Бизнес портал www.InterExpo.com.ua - каталог фирм, прайс-листы, бизнес новости, деловые контакты, добавить фирму Киев Украина, Россия
Статьи

Автоматичне зварювання під флюсом (АЗФ/SAW)

Сутність, особливості та переваги авт. зварювання під флюсом

Принципова схема процесу автоматичного зварювання під флюсом на флюсо-мідній підкладці 1 наведена на рис. 1.

 

Електродний дріт 4 автоматично подається в зону зварювання. Дуга горить між кінцем електрода і виробом 2 під шаром зварювального флюсу 6, що подається з бункера 3 на виріб попереду електрода, який переміщається вздовж шва.

Під дією тепла, що виділяється зварювальною дугою, плавляться електродний дріт і метал виробу, що зварюється, а також частина флюсу, що примикає до дуги. В області горіння дуги утворюється порожнина, обмежена у верхній частині оболонкою розплавленого флюсу. Ця порожнина заповнена парами металу, флюсу і газами, їхній тиск підтримує флюсове склепіння, що утворюється над зварювальною ванною. Кінець електрода, що плавиться, знаходиться в безпосередній близькості від переднього краю ванни. Дуга дещо відхиляється від вертикального положення в бік, зворотний напрямку зварювання 5. Під впливом тиску дуги рідкий метал відтісняється також у бік, протилежний напрямку зварювання, утворюючи зварювальну ванну 8. Під електродом створюється кратер з тонким шаром розплавленого металу, а основна маса розплавленого металу займає простір від кратера до поверхні шва, розташовуючись похилим шаром. Розплавлений флюс 7 внаслідок значно меншої густини спливає на поверхню розплавленого металу шва і покриває його щільним шаром.

Флюс захищає дугу і зварювальну ванну від шкідливого впливу навколишнього середовища, здійснює металургійну взаємодію з металом зварювальної ванни і, крім того, перешкоджає розбризкуванню рідкого металу. Розплавлений флюс, маючи низьку теплопровідність, уповільнює процес охолодження металу шва, що полегшує можливість шлаковим включенням і розчиненим у металі газам 9 піднятися на поверхню ванни, сприяючи очищенню металу шва від забруднень. Метал шва виходить щільним і чистим, без пор і шлакових включень, з високими механічними властивостями. Зважаючи на мінливість сил, що діють на зварювальну ванну, остання перебуває в стані коливального руху. У зв'язку з цим під час охолодження поверхня шва виходить лускатою.

Нерозплавлений у процесі зварювання надлишковий флюс пневматичним пристроєм 10 відсмоктується зі шва і використовується надалі під час зварювання. Розплавлена і затверділа частина флюсу утворює на шві товсту шлакову кірку 11. Після припинення зварювання й охолодження металу шлакова кірка легко відокремлюється від металу шва, посилення шва 12 виходить із плавним переходом до основного металу.

Отже, можна відзначити такі характерні особливості та переваги зварювання під флюсом.

  1. Плавлення електродного й основного металів здійснюється під флюсом, що надійно захищає розплавлений метал від дії кисню й азоту повітря. Флюс, маючи погану теплопровідність, уповільнює процес затвердіння металу шва, що сприяє виділенню газів, розчинених у розплавленому металі шва, та оберігає метал шва від вигоряння основних легуючих елементів (марганець і кремній). За нейтральних флюсів метал шва за хімічним складом близький до основного металу, а за марганцево-крем'янистих флюсів відбувається додаткове легування металу шва марганцем і кремнієм, внаслідок чого поліпшується його якість. Флюс сприяє отриманню чистого і щільного металу шва, без пор і включень, з рівною одноманітною зовнішньою поверхнею, з плавним переходом до основного металу і високими механічними властивостями зварного з'єднання. Втрати на чад і розбризкування при зварюванні під флюсом практично відсутні.
  2. Під час зварювання під флюсом порівняно з ручним зварюванням застосовуються значно більші струми, що забезпечують глибоке проплавлення основного металу, що дає змогу зварювати метал значної товщини без скосу крайок. А за великої товщини сумарний кут оброблення крайок можна зменшити до 30-45° і, отже, можна зменшити перетин шва, а отже, і кількість електродного металу, необхідного для заповнення оброблення крайок. Висока швидкість однопрохідного зварювання, легка відокремлюваність шлакової кірки і відсутність бризок економлять час і працю.
  3. Застосування великих струмів забезпечує підвищену швидкість плавлення електродного дроту. Втрати на чад і розбризкування практично відсутні. Коефіцієнт наплавлення для найчастіше застосовуваних струмів 400-1200 А при зварюванні електродним дротом діаметром 5 мм коливається від 12 до 17 г/А-год. При зварюванні електродним дротом діаметром 2 мм на струмах 400-700 А він становить 20-28 г/А-год.
  4. Наявність потужної ванни розплавленого металу під шаром флюсу, що погано проводить тепло, є вельми сприятливим фактором, що сприяє стабільному горінню дуги. Зварювання зазвичай проводиться на змінному струмі, тому відсутнє явище магнітного видування дуги.
  5. Дуга горить під товстим покровом флюсу і невидима для оператора і оточуючих осіб, внаслідок чого не потрібно спеціальних пристроїв для захисту очей.
  6. Процес зварювання під флюсом повністю механізований. Простота процесу дає змогу використовувати для обслуговування автомата робітників низької кваліфікації, що не потребує тривалої підготовки.

Великі струми, висока продуктивність, гарне формування шва, висока якість зварного з'єднання, відсутність бризок, знижена витрата електродного дроту та електроенергії, простота і надійність процесу - відмінні риси способу автоматичного зварювання під флюсом.

Флюси для АЗФ зварювання

Основним призначенням флюсу є захист металу, що розплавляється електричною дугою, від шкідливого впливу кисню й азоту повітря. Крім того, флюс повинен забезпечувати гарне формування шва, належний хімічний склад металу шва, високі механічні властивості зварного з'єднання, відсутність пір і тріщин у наплавленому металі, стійкість процесу зварювання, легке видалення шлакової кірки з поверхні шва. У процесі зварювання флюси не повинні виділяти у великій кількості шкідливі гази і дим, які можуть отруювати працюючих.

Флюси для автоматичного і напівавтоматичного зварювання, які випускають нині, різноманітні за хімічним складом, призначенням і способом виготовлення.

За способом виготовлення флюси поділяють на плавлені та неплавлені. Плавлені флюси виготовляють сплавленням компонентів шихти в електричних або плавильних печах. Сплавлена маса після охолодження піддається дробленню на зерна необхідного розміру. Неплавлені флюси є механічною сумішшю порошкоподібних і зернистих матеріалів, до них відносяться і керамічні флюси, виготовлені з сумішей порошкоподібних матеріалів, що скріплюються за допомогою зв'язувальних речовин.

Нині наша промисловість застосовує переважно плавлені флюси.

За хімічним складом плавлені флюси розрізняють за вмістом у них оксидів різних металів. За вмістом окису кремнію (Si02) флюси поділяють на висококремнисті (до 40-45% Si02), низькокремнисті (до 0,5 Si02) і безкремнисті. Низькокремнисті флюси зазвичай застосовуються для зварювання легованих сталей. За вмістом закису марганцю (МпО) флюси поділяють на високомарганцеві (що містять понад 30% Мп0), середньомарганцеві (що містять МпО в межах 15-30%) і низькомарганцеві. Прикладом сучасних висококремнистих марганцевих флюсів можуть слугувати флюси ОСЦ-45 і АН-348-А.

За призначенням розрізняють флюси для зварювання низьковуглецевих сталей, легованих сталей, спеціальних сталей і кольорових металів.

Під час зварювання низьковуглецевих сталей відбувається інтенсивне випаровування вуглецю і вигоряння марганцю, тому флюс разом з електродним дротом повинні компенсувати убуток марганцю в металі шва і пригнічувати реакцію окиснення вуглецю. З флюсів, призначених для зварювання низьковуглецевих і низьколегованих конструкційних сталей, повинні переходити в шов марганець і кремній, що забезпечить отримання щільних швів, без пор і тріщин. Кремній пригнічує реакцію окислення вуглецю і запобігає появі пор у шві. За низького вмісту в металі шва марганцю шви схильні до утворення тріщин.

Використання низьковуглецевого електродного дроту для зварювання низьковуглецевої сталі можливе тільки в поєднанні з висококремнистим марганцовистим флюсом. При безмарганцовистих флюсах необхідно застосовувати спеціальний електродний дріт з підвищеним вмістом марганцю. У нашій промисловості при зварюванні низьковуглецевої сталі безмарганцовисті флюси не використовуються. За структурою зерен флюси поділяють на склоподібні (щільні) і пемзовидні (пористі). Плавлені склоподібні флюси мають світло-сірий, жовтий і коричневий колір усіх відтінків. Об'ємна маса склоподібного флюсу становить 1,3-1,8 кг/дм3. Пем-зовидні флюси мають зерна світлого і світло-сірого кольору розміром від 0,25 до 4,0 мм.

Залежно від діаметра застосовуваного дроту флюс одного і того ж складу виготовляють із зернами різної величини. Для зварювання дротом діаметром менше 3 мм застосовується склоподібний флюс із розміром зерен 0,25-1,0 мм, а для зварювання дротом діаметром 3 мм і більше - з розміром зерен 0,35-3,0 мм.

Хімічний склад флюсів, призначених для механізованого зварювання і наплавлення вуглецевих і низьколегованих конструкційних сталей вуглецевим і низьколегованим електродним дротом, наведено в табл. 1. Буква М у найменуванні флюсу означає дрібнозернистий.

Флюс ОСЦ-45 розроблено в 1941 р. К. В. Любавським у ЦНИИТМАШ. Цей флюс вважається одним із найкращих і широко застосовується в нашій промисловості. Шихта флюсу складається з марганцевої руди, кварцового піску і плавикового шпату (вторинного кальцію). Плавиковий шпат додається для зниження температури плавлення і в'язкості та для поліпшення технологічних властивостей флюсу. Флюс має високу рідинну плинність і малу в'язкість за температури плавлення сталі. Під час зварювання низьковуглецевої сталі стандартним низьковуглецевим дротом флюс забезпечує отримання зварних з'єднань високої якості. Флюс ОСЦ-45 менш чутливий, ніж інші плавлені флюси, до відхилення хімічного складу основного металу та електродного дроту. Флюс малочутливий до іржі, що міститься на поверхні основного металу, забезпечує отримання щільних швів, стійких проти утворення тріщин. До недоліків флюсу можна віднести високий вміст фтористого кальцію, виділення якого може призводити до отруєння тих, хто працює в замкнутих просторах, усередині котлів, резервуарах тощо.

Модифікацією флюсу ОСЦ-45 є флюс АН-348-А, розроблений Інститутом електрозварювання імені Є. О. Патона АН УРСР. Він забезпечує дещо більшу стійкість дуги і порівняно з флюсом ОСЦ-45 виділяє менше шкідливих газів внаслідок зниженого вмісту фтористого кальцію.

Флюси ОСЦ-45 і АН-348-А є найбільш поширеними. Обидва флюси можуть виплавлятися в полум'яних або в електричних дугових печах. Виробництво флюсу схоже з виробництвом скла і ведеться у великому промисловому масштабі на кількох скляних заводах.

Після розплавлення шихти рідкий флюс з печі виливають у воду або виливницю. Коли флюс виливають у воду, відбувається мокра грануляція, а коли в металеву виливницю, - суха грануляція. Флюс після мокрої грануляції сушать, дроблять і просівають. Після сухої грануляції просушування не потрібне. Стеклоподібний флюс порівняно з пемзовим забезпечує більш досконалий захист зони зварювання від дії повітря.

Флюси ОСЦ-45 і АН-348-А в поєднанні з низьковуглецевим електродним дротом широко використовуються для зварювання низьковуглецевих і низьколегованих конструкційних сталей.

В Інституті електрозварювання імені Є. О. Патона АН УРСР у 1973 р. розроблено новий флюс загального призначення марки АН-348-В (ТУ 14-557-73), що має знижену токсичність. Флюс АН-348-В призначений для механізованого електродугового зварювання і наплавлення низьковуглецевих і низьколегованих сталей на постійному і змінному струмі з використанням таких самих режимів і в поєднанні з такими самими дротами, що і під час зварювання під флюсом марки АН-348-А. Зниження токсичності досягнуто зменшенням вмісту оксидів марганцю в складі флюсу і заміною їх оксидами титану, менш токсичними, що є ефективним засобом придушення виділення летких фторидів під час нагрівання флюсу. Оксиди титану дають змогу зберігати високі технологічні та металургійні властивості металу шва без зниження стійкості проти утворення пор.

Крім флюсів марок, наведених у табл. 1 і призначених для зварювання вуглецевих і низьколегованих конструкційних сталей, ГОСТ 9087-69 передбачає випуск плавлених зварювальних флюсів таких марок: АН-8 - для електрошлакового зварювання вуглецевих і низьколегованих сталей вуглецевим і низьколегованим електродним дротом; АН-20, АН-20С, АН-20СМ і АН-20П - для дугового наплавлення високолегованих сталей і зварювання легованих сталей відповідним електродним дротом; АН-22 - для електрошлакового зварювання та електродугового наплавлення легованих сталей легованим електродним дротом; АН-26 - для автоматичного і напівавтоматичного зварювання нержавіючих, корозійностійких і жаростійких сталей відповідним електродним дротом.

Флюси марок АН-8, АН-20, АН-22 і АН-26 можуть застосовуватися для зварювання і наплавлення інших типів сталі в поєднанні з відповідним, близьким за складом легованим дротом. Ці флюси відрізняються від флюсів, що застосовуються під час зварювання звичайних сталей, більш низьким вмістом кремнезему, до того ж флюс АН-22 містить мало марганцю, тому використовується для зварювання марганцовистих сталей.

Готовий флюс упаковується в тару, що забезпечує його збереження під час транспортування. На кожному пакувальному місці кріпиться ярлик із зазначенням марки флюсу. Для запобігання пористості швів флюс має бути сухим, тому його необхідно зберігати в умовах, що виключають зволоження і забруднення.

Електродний дріт

Для автоматичного зварювання під флюсом марка дроту за хімічним складом зазвичай вибирається близькою до основного металу.

Для дугового зварювання різних металів ГОСТ 2246-70 передбачає залежно від їхнього хімічного складу випуск холоднотягнутого зварювального дроту з низьковуглецевої, легованої та високолегованої сталі. Загалом до ГОСТ 2246-70 включено 75 марок зварювального дроту діаметром від 0,3-до 12 мм.

Для зварювання під флюсом виробів з низьковуглецевої сталі широко використовують сталевий електродний дріт з групи низьковуглецевих дротів марок Св-08, Св-08А, Св-08АА, Св-08ГА, Св-10ГА, Св-10Г2, а для зварювання виробів з деяких низьковуглецевих сталей - сталевий дріт з групи легованих дротів марок Св-08ГС, Св-12ГС, Св-08Г2С. Хімічний склад цих дротів наведено в табл. 2.

 

Цифри, що йдуть за індексом Св (зварювальний), вказують середній вміст вуглецю в сотих частках відсотка. Хімічні елементи марганець і кремній, що містяться в металі дроту, позначені літерами: Г - марганець, С - кремній. Цифри, що йдуть за буквеними позначеннями хімічних елементів, вказують середній вміст цих елементів у відсотках. Після буквеного позначення елементів, що містяться в невеликих кількостях (менше ніж 1%), цифри не поставлені. Буква А наприкінці умовних позначень марок низьковуглецевого і легованого дроту вказує на підвищену чистоту металу за вмістом сірки і фосфору. У дроті марки Св-08АА здвоєна буква А вказує на знижений вміст сірки і фосфору порівняно з дротом марки Св-08А.

Зварювальний дріт марок низьковуглецевої групи виготовляють із дешевшої, киплячої сталі з вмістом кремнію не більше 0,03% і вуглецю не більше 0,12%. Для підвищення міцності шва при автоматичному зварюванні часто застосовують марки дроту, що містять марганець або марганець і кремній.

Для зварювання під флюсом найширше використовується дріт діаметром 2-6 мм. Електродний низьковуглецевий дріт діаметром 2 мм поставляється в мотках (бухтах) масою не менше 30 кг, а діаметром 2,5-6 мм - не менше 40 кг. На кожен моток прикріплюється бирка із зазначенням марки електродного дроту. Дріт може бути намотаним на котушки або в касети. За необхідності електродний дріт може поставлятися з обмідненою поверхнею.

Електродний дріт має бути чистим, без слідів іржі, мастила, технологічного мастила та інших забруднень. Дріт повинен зберігатися в сухому закритому приміщенні, що захищає його від впливу атмосферних опадів і ґрунтової вологи, в умовах, що оберігають дріт від іржі, забруднення і механічних пошкоджень.

Другие статьи
Зварюваність сталі: розрахунок і особливості складу
Про що йдеться? Зварюваність сталі показує, наскільки міцним буде з'єднання і чи можна взагалі використовувати той чи інший спосіб у конкретному випадку. Річ у тім, що деякі домішки збільшують ймовірність дефекту шва і погіршують його міцність. Як ді...
ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ СВАРКИ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ ASKAYNAK AS B 143 и AS B 255
AS B 143 и AS B 255 - наш ответ клиентам, заинтересованным в качественной продукции по разумной цене! ASKAYNAK - совместное предприятие турецкой промышленной группы ECZACIBAŞI и американской фирмы The Lincoln Electric Company. Компани...
Все про сварку
Мерилом мастерства древних зодчих считалось умение построить здание без единого гвоздя. Тогда в ходу были дерево и топор, а как поступают умельцы в наш «железный» век? Без болта и заклепки они производят небоскребы, мосты и платины. И вот уже целый в...
ПОДГОТОВКА ДНИЩ СУДОВ И ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ ПОД НАНЕСЕНИЕ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ
Член-корреспондент АБОП РФ, профессор Николай Гальченко 1. Зачем это нужно и сколько это стоит? Днища судов загрязняются и обрастают разными организмами и с разной скоростью и толщиной, но всегда и везде. Итак, обрастание. Проблема эта гораздо се...
Принцип работы сварочных полуавтоматов
Технологическая принцип работы сварочного полуавтомата основана на применении специального механизма, который автоматически подает сварочную проволоку к сварочной горелке. Это позволяет сварщику достигнуть высокой продуктивности и скорости при осущест...
InterExpo.com.ua - Бизнес портал. Статьи. Каталог компаний. Прайс-листы и Спецпредложения. Строительство, ремонт
Copyright 2005-2024