многопроходные угловые швы, прорезные швы, швы в нахлесточных соединениях со сквозным проплавлением верхнего листа и электрозаклепки.

Характерной особенностью механизированной сварки под флю­сом является применение электродной проволоки диаметром 1,6-2 мм при высоких плотностях тока, что обеспечивает глубокое проплавление основного металла и сварку металла большой толщины. Механизиро­ванную сварку под флюсом можно выполнять как на переменном, так и на постоянном токе. Однако при выполнении стыковых швов тонкого металла и угловых швов с малым катетом предпочтительнее использо­вание постоянного тока обратной полярности.

Литература: 1осн.[150-153, 253-256], 1-2 доп.

Контрольные вопросы

1. Каким образом обеспечивается постоянная длина дуги?

2. К чему может привести увеличение сварочного тока?

3. Приведите основные параметры режима сварки под флюсом?

4. Каким образом влияют изменение параметров режима сварки на глубину проплавления и ширину шва?

5. От чего зависит техника автоматической сварки под флюсом?

6. Что понимается под термином сварка «в лодочку»?

7. Приведите характерную особенность механизированной сварки под флюсом?

Дата добавления: 2015-08-20