Дуговая сварка стали под слоем флюса



ДУГОВАЯ СВАРКА ПОД СЛОЕМ ФЛЮСА

Дуговая сварка под слоем флюса, также как и ручная сварка, металлическим электродом, осуществляется за счет использования тепла дуги. Существенное ее отличие состоит в том, что дуга горит под слоем сыпучего (жидкого) флюса между свариваемым изделием и непокрытой электрод­ной проволокой, которая по мере плавления подается в зону дуги специальной сварочной головкой. Схема процесса представлена на (рис. 26)

Рис. 26. Схема процесса автоматической сварки под слоем флюса: 1 —электрод; 2—жидкий флюс; 3 — сыпучий флюс;4—спекшийся флюс; 5—закристаллизовавшийся металл шва; 6 — свариваемый металл; 7 — расплавленный металл шва; 8 — зона электрической дуги; 9 — газовый пузырь; 10 — подающие ролики.

сварочного трансформатора или генератора. Токоподвод к проволоке осуществляется через скользящий контакт вблизи места горения дуги. Это уменьшает нагрев проволоки джоулевым теплом и создает возможность применения высокой плотности тока без перегрева электродной проволоки. Увеличение тока и лучшее использование тепла дуги, горящей под слоем флюса, ведет к ускорению процесса расплавления электродной проволоки, к увеличению глубины проплавления свариваемого металла и повышению производительности в 5. 10 раз по сравнению с ручной дуговой сваркой штучными электродами.

Автоматическую сварку под флюсом отличают следу­ющие преимущества:

• высокая производительность, превышающая ручную сварку в 5—10 раз. Она обеспечивается применением больших токов ввиду малых значений вылета h-электродной проволоки без опасения значительного ее перегрева в вылете и отслаивания обмазки как в по­крытом электроде, более концентрированным и пол­ным использованием теплоты в закрытой зоне дуги, снижением трудоемкости за счет автоматизации про­цесса сварки;

высокое качество сварного шва вследствие защиты металла сварочной ванны расплавленным шлаком от кислорода и азота воздуха, легирования металла шва, увеличения плотности металла при медленном охлаждении под слоем застывшего шлака; экономия электродного металла при значительном снижении потерь на угар, разбрызгивание металла и огарки. При ручной сварке эти потери достигают 20 — 30%, в то время как при автоматической сварке под флюсом они не превышают 2 — 5%;

• экономия электроэнергии за счет более полного использования теплоты дуги по сравнению с ручной сваркой. Затраты электроэнергии при автоматической сварке уменьшаются на 30—40%.

Кроме того, при автоматической сварке условия труда значительно лучше, чем при ручной: дуга закрыта слоем шлака и флюса, выделение вредных газов и пыли значи­тельно снижено, поэтому нет необходимости в защите зре­ния и лица сварщика от воздействия излучений дуги, а для вытяжки газов достаточно естественной вытяжной венти­ляции.

Автоматическая сварка имеет и недостатки — это преж­де всего ограниченная маневренность сварочных автоматов и производство сварки главным образом в нижнем положе­нии. Качество наплавленного металла при автоматической сварке под слоем флюса обычно выше, чем при ручной сварке, отличается большей стабильностью и меньше зависит от квалификации сварщика. При сварке под слоем флюса достигается надежная защита жидкого металла от контакта с воздухом: скорость охлаждения сварочной ванны значительно меньше, чем при ручной сварке. Автоматическая сварка под флюсом дает значительную экономию электродного материала и электроэнергии, улучшает условия труда сварщика.

СВАРОЧНЫЕ ФЛЮСЫ

Сварочным флюсом называют неметаллический мате­риал, расплав которого необходим для сварки и улучше­ния качества шва.

Взаимодействуя в процессе сварки с жидким металлом, расплавленный флюс в значительной степени определяет химический состав металла, а следовательно, и его меха­нические свойства.

По способу изготовления флюсы делятся на плавленые и неплавленые.

Плавленые флюсы являются основными при автомати­ческой сварке металла. Флюсы типов АН-348-А, АН-348- АМ, АН-348-В, АН-348-ВМ, АН-60 и ФЦ-9 предназначены для механической сварки и наплавки углеродистых и низ­колегированных сталей углеродистой и низколегированной сварочной проволокой. Флюс марки АН-8 применяют при электрошлаковой сварке углеродистых и низколегирован­ных сталей и сварке низколегированных сталей углеродис­той и низколегированной сварочной проволокой. Флюсы марок АН-15М, АН-18, АН-20С, АН-20СМ и АН-20П слу­жат для дуговой автоматической сварки и наплавки высо­колегированных сталей и среднелегированных сталей. Флюс марки АН-22 предназначен для электрошлаковой сварки и дуговой автоматической наплавки и сварки низко- и сред­нелегированных сталей. Флюсы АН-26С, АН-26СП и АН-26П применяют при автоматической и полуавтомати­ческой сварках нержавеющих, коррозионностойких и жа­ропрочных сталей. Флюсы марок АН-17М, АН-43 и АН-47 предназначены для дуговой сварки и наплавки углеродис­тых, низко-и среднелегированных сталей повышенной и высокой прочности.

Нормальные флюсы содержат зерна размером 0,5—4 мм. Флюсы мелкой грануляции состоят из зерен размером 0,25—1,0 мм и в обозначении марки имеют конечную бук­ву М.

Плавленые флюсы получают сплавлением составляю­щих его компонентов. Изготовление флюса включает сле­дующие процессы: размалывание до необходимых разме­ров сырьевых материалов (марганцевая руда, кварцевой песок, мел, плавиковый шпат, глинозем и др.); перемеши­вание их в определенных массовых соотношениях; плавка в газопламенных или электродуговых печах; грануляция с целью полученияфлюса определенных размеров зерен. Гра­нуляция производится выпуском расплава флюса в воду, где он остывает и растрескивается на мелкие частицы. За­тем флюс сушат в барабанах или сушильных шкафах и просеивают через сито на фракции.

-В состав этих флюсов в качестве основных компонен­тов входят марганец в виде оксида марганца и кремний в виде кремнезема. Марганец, обладая большим сродством с кислородом, восстанавливает содержащиеся в наплавля­емом металле оксиды железа. Кроме того, образуя суль­фид MnS, марганец способствует удалению серы в шлак. При сварке низкоуглеродистых и низколегированных ста­лей высокомарганцовистые флюсы легируют металл шва. Кремний способствует снижению пористости металла шва, так как подавляет процесс образования оксида углерода, который является одной из основных причин образования пор в наплавленном металле. Кремний также является хо­рошим раскислителем, но как легирующий элемент при сварке под флюсом имеет ограниченное применение.

Неплавленые флюсы представляют собой механиче­скую смесь составляющих его материалов. Исходные ма­териалы (кремнезем, марганцевую руду, плавиковый шпат, ферросплавы и др.) дробят, измельчают, дозируют и полу­ченную смесь тщательно усредняют. Затем замешивают в строго определенных соотношениях с водным раствором жидкого стекла и, пропустив через гранулятор, получают шарообразные гранулы (соединения). Сырые гранулы (со­единения) поступают на сушку и прокалку.

Отсутствие плавки позволяет вводить в состав флюсов различные ферросплавы, металлические порошки, оксиды элементов и другие материалы. Эти вещества, участвуя в металлургических процессах сварки, значительно облегча­ют широкое легирование и раскисление наплавленного ме­талла, улучшают структуру и снижают содержание вред­ных примесей в металле шва. При этом используется бо­лее простая сварочная проволока из обычной низкоуглеродистой стали. Недостатком неплавленых флюсов является их большая гигроскопичность, требующая герметичности упаковки и более точного соблюдения режима сварки, так как он оказывает влияние на процесс легирования наплав­ленного металла.

Используются флюсы марок АНК-35 (для сварки низ­коуглеродистых сталей низкоуглеродистой проволокой Св- 08 и Св-08А), АНК-46 (для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей), АНК-47 и АНК-30 (для свар­ки швов высокой хладостойкости), АНК-45 (для сварки высоколегированных сталей), АНК-40, АНК-18, АНК-19 (для наплавочных работ низкоуглеродистой сварочной про­волокой Св-08 и Св-08А). При применении наплавочных проволок эти флюсы дают слои наплавленного металла бо­лее высокой твердости. Флюс марки АНК-3, применяемый как добавка к флюсам марок АН-348А, АН-60,повышаетстойкость швов против образования пор.

Важным преимуществом неплавленых керамических флюсов является их относительно малая чувствительность к ржавчине, окалине и влаге на поверхности свариваемых кромок деталей по сравнению с плавлеными флюсами. Это особенно важно при строительно-монтажных работах. Плав­леные флюсы при сварке дают относительно небольшое количество легирующих примесей (только за счет восста­новления из оксидов кремния и марганца). При этом появ­ляются оксиды, способствующие образованию неметалли­ческих включений, ухудшающих механические свойства металла. Поэтому для соответствующего легирования ме­талла шва приходится применять дорогую легированную проволоку. Однако высокие технологические свойства плав­леных флюсов (хорошая защита зоны сварки, хорошее фор­мирование валиков, отделимость шлака и др.) и меньшая стоимость обеспечивают широкое применение их в свароч­ном производстве. При необходимости получения сварных швов высокого качества по ударной вязкости при низкой температуре; швов, стойких против образования пор и тре­щин; и некоторых других специальных швов керамические флюсы незаменимы.

Магнитные флюсы относятся также к неплавленым флюсам. По технологии изготовления и применению они аналогичны керамическим флюсам. Кроме веществ, вхо­дящих в состав керамических флюсов, магнитный флюс содержит железный порошок, который не только придает ему магнитные свойства, но и способствует повышению производительности сварки. Флюс подается через соплс дозирующим устройством автомата (или полуавтомата). Под действием магнитного поля сварочного тока флюс при­тягивается к зоне сварки. При этом обеспечивается мини­мальный расход флюса и возможность качественной свар­ки вертикальных швов. В качестве электродного материала при сварке под слоем флюса используется холоднотянутая сварочная проволока, химический состав которой выбирается в зависимости от химического состава свариваемого металла и порошковая проволока марок ПП-АН 120, ПП-АН 121, ПП-АН 122. Для сварки низкоуглероднстых конструкционных сталей обычно применяется проволока СВ-08А, СВ-08ГА по ГОСТ 2246-70 (см. приложение 1). Для сварки легированных сталей используется проволока того же химического состава, что свариваемая сталь. Результаты сварки под флюсом в значительной степени зависят от свойств и качества флюса. Флюс должен обеспечивать хорошее формирование сварного шва при высокой производительности сварки, требуемый химический состав, структуру и высокую прочность наплавленного металла. В соответствии с ГОСТ 9087-81 выпускается 24 марки плавленых флюсов, применяемых для автоматической и механизированной электродуговой сварки, а также для электрошлаковой сварки стали (Табл. 3).

Флюсы должны изготовляться в виде однородных зерен (размер флюса от 0,25 до 4,0 мм). Содержание инородных частиц (нерастворившихся частиц сырьевых материалов, футеровки, угля, графита, кокса, металлических частиц и др.) должно быть не более: 0,5% от массы флюса для марок АН-348-А, АН-348-АМ, АН- 348-В, АН- 348-ВМ, ОСЦ-45, ОСЦ-45-М, ОСЦ-45-П АН-18; 0,3 % – для марок АН-8, АН-15М, АН-17М, АН-20С, АН-20СМ, АН-20П, АН-22, АН-43, АН-47, АН-60, АН-65 ФЦ-9; 0,1%– для марок АН-26С, АН-26СП, АН-26П, АН-42.

Автоматическая сварка под флюсом может вестись односторонним или двухсторонним способом (рис. 27). Лучшие результаты дает двухсторонний способ сварки, но он не всегда технологически возможен.

Рис. 27. Способы сварки стыковых швов:

а (АФ) — односторонняя сварка с неполным проваром; б (АФо) —сварка на стальной остающейся подкладке; в (АФф) — сварка на флюсовой подушке; г (АФп) — сварка на медной подушке; д (АФм) — сварка на флюсомедной подкладке; е (АФш) — сварка по предварительной ручной подварке Подготовку кромок и сборку изделия при сварке под флюсом производят более точно, чем при ручной сварке. Настроенный под определенный режим автомат точно выполняет установленный процесс сварки и не может учесть и выправить отклонения в разделке кромок и в сборке изделия. Разделку кромок производятмашинной кислород­ной или плазменно-дуговой резкой, а также на металлоре­жущих станках. Свариваемые кромки перед сборкой должны быть тща­тельно очищены от ржавчины, грязи, масла, влаги и шла­ков. Это особенно важно при больших скоростях сварки, когда загрязнения, попадая в зону дуги, приводят к образо­ванию пор, раковин и неметаллических включений. Очист­ку кромок производят пескоструйной обработкой или про­травливанием и пассивированием. Очистке подвергается поверхность кромок шириной 50—60 мм по обе стороны от шва. Перед сваркой детали закрепляют на стендах или иных устройствах с помощью различных приспособлений или прихватывают ручной сваркой электродами с качественным покрытием. Прихватки длиной 50—70 мм располагают на расстоянии не более 400 мм друг от друга, а крайние при­хватки — на расстоянии не менее 200 мм от края шва. При­хватки должны быть тщательно очищены от шлака и брызг металла. При сварке продольных швов для ввода электрода в шов и вывода его из шва за пределы изделия по окончании свар­ки к кромкам приваривают вводные и выводные планки. Форма разделки планок должна соответствовать разделке кромок основного шва. Сварочный ток, напряжение дуги, диаметр, угол накло­на и скорость подачи электродной проволоки, скорость свар­ки и основные размеры разделки кромок выбирают в зави­симости от толщины свариваемых кромок, формы раздел­ки и свариваемого металла. Стыковые швы выполняют с разделкой и без разделки кромок согласно ГОСТ 8713-79 (табл. 4). При этом шов может быть одно- и двусторон­ним, а также одно- и многослойным. Стыковая сварка односторонняя применяется при ма- лоответственных сварных швах или в случаях, когда кон­струкция изделия не позволяет производить двусторон­нюю сварку шва. Значительный объем расплавленного металла, большая глубина проплавления и некоторый пе­регрев ванны могут привести к вытеканию металла в за­зоры и нарушению процесса формирования шва. Чтобы из­бежать этого, следует закрыть обратную сторону шва сталь­ ной или медной подкладкой, флюсовой подушкой или про­варить шов с обратной стороны (рис. 28). На практике применяют четыре основных приема вы­полнения односторонней сварки стыковых швов, обеспе­чивающих получение качественного сварного шва. Сварка на флюсовой подушке заключается в том, что под свариваемые кромки изделия подводят флюсовую по­душку — слой флюса толщиной 30—70 мм. Флюсовая по­душка прижимается к свариваемым кромкам под действи­ем собственной массы изделия или с помощью резинового шланга, наполненного воздухом. Давление воздуха в зави­симости от толщины свариваемых кромок изделия для тон­ких кромок составляет 0,05—0,06 МПа и 0,2—0,25 МПа — для толстых кромок. Флюсовая подушка не допускает подтекания расплавленного металла и способствует хоро­шему формированию металла шва. Рис. 28. Схемы устройств для удержания сварочной ванны и шлака при сварке под флюсом: 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, б, в, д, е — односторонний шов; г, ж, з — двусторонний шов; 1 — первый шов; 2 — второй шов Условное обозначение сварного соединения Конструктивные элементы Способ сварки S=S1 b e, не более g Подготовленных Кромок свариваемых деталей Сварного шва номин. Пред. откл. номин. Пред. откл. С 47 АФ, МФ +0,3 8,5 1,5 ±1,0 Св. 2 до 3 +0,5 2,0 +1,0 -1,5 Св. 3 до 4 +0,8 Св. 4 до 5 +1,0 Св. 6 до 8 Св. 8 до 10 Св. 10 до 12 С 4 АФф 0,0 +1,0 1,5 1,0 Св. 2 до 3 1,0 ±1,0 2,0 Св. 3 до 4 1,5 Св. 4 до 5 1,5 Св. 5 до 6 Св. 6 до 7 2,0 ±1,5 2,0 Св. 7 до 10 С 18 АФф От. 8 до 9 ±3 1,5 ±1,0 Св. 9 до 10 Св. 10 до 12 ±4 2,0 +1,0 -1,5 Св. 12 до 14 Св. 14 до 20 2,5 +1,0 -2,0 Св. 14 до 20 ±5 С 24 АФг От. 24 до 28 ±4 2,5 +1 -2,0 Св. 28 до 38 ±5 Св. 38 до 48 +1,5 -2,0 Св. 48 до 54 Св. 54 до 60 Сварка на медной подкладке применяется для больше­го теплоотвода в целях предупреждения пережога металла кромок. Вместе с тем подкладка, установленная с нижней стороны шва, предупреждает протекание жидкого металла сварочной ванны. Подкладка прижимается к шву с помо­щью механических или пневматических приспособлений. После сварки подкладка легко отделяется от стальных листов. При зазоре между свариваемыми кромками более 1— 2 мм медную прокладку делают с желобком, куда насыпа­ют флюс. В этом случае на обратной стороне шва образует­ся сварной валик. Ширина медной подкладки составляет 40—60 мм, а тол­щину подкладки (5—30 мм) выбирают в зависимости от толщины свариваемых кромок. Разработан метод сварки, при котором по обратной сто­роне шва перемещается медный башмак, охлаждаемый во­дой. При этом свариваемые листы собирают с зазором в 2—3 мм и через каждые 1,2—1,5 м скрепляют сборочными планками путем прихватки короткими сварными швами. Сварка на стальной подкладке производится в тех слу­чаях, когда конструкция изделия допускает приварку под­кладки с обратной стороны шва. Стальную подкладку плот­но подгоняют к плоскости свариваемых кромок и прикреп­ляют короткими швами ручной дуговой сваркой. Затем ав­томатической сваркой выполняют основной шов, провари­вая одновременно основной металл и металл подкладки. Размеры подкладки зависят от толщины свариваемых кро­мок. Обычно подкладку изготовляют из стальной полосы шириной 20—60 мм и толщиной 4—6 мм. Сварка после предварительного наложения подварен­ного шва вручную применяется для упрощения процесса сборки изделия. Стыковая сварка двусторонняя дает более выеококаче- ственный шов, обеспечивая хороший провар шва даже при некотором смещении свариваемых кромок. При изготов­лении строительно-монтажных конструкций двусторонний способ является основным. Стыковое соединение сварива­ют автоматом сначала с одной стороны так, чтобы глубина проплавления составляла 60—70% толщины металла шва. Зазор между кромками должен быть минимальным, не более 1 мм. Сварку выполняют на весу без подкладок и уплотнений с обратной стороны стыка. При невозможнос­ти выдержать зазор между кромками менее 1 мм принима­ют меры по предупреждению подтекания жидкого металла, как это делают при односторонней сварке, т. е. произ­водят сварку на флюсовой подушке, медной подкладке, на стальной подкладке или применяют прихватку ручной ду­говой сваркой. Режимы автоматической сварки под флюсом стыковых швов металлоконструкций приводятся в табл. 5. Тавровые и нахлесточные соединения сваривают верти­кальным электродом при положении шва «в лодочку» или наклонным электродом, если один из листов занимает го­ризонтальное положение. В зависимости от толщины сва­риваемых кромок и назначения соединения сварка может быть выполнена без разделки кромок, с одно- или двусто­ронней разделкой кромок. При зазоре между кромками менее 1 мм сварку «в ло­дочку» выполняют на весу. При больших зазорах сварку производят на флюсовой подушке или на подкладках. До­пускается заделка зазора асбестовым уплотнением или под- варка шва с обратной стороны. Сварка «в лодочку» обес­печивает равномерное проплавление свариваемых кромок и получение качественного шва большого сечения за один проход. В большинстве случаев для выполнения сварного соединения изделие устанавливают на кантователь. Типичные режимы автоматической сварки под флюсом стыковых швов металлоконструкций на флюсовой подушке Толщина металла Тип шва и подготовка кромок Зазор мм Диаметр проволоки, мм № слоя сварочный ток, А Напряжение дуги, В. Скорость сварки, 1,10 -3 м/с переменный ток постоянный ток (обратная полярность) Односторонний без разделки кромок 2-4 4-6 5-7 _ _ _ 700-750 850-900 900-950 34-38 36-40 38-42 30-32 30-34 30-34 7,8-8,3 7-7,5 5,6-6,1 Двусторонний без разделки кромок 2-4 2-4 2-4 _ _ _ 700-750 675-725 725-775 36-40 30-34 7,8-8,3 7,8-8,3 7,5-8,1 более 17 Многослойный, одно – и –двусторонний с Y- и X-образной подготовкой кромок 3-1 3-1 4-5 4-5 _ 2 и последующие 750-800 825-875 36-38 38-40 33-35 5,6-6,1 варку тавровых и нахлесточных соединений (рис. 29) при горизонтальной или вертикальной полке произво­дят наклонным электродом с углом наклона к гори­зонтальной полке 20—30°. Недостатком такого спосо­ба сварки является невозможность получить шов с ка­тетом более 16 мм, что иногда приводит к необходи­мости многослойной сварки. Рис. 29. Схема полуавтоматической сварки под флюсом: а — стыковых швов; б— в положении «в лодочку»; в — тавровых швов; г — нахлесточных швов При полуавтоматической сварке перемещение дуги вдоль свариваемого шва производится сварщиком либо на себя, либо справа налево. Держатель опирают на кромки сварива­емого изделия и тем самым поддерживают постоянство вы­лета электродной проволоки в пределах 15—25 мм. Благо­даря повышенной плотности тока и более сосредоточенно­му вводу теплоты глубина провара при шланговой сварке возрастает на 30—40%. Устойчивость горения дуги также значительно повышается, что позволяет производить свар­ку металла малых толщин (0,8—1,0 мм) и кварку швов с катетом до 2 мм при сварочных токах 80—100 А. Ориентировочные режимы полуавтоматической сварки приводятся в табл. 4. Типичные режимы сварки под флюсом угловых швов металлоконструкции «в лодочку Катет шва, мм Диаметр проволоки, мм Сварочный ток, А Напряжение дуги, В Скорость сварки 1·10 3 м/с Переменный ток Постоянный ток (обратная полярность) 300-390 575-600 32-34 34-36 30-32 7,2-7,8 420-440 575-625 675-725 32-34 34-36 34-36 32-34 6,1-7 8,3-8,9 8,3-8,9 420-440 650-700 725-775 31-36 34-36 34-36 32-34 3,3-4,2 6,4-7 6,4-7 420-440 600-650 775-825 34-36 34-36 36-38 32-34 2,2-2,8 5-5,6 5-5,6 При стыковых швах с зазором более 1,0—1,5 мм свар­ку производят на флюсовой подушке или на подкладках. При этом держателю придают поперечные колебательные движения. Тавровые и нахлесточные соединения рекомен­дуется выполнять электродной проволокой диаметром 1,6—2,0 мм на постоянном токе обратной полярности. Зазор между свариваемыми кромками не должен превы­шать 0,8—1,0 мм. Качественный шов за один проход пщанговой сваркой можно получить при катете шва не более 8 мм. При катетах более 8 мм производят много­слойную сварку шва. Дата добавления: 2016-11-04 ; просмотров: 6211 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ Источник Оцените статью Вам также может понравиться: Аппарат для электродуговой сварки мощность  Как рассчитать мощность для сварочного аппарата Отправим 00 Максимальный рабочий ток силового трансформатора  Расчет максимальных рабочих токов Токоведущие части 00 Вайлдберриз станок для заточки сверл  16 лучших точильных станков Затупилось? 00 Акустическая гитара куда крутить анкер на гитаре  Регулировка грифа, правильная настройка прогиба Для 00 Политика конфиденциальности Правообладателям Контакты Adblock detector