Способы автоматической сварки под флюсом

Что такое сварка под флюсом, как происходит процесс и какой вид флюса и режим выбрать для сварки разных металлов?

Сварка под флюсом – это способ сварки деталей из высоколегированной марганцевой, никелевой или фторидной стали, при котором сварочная ванна и шов защищены от окисления слоем флюса в виде порошка или гранул.

Процесс формирования шва протекает в газовой полости под слоем непрерывно подаваемого флюса. Кроме функции защиты от окисления, флюс также легирует формируемый шов марганцем и кремнием, повышая его прочность и формируя соединение с высокой степенью однородности.

ГОСТ на сварку флюсом 8713-79 устанавливает размеры и типы сварных соединений, а также способы наложения шва под флюсом.

Виды флюсов и их особенности

По способу изготовления флюсы бывают:

• плавленые;
• керамические.

Плавленые флюсы изготавливают из шлакообразующих марганцевых руд и кварцевого песка путем размалывания, смешивания и расплавления с последующим гранулированием. Такие флюсы экономичны и хорошо подходят для сварки деталей из низколегированной стали.

Керамические (неплавленные) флюсы изготавливают из окислителей и солей амфотерных металлов, которые измельчают, смешивают с жидким стеклом до однородного состояния, после чего гранулируют и прокаливают.

Примерная стоимость керамических флюсов на Яндекс.маркет

Керамические флюсы имеют мелкодисперсную порошкообразную структуру, они применяются для сваривания сложных высоколегированных стальных сплавов, при этом состав флюса подбирается под конкретную марку свариваемой стали.

По химическому составу флюсы бывают:

• солевые;
• оксидные;
• смешанные.

Солевые флюсы содержат соли фторидов и хлоридов, применяются для электросварки титана и стали, легированной никелем и хромом. Оксидные флюсы содержат оксиды активных металлов и кремния, применяются для сварки низкоуглеродистой стали. Смешанные флюсы содержат оксиды и соли металлов в различных пропорциях, применяются для сваривания многокомпонентных сплавов или деталей из разных металлов.

Описание технологии процесса

Существует три основных способа сварки под флюсом:

• автоматический;
• полуавтоматический;
• ручной.

При автоматической сварке траектория и скорость движения электрода, а также скорость подачи проволоки регулируется управляющим процессором, рабочие участвуют только в качестве контролеров процесса для экстренного отключения сварочного агрегата.

Полуавтоматическая сварка под флюсом предполагает, что скорость подачи проволоки, сила тока сварки и угол наклона электрода к линии сварки регулируются автоматически, а ведение дуги осуществляется сварщиком вручную – через рукоятку или дистанционное управление. Полуавтоматический сварочный агрегат позволяет вручную изменять отдельные параметры тока непосредственно во время процесса сварки.

Сварка под флюсом вручную применяется в небольших агрегатах, где система подачи флюса встроена в неплавящийся электрод, при этом сварщик регулирует направление движения, угол наклона и скорость хода электрода в ручном режиме, специальными кнопками управляя подачей флюса и силой тока сварки.

Общий порядок действий при сварке под флюсом:

1. С поверхностей деталей снимается оксидная пленка.
2. Детали закрепляются на сварочной плите.
3. Выбираются настройки и режим сварочного аппарата.
4. Заполняется резервуар для флюса.
5. Устанавливается бухта наплавной проволоки, конец которой заправляется в электрод.
6. Происходит процесс сваривания.
7. После остывания деталей собирается неизрасходованный флюс, и шов очищается от шлака.

Важно следить за расходованием проволоки и флюса, чтобы не допустить работы электрода вхолостую и повреждения деталей.

Оборудование для сварки

Для сварки флюсом потребуются стационарные условия и оборудование:

• сварочная плита;
• наплавная проволока;
• неплавящийся электрод;
• система подачи флюса;
• система контроля.

Сварочные плиты выполняются на бетонном основании из жаростойких материалов с возможностью закрепления деталей. Проволока берется из материала свариваемых деталей, толщина от 0,3 до 12 мм. Электрод изготавливается из вольфрамового сплава с керамической оплеткой.

Система подачи флюса представляет собой резервуар и шланг, конец которого отстоит от электрода на 10-30 см. Диаметр шланга подачи флюса должен позволять гранулам свободно сыпаться перед электродом.

Схема процесса автоматической сварки под слоем флюса

Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом контролируется программным обеспечением, регулирующим направление и скорость движения электрода вдоль линии сваривания.

Выбор режима сварки

В зависимости от толщины и металла свариваемых деталей выбирается режим сварки под флюсом. Для каждого режима существует свой диапазон напряжения, силы тока сварки и диаметр проволоки. Скорость формирования шва колеблется в пределах от 6 до 100 метров в час.

Если толщина свариваемых деталей от 2 до 10 мм, то выбирается режим сварки на стальной подкладке под стыком деталей. Режим на флюсовой подушке подходит для сварки деталей толщиной 10-25 мм, а сварка деталей толщиной 16-70 мм выполняется в режиме предварительной ручной проварки нижней части шва.

С увеличением толщины свариваемых деталей растет диаметр проволочного электрода и сварочный ток, но уменьшается скорость формирования сварного шва.

Сила тока сварки (А) зависит от толщины проволоки (мм) следующим образом:

• 2 мм – 200-400 А;
• 3 мм – 300-600 А;
• 4 мм – 400-800 А;
• 5 мм – 700-1000 А;
• 6 мм – 700-1200 А.

Напряжение сварки существенно увеличивается только при толщине деталей свыше 25 мм.

Достоинства и недостатки

К преимуществам сварки под флюсом относятся:

• высокая степень автоматизации процесса;
• возможность проведения сварки под большой силой тока;
• высокая скорость сварки;
• качественный шов без окислов и раковин;
• возможность увеличения сварной ванны для более качественного провара.

Системы автоподачи флюса и сохранение постоянного расстояния от электрода до шва позволяет сваривать сложные детали с минимальным участием рабочих. Защитный слой флюса не дает расплавленному металлу разбрызгиваться, что позволяет производить сварку под высокими токами, многократно увеличивая скорость формирования и качество шва.

Однородность шва достигается за счет изоляции сварной ванны от кислорода воздуха, а также из-за легирования шва компонентами флюса, которые можно подобрать специально для материала свариваемых деталей. Также сварка под флюсом дает возможность использования одновременно двух электродов, расположенных на расстоянии 10-20 мм друг от друга и питаемых от одного источника тока – это позволяет сделать больше сварную ванну под флюсом, увеличив таким образом скорость сварки и степень однородности готового изделия.

К недостаткам сварки под флюсом относят трудности контроля процесса и технологическую сложность. Агрегаты для сварки под флюсом занимают большие площади и требуют обслуживания квалифицированными кадрами. Сварной шов формируется под слоем флюса и у сварщика нет возможности контролировать качество шва в режиме реального времени. Избежать брака можно путем дополнения агрегата ультразвуковыми или лазерными системами контроля наличия дефектов.

Источник

7 преимуществ автоматической дуговой сварки под слоем флюса

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.

Минусы и плюсы сварки под флюсом

В этой технологии через мундштук подается сварочный ток на проволоку. Располагается он на небольшом расстоянии от ее края, как правило, менее 70 мм. Благодаря чему электрод не может перегреться, поэтому используются токи большой силы. Все это помогает добиться глубокого провара и быстрой наплавки металла. Тем более что таким способом можно осуществлять сварку более толстого металла без раздела кромок.

Дуговая сварка, производимая автоматическим методом под флюсом, обеспечивает постоянство формы и величины шва, а также создает однородность его химического состава. Тем самым позволяя получить качественное соединение с высокой стабильностью его качеств. Такой метод сварки позволяет избежать многих дефектов, например, возникновения участков, где элементы не сплавились, и подрезов.

В процессе этой сварки не происходит разбрызгивание металла, так как сварочная ванна и дуга защищены от воздуха. Благодаря этому не придется очищать от брызг поверхность материала. Сварка под флюсом позволяет сэкономить электроэнергию и сварочные материалы примерно на 30—40%.

Сварщику, выполняющему работу, необязательно использовать защиту для лица и глаз, ведь выделение вредных газов значительно меньше, нежели во время ручной сварки.

Правда, автоматическая сварка под слоем флюса обладает не только преимуществами, но и недостатками. Одним из них является жидкотекучесть флюса и расплавленного металла. Вот почему можно варить лишь в нижнем положении, при этом отклонение плоскости шва от горизонтали должно составлять 10—15°.

Если пренебречь данным правилом, то могут возникнуть различные дефекты. Именно из-за этого сварку под флюсом не используют для скрепления поворотных кольцевых стыков труб, диаметр которых меньше 150 мм. К тому же такой метод требует более тщательную сборку кромок и применение некоторых приемов.

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.

Флюсы для автоматической сварки

Автоматическая и полуавтоматическая сварка наиболее широко применяется при работе с большими конструкциями. Благодаря высоким токам и флюсу возможно сваривание деталей значительной толщины, при этом — без предварительной разделки кромки. Области использования — сваривание труб, изготовление резервуаров, судостроение.

Для такого способа сварки характерно автоматическое поддержание стабильно горящей электродуги, необходимого количества флюса (с отсосом нерасплавившегося), а также непрерывное обновление расплавленного электрода. Чтобы поддерживать в сварочной зоне защитное газовое облако нужного состава, толщина слоя флюса должна быть 40-80 мм, ширина 50-100 мм. Марка флюса для автоматической сварки, как и для классической дуговой, также зависит от характеристик свариваемого металла. Сварка осуществляется в нижнем пространственном положении.

Выгодно купить флюс для сварки различных типов и марок вы можете в .

Товары этой категории

Флюс керамический UF-03 мешки ТУ 5929-053-00186654-2013 Флюс керамический UF-N мешки ТУ 5929-052-00186654-2013 Флюс керамический UF-K мешки ТУ 5929-052-00186654-2013 Флюс АН 348 А мешки ГОСТ 9087-81 Флюс АН 47 мешки ГОСТ 9087-81 Флюс керамический UF-01 мешки ТУ 5929-051-00186654-2013 Флюс керамический UF-02 мешки ТУ 5929-052-00186654-2013 Флюс керамический UF-03 мешки ТУ 5929-053-00186654-2013 Флюс керамический UF-N мешки ТУ 5929-052-00186654-2013 Флюс керамический UF-K мешки ТУ 5929-052-00186654-2013 Флюс АН 348 А мешки ГОСТ 9087-81 Флюс АН 47 мешки ГОСТ 9087-81 Флюс керамический UF-01 мешки ТУ 5929-051-00186654-2013

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.

Виды флюсов

Классифицируют сварочные материалы этого типа сразу по нескольким признакам. Так, например, разделить флюсы на типы могут по тому, из чего и как они произведены, какую структуру и химический состав имеют. Каждый из этих параметров очень важен и заслуживает пристального внимания, особенно на этапе подбора материалов для работы.

Назначение

В некоторых ситуациях материал делят на категории согласно назначению флюса. Для работы с различными заготовками обычно подбираются отдельные гранулы: для углеродистых сталей одни, для легированных — другие, для цветных металлов — третьи. Нередко можно встретить разделение и в соответствии с используемыми методами сварки. Например, выделяют флюсы, которые подходят для газосварки или для работы с неплавящимися электродами, а также для классической электросварки. При этом стоит отметить, что некоторые составы вполне способны заменять друг друга. Взять, например, флюс для алюминия. В него входят натрий, литий и калий, которые вполне неплохо скажутся на легированных сталях.

Способ производства

Нередко прежде, чем выбрать флюс, приходится обратить внимание и на способ его изготовления. Всего их выделяют три:

• Плавление. В ходе этого процесса используют специальные печи. В них все компоненты смешивают, потом нагревают до перехода в жидкое состояние. После того, как жидкость застывает в комках и брикетах, их разбивают до состояния порошка. Обычно он имеет достаточно мелкую структуру и серый цвет.
• Механическое смешивание. К этой технологии прибегают только в случае изготовления флюса для конкретного металла, т. е. постоянной формулы не существует. Несколько разновидностей гранул просто смешивают между собой. Главный недостаток таких материалов в том, что при транспортировке и хранении, а также подаче к месту сварки смесь расслаивается, что во многом обусловлено различными размерами частиц.
• Керамическое соединение. В ходе процесса объединения применяется жидкое стекло. Оно, как клей, соединяет порошок флюса. В качестве альтернативы может выступать процесс спекания. Как и в первом варианте, гранулы нагреваются и соединяются друг с другом, но не проходят через плавление. Затем полученные комки разбивают. Из-за отсутствия процесса плавления все легирующие вещества сохраняются.

Химический состав

По наличию определенных компонентов все флюсы можно условно разделить на три типа. Первый — низкокремнистые флюсы. В их составе оксида кремния менее 35%, а марганца не более 1%. Второй — с высоким содержанием оксида кремния. Этот показатель превышает 35%. Третья разновидность флюсов — бескислородные. Помимо этого, на основании химического состава все существующие смеси можно разделить на:

• Пассивные. Они никак не влияют на сварочный шов, а только создают защитное облако.
• Слаболегирующие. Обычно производятся плавлением. В их составе есть немного кремния, марганца и иных веществ, укрепляющих шов и увеличивающих ударную вязкость.
• Легирующие. Они оказывают на металл основания максимальное влияние, заметно улучшая все его свойства. Сделанные под таким флюсом швы отлично противостоят коррозии.

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 двухсторонней автоматической стыковой сварки под слоем флюса

Технология двухсторонней сварки стыковых швов позволяет получить более качественные сварные соединения, даже при плохой сборке свариваемых кромок и даже при их смещении. Такой способ сварки является основным при сварке ответственных металлоконструкций.

Сначала стыковое соединение сваривают автоматом с одной стороны, при этом, глубина проплавления в процессе сварки составляет 60-70% от всей толщины свариваемого металла. Зазор между сварными кромками не должен превышать 1мм. Процесс сварки металлов выполняют на весу. Металлические подкладки и какие-либо уплотнения с оборотной стороны не используют.

В случае, если величина зазора между кромками превышает 1мм и уменьшить её нет возможности, применяются технологические приёмы, препятствующие протеканию расплавленного металла в зазоры. Приёмы эти аналогичны тем, которые применяются при односторонней сварке. Это сварка на металлических подкладках (из меди или стали), на слое флюса или просто выполняют прихватку ручной дуговой сваркой.

Приблизительные режимы двухсторонней стыковой автоматической сварки под флюсом, выполняемой сварочной проволокой диаметром 5-6мм без разделки кромок, можно выбрать по таблице:

Толщина кромок, мм	Вид шва	Зазор, мм	Сила тока, А	Напряжение дуги, В	Скорость подави проволоки, м/ч	Скорость сварки, м/ч
6	Основной Подварочный	0-1,5	600 500	34-36	47 50	55,0 43,5
8	Основной Подварочный	0-1,5	650 550	34-36	46 50	61,2 40,3
10	Основной Подварочный	0-2,0	720 650	36-38	43 43	69,7 60,8
14	Основной Подварочный	0-2,5	850 750	38-40 36-38	34 34	87,7 73,5
20	Основной Подварочный	3,0	950 900	38-40	24 24	111,0 102,0
24	Основной Подварочный	4,0	1050 1050	38-40	18 19	72,8 72,9
30	Основной Подварочный	4,5	1150 1150	40-42	15 16	82,4 82,4
40	Основной Подварочный	6,5	1200 1200	40-42	8,5 9,5	87,0 87,0
50	Основной Подварочный	9,0	1300 1300	42-44	6,0 7,0	98,8 98,8

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.

Основные режимы

Самыми важными режимами для автоматической сварки флюсом служат такие значения, как полярность, род и сила тока, напряжение электрической дуги, скорость и размер электродной проволоки.
Не так важны, но тоже значимы такие режимы, как угол наклона свариваемых кромок и электрода, размер его вылета, состав флюса, подготовка металла и тип сварного соединения.

Когда подбирают параметры режимов сварки под флюсом, во внимание принимают еще и требования к величине сварного шва и геометрической форме, толщину кромок и ширину соединения.

Прежде чем приступить к сварке, нужно сначала выбрать размер проволоки. Исходить необходимо из свариваемой толщины. Потом уже подбирается размер сварочного тока, и выясняется скорость подачи проволоки.

Чаще всего для сварки под флюсом применяется проволока сплошного сечения, размером от 1—6 мм. При этом сила тока не должна превышать 150—2000 A, а напряжение дуги — 22—55 B .

Источник