Контроль качества сварки под флюсом
Обновлено: 19.05.2024
Режимы сварки под флюсом имеют основные и дополнительные параметры. К основным относят: ток, его род и полярность, напряжение дуги, диаметр электродной проволоки, скорость сварки. Дополнительные параметры режима - вылет электродной проволоки, состав и строение флюса (плотность, размеры частиц), положение изделия и электрода при сварке.
Параметры режима сварки зависят от толщины и свойств свариваемого металла и обычно приводятся в технических условиях на сварку конкретного изделия и корректируются при сварке опытных образцов. При отсутствии таких данных режимы подбирают экспериментально. Основным условием для успешного ведения процесса сварки является поддержание стабильного горения дуги.
Для этого определенной силе сварочного тока должна соответствовать своя скорость подачи электродной проволоки . Скорость подачи должна повышаться с увеличением вылета электрода. При его постоянном вылете увеличение скорости подачи уменьшает напряжение дуги.
При использовании легированных проволок, имеющих повышенное электросопротивление, скорость подачи должна возрастать.
На рис . 1 показано влияние изменения основных параметров сварки на размеры шва. Закономерности относятся к случаю наплавки , когда глубина провара ≤0 ,8 толщины основного металла. При большей глубине провара ухудшение теплоотвода от нижней части шва при водит к резкому росту провара - вплоть до прожога.
Рисунок 1. Изменение ширины е и выпуклости q шва и глубины проплавления h в зависимости от параметров режима (а - в) и вылета электрода (г): Uд - напряжение дуги; Iсв - сварочный ток ; Vсв - скорость сварки .
Наибольшее влияние на форму и размеры шва оказывает сварочный ток. При его увеличении (см . рис . 1, а) интенсивно повышаются глубина проплавления и высота усиления шва, а его ширина в озрастает незначительно.
Повышение напряжения на дуге увеличивает ширину сварного шва, глубина проплавления практически не меняется , высота выпуклости снижается (см. рис. 1, б).
Влияние скорости сварки (см . рис. 1, в) на глубину проплавления и ширину шва носит сложный характер . Сначала при увеличении скорости сварки давление дуги в се больше вытесняет жидкий металл, толщина прослойки жидкого металла под дугой уменьшается и глубина проплавления возрастает. При дальнейшем увеличении скорости сварки (>20 м/ч) заметно снижается погонная энергия и глубина проплавления начинает уменьшаться . В о всех случаях при увеличении скорости свар ки ширина шва уменьшается . При скорости сварки >70. 80 м/ч по обеим сторонам шва возможны несплавления с кромкой или подрезы. Если необходимо вести сварку на больших скоростях, применяют специальные методы (сварка трехфазной дугой , двухдуговая и др .).
Диаметр электродной проволоки заметно влияет на форму и размеры шва, особенно на глубину проплавления. Как видно из табл . 1, при отсутствии источников, обеспечиваюших необходимый сварочный ток, требуемая глубина проплавления может быть достигнута при уменьшении диаметра используемой электродной проволоки.
Таблица 1. Глубина проплавления шва при различных диаметрах электродной проволоки и величинах сварочного тока (А) (сварка под флюсом) .
| Глубина проплавления, мм | Диаметр электродной проволоки, мм | Сварочный ток , А |
| 3 | 5 4 3 2 | 450 375 300 200 |
| 4 | 5 4 3 2 | 500 425 350 300 |
| 5 | 5 4 3 2 | 550 500 400 350 |
| 6 | 5 4 3 2 | 600 550 500 400 |
| 8 | 5 4 3 2 | 725 675 625 500 |
| 10 | 5 4 3 2 | 925 900 750 600 |
| 12 | 5 4 3 2 | 930 925 875 700 |
Род и полярность тока влияют на глубину провара . По сравнению с постоянным током прям ой полярности сварка н а постоянном токе обратной полярности на 40 . 50 %, а на переменном на 25.. .30 % увеличивает глубину проплавления. Изменение температуры изделия в пределах -60. +350 о С практически не влияет на размеры и форму шва. При подогреве изделия до более высокой температуры возрастают глубина и особенно ширина шва.
Наклон электрода вдоль шва и положение детали также отражаются на форме шва. Обычно сварку выполняют вертикально рас положенным электродом, но в отдельных случаях она может проводиться с наклоном электрода углом вперед или углом назад . При сварке углом вперед жидкий металл подтекает под дугу, толщина его прослойки увеличивается , а глубина проплавления уменьшается. Сварка углом назад уменьшает прослойку, и проплавление возрастает. Сварка на подъем увеличивает глубину проплавления и вероятность прожога.
При сварке на спуск металл сварочной ванны, подтекая под дугу, уменьшает глубину проплавления, поэтому возможно образование несплавлений и шлаковых включений.
Состав флюса, его насыпная масса также изменяют форму и размеры шва. При увеличении насыпной массы флюса глубина проплавления возрастает, ширина шва уменьшается.
Режимы сварки под флюсом
и техника сварки швов различных типов :
Стыковые швы выполняют односторонней однопроходной сваркой, двусторонней одно- или многопроходной сваркой.
При односторонней сварке металла толщиной до 4. 6 мм без разделки кромок зазор при сборке устанавливают минимальным.
Для металла толщиной 10. 12 мм стыки собирают с зазором. Тонкие листы (до 10 мм) и цилиндрические конструкции соединяют на стальных подкладках толщиной 3. 6 и шириной 30. 50 мм, если они не запрещены по условиям работы конструкции.
Соединение "в замок" применяют в ответственных изделиях, при сборке толстостенных крупногабаритных изделий.
Одностороннюю сварку на флюсовой подушке применяют для сварки листовых конструкций и выполнения кольцевых швов как с разделкой , так и без разделки кромок с обязательным технологическим зазором (табл. 2).
Таблица 2. Типовые режимы сварки сталей на флюсовой подушке .
| Толщина металла, мм | Ширина зазора в стыке, мм | dэ | Iсв, А | Uд, В | Vсв, м/ч | Давление возд уха в шланге флюсовой подушки, кПа |
| 2 | 0. 1,0 | 1,6 | 120 | 24. 28 | 43,5 | 80 |
| 3 | 0. 1,5 | 2 | 275 . 300 | 28. 30 | 44,0 | |
| 3 | 400 .. .425 | 25 . 28 | 70,0 | |||
| 5 | 0. 2,5 | 2 | 425 .. .500 | 32.. .34 | 35,0 | 100. 150 |
| 4 | 575.. .625 | 28.. .30 | 46,0 | 108 | ||
| 8 | 0. 3,5 | 725 .. .775 | 30.. .36 | 34,0 | 100. 150 |
Для получения стабильной формы корневого валика одностороннюю сварку выполняют на медной или флюсомедной подкладке.
Сварка без подкладок возможна только при условии плотной и точной сборки стыка без зазоров и глубине провара ≤2/3 толщины металла.
Двусторонняя однопроходная сварка обеспечивает более высокое качество швов за счет уменьшения влияния изменения режимов сварки и точности сборки стыков.
Первый проход двустороннего шва выполняют на флюсовой подушке или на весу. Второй проход с обратной стороны осуществляют после зачистки кория шва первого прохода.
Режимы сварки первого слоя выбирают так, чтобы глубина провара не превышала половины толщины металла . Второй шов сваривают с проваром, равным 0,65. 0,7 толщины основного металла (табл. 3).
Таблица 3. Режимы механизированной сварки под флюсом двусторонних стыков швов без разделки кромок .
| Толщина металла , мм | Зазор в стыке, мм | Iсв, А | Uд, В | Vсв, м/ч |
| 14 | 3.. .4 | 700. 750 | 34.. .36 | 30 |
| 20 | 4 . 5 | 850. 900 | 36.. .40 | 27 |
| 24 | 900. 950 | 38. ..42 | 25 | |
| 30 | 6.. .7 | 950. 1000 | 40. ..44 | 16 |
| 40 | 8.. .9 | 1100.. . 1200 | 12 | |
| 50 | 10.. .11 | 1200.. . 1300 | 44 . 48 | 10 |
Многопроходные двусторонние швы применяют для стыковых соединений металла толщиной >20 мм с разделкой кромок. Число слоев определяется толщиной металла и режимом сварки.
При сварке первых двух слоев электрод должен быть направлен точно по оси разделки во избежание подрезов . Последующие слои сваривают со смешением электродов с оси так, чтобы каждый последующий слой перекрывал предыдущий на 1/3 ширины.
Ориентировочные режимы многопроходной автоматической сварки под флюсом стали с Х и U-образной разделкой кромок при ведены в табл. 4.
Таблица 4. Режимы многопроходной сварки сталей под флюсом .
| Толщина металла , мм | Разделка кромок | dэ | Число слоев | Iсв, А | Uд, В | Vсв, м/ч |
| 70 | U-образная | 8 | 16 | 1000.. .1050 | 35. ..40 | 28 |
| 90 | U-образная | 22 | ||||
| 30 | X-образная | 6 | 8 | 900 . 1100 | 36.. .40 | 20 |
При соединении металлов большой толщины (до 300 мм) сварку ведут в узкий зазор (щелевая разделка) между свариваемыми кромками шириной 16. 36 мм. Это позволяет уменьшить деформации и остаточные напряжения в швах. Однако повышаются требования к точности сборки кромок, особенно величины зазора между ними. Сварку осуществляют с раскладкой по два или три валика в каждом слое проволокой диаметром 2 или 3 мм на режимах, которые подбирают в зависимости от шири ны зазора, вида материала и пр .
Сварка под флюсом тавровых, угловых и нахлесточных соединений . Сварку угловых швов выполняют при положении в лодочку или в угол (рис . 2). Сварку в лодочку (а) выполняют при симметричном или несимметричном расположении электрода.
Рисунок 2. Схемы сварки угловых швов: 1 и 2 - первый и второй проходы .
В зависимости от площади поперечного сечения шва и положения сварки угловые сварные швы можно сваривать без с коса или со скосом одной из кромок с одной или двух сторон как одно-, так и многопроходными швами. Сварку однопроходным угловым швом тавровых соединений ведут на весу, на флюсовой подушке или по ручной подварке. При сварке в лодочку однослойный шов или каждый шов в многослойном шве имеет большее сечение , чем при сварке наклонным электродом, но применение медных подкладок и флюсовых подушек затруднено, поэтому зазор между деталями не должен превышать 1,5 мм.
При выборе режима сварки угловых швов в лодочку формирование шва высококачественное, если ширина провара больше его глубины не более чем в 2 раза, иначе неизбежны подрезы стенок тавра и непровар корня шва. В табл. 5 приведены ориентировочные режимы сварки под флюсом в лодочку угловых швов тавровых и нахлесточных соединений.
Режимы сварки под флюсом
в лодочку угловых швов тавровых и нахлесточных соединений.
| Катет шва, мм | dэ | Iсв, А | Uд, В | Vсв, м/ч |
| 6 | 2 | 450 .. .475 | 34. 36 | 30 |
| 8 | 3 | 550. 600 | ||
| 4 | 575.. .625 | |||
| 5 | 675. ..725 | 32. 34 | 32 | |
| 10 | 3 | 600.. .650 | 34. 36 | 23 |
| 4 | 650. . .700 | |||
| 5 | 725. 775 | 32. 34 | 25 | |
| 12 | 3 | 600.. .650 | 34. 36 | 15 |
| 4 | 725. .. 775 | 36. 38 | 20 | |
| 5 | 775. 825 | 18 |
Способ сварки в угол не требует специальных мер против вытекания жидкого металла, поэтому зазор может быть увеличен до 3 мм . При увеличенных зазорах выполняют ручную или механизированную подварку швом, который переплавляется при сварке основного шва.
Техника сварки при положении в лодочку не отличается от сварки стыковых швов с разделкой кромок; за один проход можно сварить шов с катетом до 14 мм. Возможность образования подреза при сварке наклонным электродом ограничивает получение шва с катетом >6 мм . В этом случае необходимо особенно точно направлять электрод в разделку кромок.
Для обеспечения провара при различной толщине свариваемых элементов сварку осуществляют в несимметричную лодочку или несимметрично наклонным электродом . Для предупреждения подреза при сварке наклонным электродом его смещают, как показано на рис . 2, б и в. Последовательность сварки многопроходных швов показана на рис. 2, г. Швы следует располагать так, чтобы ранее наложенный валик препятствовал стеканию металла и шлака последующих слоев.
Ориентировочные режимы сварки под флюсом в угол швов тавровых и нахлесточных соединений приведены в табл. 6.
Сварка вертикальным электродом с оплавлением верхней кромки нахлесточного соединения (см . рис. 2, д) применяется , когда толщина листа ≤8 мм . При этом формируются нормальные швы с вертикальным катетом, равным толщине верхнего листа. Горизонтальный катет обычно больше вертикального в 1,5 - 2 раза. Угловые соединения можно сваривать вертикальным электродом с медной подкладкой (см . рис. 2, е) или с гибкими самоклеящимися флюсонесущими лентами.
Таблица 6. Режимы сварки в угол швов тавровых и нахлесточных соединений .
| Катет шва, мм | dэ | Iсв, А | Uд, В | Vсв, м/ч |
| 3 | 2 | 200 . ..220 | 25. 28 | 60 |
| 4 | 2 | 280 . 300 | 28 . 30 | 55 |
| 3 | 350 | |||
| 5 | 2 | 375.. .400 | 30. 32 | |
| 3 | 450 | 28. 30 | ||
| 4 | 60 | |||
| 7 | 2 | 375 .. .400 | 30. . .32 | 28 |
| 3 | 500 | 48 | ||
| 4 | 675 | 32.. .35 | 50 | |
| 8 | 4 | 45 | ||
| 5 | 720 . 750 | 38.. .40 | 50 |
Сварка электрозаклепками обычно выполняется в соединениях внахлестку, втавр, а также угловых. Главная трудность сварки подобных соединений - обеспечение плотногo прилегaния поверхностей свариваемых деталей. Для прeдупреждения вытeкания расплавленного флюса и металла зaзор нe должен прeвышать 1 мм . Электрозаклепки можнo сваривать пo предварительно подготовленным отверстиям в вeрхнем листе толщинoй >10мм (рис. 3, а) или c проплавлением верхнего листа толщиной дo 10 мм (см . рис. 3, б). Пpи сварке c отверстием диаметр электрода дoлжен быть рaвен 0,2 .. .0,25 диaметра отверстия.
Рисунок 3. Схемы сварки электрозаклепочных и прорезных швов .
Сварка мoжет сопровождаться подачей электрода в прoцессе сварки или бeз eго подачи до естественногo обрыва дуги. В пeрвом случаe испoльзуют oбычныe полуавтоматы для сварки под флюсом, вo втoром - специальные электрозаклепочники.
Прорезные швы также могут выполнять по предварительно подготовленным отверстиям удлиненной формы или с проплавлением верхнего листа при его толщине до 10 мм (см. рис. 3, в, г) . По существу, сварка прорезных швов является сваркой на остающейся подкладке. Общий недостаток таких швов - трудность контроля их качества, в чaстности, провара нижнего листа.
Приварка шпилек под флюсом . Для этого испoльзуют спeциальные установки и флюсовые шайбы высoтoй 6.. . 10мм c наружным диаметром 15. 20 мм. Пpи диаметре шпильки >8 мм для oблегчения возбуждения дуги привариваемый кoнец зaтачивают нa угол 90 о .
В вертикальном и потолочном положениях сварочный ток cнижают нa 25 . 30 % пo сравнению сo сваркой в нижнем положении. Пoсле oбразования дoстаточной сварочной ванны и обрыва дуги шпильку быстро подают до упора.
Другие страницы по теме Режимы сварки под флюсом :
Контроль сварочных материалов
Сварочные материалы дoлжны имeть сeртификаты, в кoторых пoлностью пpиведены дaнные в сoответствии с требoваниями ГОСТов, тeхнических услoвий и паспoртов.
На упаковочных коробках, ящиках, баллонах, пачках должны быть бирки или этикетки с указанием основных паспортных данных.
При несоблюдении этих условий партия сварочных материалов не допускается к использованию и подлежит полной проверке по всем показателям, установленным для данного вида сварочных материалов.
Вопрос о возможности использования сварочных материалов, имеющих несоответствие качества или повреждение упаковки, решается службой главного сварщика предприятия (организации).
Контроль сварочных материалов : контроль электродов
Качество электродов проверяют в процессе их изготовления на заводах и перед началом сварочных работ в цехах или на строительных площадках.
Покрытие должно быть плотным и прочным, хорошо удерживаться на электродном стержне и не разрушаться (по ГОСТ 9466—60) при свободном падении электрода плашмя на гладкую стальную плиту с высоты 1 м для электродов диаметром 3 мм и менее и с высоты 0,5 м для электродов диаметром более 3 мм. Допускаются частичные откалывания покрытия общей длиной не более 20 мм.
Покрытие электродов должно быть влагостойким и не разрушаться после пребывания в воде с температурой 15—25° С в течение 24 ч. Допускаются следующие дефекты поверхности электродов:
шероховатость поверхности, продольные риски и отдельные задиры — глубиной не более 1/4 толщины покрытия;
местные вмятины — в количестве не более трех, глубиной да 1/2 толщины покрытия и длиной до 12 мм каждая;
поры — в количестве не более трех на длине 100 мм, диаметром до 2 мм, глубиной до 1/2 толщины;
волосные трещины — в количестве не более двух, длиной до 12 мм каждая.
Контроль качества электродов в заводских и монтажных условиях перед сваркой конструкций, работающих в тяжелых условиях (вибрационная нагрузка (см. Защита от вибрации), высокая температура и давление, транспортировка токсичных газов), заключается в проверке наличия сертификатов и выборочном контроле состояния внешней поверхности. Кроме того, проверяют механические и технологические свойства наплавленного металла, а также, при необходимости, выполняют металлографический анализ. Такая проверка необходима и в тех случаях, если применяемые электроды дают нестабильную дугу, имеют неравномерное плавление или если в сварном шве возникают трещины и поры.
Для внешнего осмотра отбирают 10—15 электродов из разных пачек. При наличии недопустимых дефектов берут удвоенное количество, а при повторном обнаружении дефектов всю партию электродов бракуют, составляя рекламационный акт.
Покрытие электродов должно быть концентрично относительно стержня. Для проверки концентричности в разных сечениях по длине электрода делают надрезы и замеряют толщину покрытия.
Величина разности толщин не должна превышать:
при диаметре электрода 2 мм . 0,08 мм
при диаметре электрода 2,5 мм. 0,1 мм
при диаметре электрода 3 мм . 0,15 мм
при диаметре электрода 4 мм . 0,2 мм
при диаметре электрода 5 мм . 0,25 мм
при диаметре электрода 6 мм и более. 0,3 мм
Проверку электродов на свариваемость и по механическим свойствам выполняют периодически для различных партий. При этом наплавку ведут на пластинах из углеродистой или низколегированной стали толщиной 10—14 мм (можно также сваривать трубы с толщиной стенки не менее 8 мм).
Для электродов, дающих аустенитный наплавленный металл, проверяют наличие в нем ферритной фазы, для чего наплавляется пять — шесть слоев на пластину или трубу из аустенитной стали. Режим наплавки выбирают в соответствии с рекомендованными для электродов данного типа и диаметра.
Содержание феррита определяют объемным магнитным методом с помощью ферритомера либо металлографическим методом на образцах диаметром 5 мм и длиной 60 мм, вырезанных из двух верхних слоев наплавки. Образцы травят в течение 2—2,5 мин реактивом, состоящим из красной кровяной соли (10 г), едкого натра (10 г) и воды (100 г).
Испытание металла, шва или сварного соединения на межкристаллитную коррозию проводят в соответствии с ГОСТ 6032—58*.
У всех электродов и присадочных проволок для сварки аустенитных сталей (см. аустенитные стали) проверяют на жесткой тавровой пробе или на образце с шестислойной наплавкой склонность к образованию горячих трещин.
Образец изготовляют из той же марки стали, что и свариваемой конструкции, а электроды берут из партии, предназначенной для сварки.
Шестислойную наплавку ведут в нижнем положении, а каждый слой наплавляют в одном и том же направлении. Каждый последующий слой кладут после полного остывания предыдущего до комнатной температуры.
После полного остывания и удаления шлака со шва образец осматривают, изламывают по контролируемому шву и проверяют наличие трещин.
Далее образец разрезают на три части для изготовления макрошлифов, которые травят в соляной кислоте, промывают, сушат и рассматривают под лупой с 4—7-кратным увеличением.
При наличии трещин электроды бракуются.
Проверенные электроды хранят в сухом помещении, не допуская их увлажнения. Перед сваркой электроды просушивают при температуре 150—180° С в течение 1,5—3 ч в сушильных печах. Категорически запрещается сушить электроды с помощью газовых горелок или коротким замыканием, так как это приводит к ухудшениям защитных свойств покрытия и может стать причиной брака сварного соединения.
Контроль сварочных материалов : контроль флюса
Качество флюса, поступившего с завода-изготовителя и имеющего сертификат с указанием его химического состава и грануляции, определяют в соответствии с ГОСТ 9087—59 или ТУ путем сварки пластин или стыков труб на режимах, обусловленных технологическим процессом.
Если в швах, наплавленных под слоем флюса, имеются поры или трещины, то тщательно проверяют гранулометрический состав, однородность, объемный вес, влажность и загрязненность флюса (если влажность превышает 0,1%, флюс просушивают).
После такой проверки наплавляют сварной шов под слоем флюса на тавровом образце и исследуют наплавленный металл на содержание углерода и серы путем химического анализа пробы, взятой из верхнего слоя сварного соединения.
При неудовлетворительных результатах входного контроля проверяемая партия флюса забраковывается или подвергается повторной прокалке с последующей полной перепроверкой, включая определение химического состава флюса.
Таким же образом проверяют качество флюса, предназначенного для сварки конструкций, работающих в тяжелых условиях.
Контроль сварочных материалов : входной контроль защитных газов
Защитные газы (углекислый газ, аргон, гелий) поставляются в баллонах, которые должны иметь сертификат завода-поставщика с указанием ГОСТа, названия газа, процентного количества примесей, влажности и даты выпуска. Использование баллонов с защитными газами, не имеющих сертификатов, запрещается.
При наличии сертификатов качество защитных газов проверяют только в тех случаях, когда в сварных швах обнаруживаются поры, трещины и другие недопустимые дефекты.
Контроль сварочных материалов : входной контроль сварочной и наплавочной проволоки
Проволока поставляется в бухтах с металлическими бирками, где указаны завод-изготовитель, номер плавки и марка проволоки согласно стандарту. Стальная сварочная проволока изготовляется по ГОСТ 2246—70, стальная наплавочная — по ГОСТ 10543—63, сварочная проволока из алюминия и его сплавов — по ГОСТ 7871-63.
В сертификате на сварочную проволоку указываются диаметр и марка проволоки, завод-изготовитель, номер плавки металла, из которого изготовлена проволока, вес проволоки, химический состав и номер стандарта.
Проволока не должна иметь окислов, следов смазки и грязи. При необходимости ее очищают механическим или химическим способом.
В случае появления в наплавленном металле пор или трещин проволоку испытывают на свариваемость путем сварки ею пластин толщиной 9—10 мм или труб с толщиной стенки не менее 8 мм. Из сваренных пластин или труб вырезают шесть образцов для механических испытаний (три — на растяжение и три — на угол загиба).
Сварочная проволока, не имеющая сертификата, подвергается тщательному контролю, который заключается в основном в определении химического состава и марки проволоки, а также испытании на свариваемость.
Контроль материалов для дефектоскопии
Каждая партия материалов для дефектоскопии (реактивы, рентгеновская пленка, усиливающие экраны, ферромагнитная лента) при поступлении в лабораторию и перед использованием контролируется ОТК или персоналом лаборатории. На упаковочных листах (пачке, емкости, коробке) необходимо проверить наличие этикетки с характеристикой материалов согласно требованиям соответствующих ГОСТ, ТУ (технических условий) и инструкций. Материалы и упаковка не должны иметь повреждений.
При любом отступлении от норм данная партия материалов проходит проверку в соответствии с ГОСТ или ТУ. При неудовлетворительных результатах контроля партия материалов бракуется и для дефектоскопии не допускается.
Подготовка деталей под сварку под флюсом
Основные типы соединений, конструктивные элементы и их размеры в настоящее время регламентируются двумя стандартами: ГОСТ 8713-79 "Сварка под флюсом – Соединения сварные – Основные типы, конструктивные элементы и размеры" и ГОСТ 11533-75 "Автоматическая и полуавтоматическая дуговая сварка под флюсом - Соединения сварные под острыми и тупыми углами - Основные типы, конструктивные элементы и размеры". Подготовка деталей под сварку под флюсом проводится любым механическим способом или методом термической резки (кислородной, плазменной).
Рисунок 1. Подготовка кромок разнотолщинных элементов .
Если свариваемые кромки имеют разную толщину, то должен быть сделан скос с одной или двух сторон листа большей толщины (см. рис. 1 - Подготовка кромок разнотолщинных элементов).
Сборку и сварку элементов со стыковыми швами проводят на стеллажах или в специальных приспособлениях . Зазор и взаимное расположение листов при сварке стыковых швов без разделки кромок фиксируется прихватками и технологическими (выводными) планками. Длина прихваток 50 . .. 100 мм, расстояние между ними по длине стыка
Стыковые соединения с разделкой кромок чаще всего собирают без прихваток, а собранные листы перед сваркой скрепляют концевыми планками. Разделка кромок входных и выходных технологических планок должна быть такая же, как и кромок основного соединения.
Рисунок 2. Варианты конструкции входных и выходных планок: а - стыковое соединение с разделкой кромок; б - то же, без разделки кромок; в - угловое соединение .
Сборку тавровых соединений обычно выполняют в специальных кондукторах либо на стеллажах по разметке. Перед сваркой элементы соединяют прихватками (длина прихваток 80 . 120 мм, катет 2 мм, выполняют подварку штучными электродами со стороны, противоположной первому шву.
Рисунок 3. Схема сборки стыка на медно-флюсовой (а, д , е), остающейся стальной (б) подкладках и флюсовой подушке (в, г): 1 - изделие; 2 - флюсомедная подкладка ; 3 - стальная подкладка; 4 - флюс ; 5 - ремень; 6 - лоток; 7 - брезентовый рукав .
Односторонняя сварка стыковых швов при проплавлении металла на всю толщину может привести к вытеканию сварочной ванны и образованию прожога . Для предупреждения прожогов используют формирующие подкладки (из меди , стали , остающиеся подкладки, флюсовые подушки) . При двусторонней сварке глубина провара в каждом шве
Сварка на медной подкладке, удаляемой после сварки, весьма распространена (рис . 3, а). Подкладку поджимают к стыку, а для провара корня шва и формирования обратного валика в ней делают канавку. для предупреждения подплавления подкладки в канавку предварительно засыпают флюс. Подкладка может быть неподвижной или скользящей.
Остающуюся стальную подкладку используют в некоторых случаях при сварке сталей (см . рис. 3, б). Ее толщина составляет до 40 % толщины свариваемого металла (но ≤4 . 5 мм) при ширине 30 .. .50 мм . Сварной шов должен частично проплавлять и подкладку. Зазор между подкладкой и кромками не должен превышать 1 мм. Стальную подкладку под стыком обычно закрепляют на прихватках, что требует кантовки изделия и увеличивает расход металла. Зазор между подкладкой и деталью может быть причиной появления трещин в шве при переменных нагрузках.
Сварка с предварительной подваркой корня шва технологически более удобна . Подварочный шов можно выполнять вручную покрытыми электродами или плавящимся электродом в защитном газе. Глубина провара должна достигать 1/3 толщины свариваемого металла. Требования к равномерности зазора по длине стыка снижаются.
Сварка на флюсовой подушке (см . рис. 3, в) допускает меньшую точность сборки стыка под сварку, чем сварка на подкладке. Свариваемые листы укладывают на стеллаж, в котором смонтирована флюсовая подушка. Воздух, подаваемый в брезентовый рукав, поджимает лоток с флюсом. Для предупреждения подъема свариваемых листов от стеллажа на них укладывают грузы или используют электромагниты , устанавливаемые снизу. При сварке кольцевых швов изнутри флюс снаружи поджимается флюсоременной подушкой , движение которой обеспечивается за счет трения о поверхность изделия (см. рис. 3, г) . Подушка представляет собой ремень, имеющий форму лотка, в который в процессе сварки непрерывно подается мелкий флюс. Сварка первым слоем проводится изнутри сосуда, а последующими-снаружи.
При сварке кольцевыми швами труб диаметром до 800 мм часто применяют флюсомедные подкладки , которые могут быть неподвижными или перекатывающимися (см. рис . 3 , д, е) . Высокое качество шва обеспечивается при плотном поджатии флюса.
Получают распространение самоклеющиеся гибкие флюсонесущие ленты, ленты из стекловолокна, съемные подкладки одно- или многоразового пользования из спрессованного флюса или многослойного керамического формирующего материала в виде специальных пластин.
Подкладки закрепляют с помощью эксцентриков, рычажных, винтовых поджимов и другими способами.
Другие страницы по теме
Сварка под флюсом
При этом способе сварки электрическая дуга горит под зернистым сыпучим материалом, называемым сварочным флюсом (рисунок).
Рисунок. Схема сварки под флюсом
Под действием тепла дуги расплавляются электродная проволока и основной металл, а также часть флюса. В зоне сварки образуется полость, заполненная парами металла, флюса и газами. Газовая полость ограничена в верхней части оболочкой расплавленного флюса. Расплавленный флюс, окружая газовую полость, защищает дугу и расплавленный металл в зоне сварки от вредного воздействия окружающей среды,осуществляет металлургическую обработку металла в сварочной ванне. По мере удаления сварочной дуги расплавленный флюс, прореагировавший с расплавленным металлом, затвердевает, образуя на шве шлаковую корку. После прекращения процесса сварки и охлаждения металла шлаковая корка легко отделяется от металла шва. Не израсходованная часть флюса специальным пневматическим устройством собирается во флюсо аппарат и используется в дальнейшем при сварке.
- повышенная производительность;
- минимальные потери электродного металла (не более 2%);
- отсутствие брызг;
- максимально надёжная защита зоны сварки;
- минимальная чувствительность к образованию оксидов;
- мелко чешуйчатая поверхность металла шва в связи с высокой стабильностью процесса горения дуги;
- не требуется защитных приспособлений от светового излучения, поскольку дуга горит под слоем флюса;
- низкая скорость охлаждения металла обеспечивает высокие показатели механических свойств металла шва;
- малые затраты на подготовку кадров;
- отсутствует влияния субъективного фактора.
- трудозатраты с производством, хранением и подготовкой сварочных флюсов;
- трудности корректировки положения дуги относительно кромок свариваемого изделия;
- неблагоприятное воздействие на оператора;
- нет возможности выполнять сварку во всех пространственных положениях без специального оборудования.
- сварка в цеховых и монтажных условиях;
- сварка металлов от 1,5 до 150 мм и более;
- сварка всех металлов и сплавов, разнородных металлов.
Пути повышения производительности:
- Сварка (наплавка)независимой дугой, горящей между двумя электродами (к изделию ток не подводят);при большом расстоянии от дуги до поверхности изделия основной металл вообще непроплавляется.
- варка трёхфазной дугой, при которой глубина проплавления зависит от соотношения токов в дугах,горящих между электродами и изделием.
- Сварка разнородными дугами. Питание дуги между электродами и изделием осуществляется при этом постоянным током, а дуги между электродами — переменным током.
- Однофазная двухэлектродная наплавка, основанная на питании электродов и изделия от концов и середины вторичной обмотки сварочного трансформатора.
- Наплавка с подачей присадочной проволоки в дугу (к проволоке ток не подводят).
- Сварка (наплавка)по подкладке из металла требуемого химического состава и выполняющую функции тепло поглощения сварочной дуги и повышения коэффициента наплавки.
- Сварка комбинированной дугой (зависимой и независимой, горящей между основным и дополнительным электродами).
- Сварка расщеплённым электродом.
- Сварка (наплавка)ленточным электродом.
- Сварка много дуговая: в общую ванну, в разделённые ванны.
Техника полуавтоматической сварки под флюсом
При полуавтоматической сварке под флюсом сварочная проволока малого диаметра из кассеты 1 по специальному гибкому шлангу 2 передвигается подающим механизмом 3 к держателю 4, из которого она поступает в зону сварки. Сварочный ток подводится к держателю через гибкий шланг 2. Флюс в зону сварки подается либо пневматически сжатым воздухом по шлангу, либо за счет собственного веса из воронки держателя 4.
В процессе сварки сварщик перемещает держатель полуавтомата вручную вдоль линии шва.Полуавтоматической сваркой под флюсом можно выполнять различные типы сварных соединений.
Схема поста полуавтоматической сварки под флюсом: 1 — кассета подающего механизма; 2 — гибкий шланг для подачи электродной проволоки; 3 — ролики подающего механизма; 4 — держатель; 5 — подающий механизм; 6 — аппаратный ящик с оборудованием полуавтомата; 7 — сварочный трансформатор.
Схема полуавтоматической сварки под флюсом: а — стыковых швов; б — в положении «в ложечку», в — тавровых швов; г — нахлёстных швов.
Схема полуавтоматической сварки под флюсом: а — на медной или стальной подкладке; б — при соединении «в замок»; в — на флюсовой подушке; 1 — резиновый шланг; 2 — флюс; 3 — изделие.
При полуавтоматической сварке для получения качественных сварных швов применяют флюс более мелкой грануляции, чем при автоматической сварке под флюсом.Полуавтоматическую сварку под флюсом выполняют по ручной подварке, на стальной и медной подкладках, на флюсовой подушке и на весу.
Полуавтоматическую сварку по ручной подварке применяют в тех случаях, когда полуавтоматическая подварка невозможна, например, при сварке кольцевых швов цилиндрических изделий небольшого диаметра.
Медную удаляемую подкладку применяют при сварке тонких листов, при этом требуется достаточно точная сборка и надежное прижатие кромок к медной подкладке по всей длине шва(максимальный зазор 0,25 — 0,5 мм). Для получения валика в зоне корня шва в медной подкладке делают канавку, иногда ее засыпают флюсом.
Стальную остающуюся подкладку применяют при сварке тонких листов, причем допускается большой зазор между стыкуемыми элементами, чем при сварке на медной подкладке, а зазоры между подкладкой и изделием должны быть не больше 1 мм. Разновидностью сварки на остающейся стальной подкладке является сварка в замок, которая применяется при наложении кольцевых швов на толстостенных цилиндрах малого диаметра.
При использовании флюсовой подушки требуется меньшая точность сборки, чем при сварке на медной подкладке; хорошие результаты получаются как при однопроходной сварке с полным проваром всей толщины листа, так и при подварке с обратной стороны двустороннего стыкового шва.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Особенности сварки под флюсом
Сварочная проволока с флюсом, по ГОСТу 8713 1979 года, предназначена для неразъемного соединения деталей из стали и сплавов с включением железоникелевой основы. При помощи этого вида сварочных работ можно выполнять любые по сложности стыки.
Подготовка специалиста для полуавтоматической сварки под флюсом не требует больших затрат времени и средств. Сам флюс – это порошок из гранул, который при горении создает защитный слой из газа и шлака.
Действие защитного покрытия
Электродуговая сварка под слоем защитного порошка – это несложное в исполнении, но качественное и надежное соединение различных металлоконструкций и деталей.
Особенность сварки под флюсом заключена в соединении расплавленного металла двух деталей под слоем специального гранулированного порошка. При большой температуре электрической дуги металл и флюс расплавляются.
Пленка, образовавшаяся при расплаве гранул, защищает сварочную ванночку от воздействия кислорода и окружающей среды, не дает разбрызгиваться металлу.
На шве появляется тонкий слой шлака, который позволяет равномерно остывать сварному соединению. Корка легко удаляется с поверхности шва. Выполнять удаление надо обязательно для визуального контроля качества сварки.
Чтобы снять шлак, достаточно несильно ударить молотком по нему, и он осыплется. Перед этим необходимо убрать с деталей остатки флюса, его можно использовать на следующем стыке.
Способы работы
Для выполнения соединения с помощью сварки под флюсом наиболее распространены два метода.
Соединение с помощью сварки полуавтоматом. Чтобы обеспечить оптимальную скорость подачи проволоки с флюсом, сварщик подбирает соответствующий режим работы на аппарате, учитывая толщину металла и вид соединения.
Дуга направляется вручную. При этом скорость подачи проволоки, сила тока и угол наклона держателя – это основные факторы, влияющие на качество выполненной работы.
Схема автоматической (роботизированной) сварки предназначена для соединений стыковых и угловых деталей. В этом случае, автомат задает направление движения дуги, скорость подачи проволоки и хода каретки. Такой аппарат при высокой скорости сварки дает качественный шов.
Одна из разновидностей автоматического способа позволяет вести сварку сразу двумя электродами – это тандемный метод. При этом электроды идут параллельно друг другу и находятся в одной плоскости, что позволяет увеличить сварочную ванночку при мгновенном возбуждении электрической дуги. Флюс выполняет защиту шва от кислорода и обеспечивает равномерное остывание.
Виды флюсов
Каждое вещество, водящее в состав флюса, предназначено для сварки определенных металлов и сплавов. Выбирая марку флюса, учитывают, высоколегированная сталь будет свариваться или высокоуглеродистая, или же предстоит сварить цветные металлы, сплавы и так далее.
По методу производства флюсы разделяют на два вида:
- неплавленые (испеченные и керамические) – гранулы с легирующими добавками, обеспечивающими высокое качество сварного соединения;
- плавленые – с включениями стекла или пемзы.
Испеченные и керамические флюсы изготавливают, измельчая основной материал и соединяя раствор с жидким стеклом. Применяются для добавления легирующих присадок в тело шва. Плавленые флюсы изготавливаются при спекании основных материалов.
Флюсы для защиты шва выпускаются отдельно для электро и газосварки. Они отличаются по химическому составу. Гранулы, в которых содержится определенное количество фторидов, хлоридов, предназначены для электродуговой сварки с переплавом шлаков с активными металлами. Это солевые гранулы.
Комбинация солевого и оксидного растворов позволяют использовать смешанные флюсы для провара легированной стали. Оксидный флюс предназначен для соединения конструкционных сталей с большим содержанием фтора.
Классификация сварочной проволоки
Сварка полуавтоматом выполняется флюсовой проволокой без газа для повышения качества соединения деталей. От типа стержней и химического состава зависят механические показатели сварочного соединения.
Важно. Стальная проволока для сварки под флюсом должна соответствовать ГОСТу 2246 1970 года и применяться в зависимости от материала деталей.
Проволоку делают из трех видов сталей:
- легированных;
- высоколегированных;
- конструкционных, низкоуглеродистых.
Сечение сердечников, в зависимости от толщины металла, изготавливается диаметром не более 12 мм. Поставляется в бухтах не более 80-ти м длины. По желанию заказчиков возможна намотка на кассеты или катушки.
Хранить стальную проволоку нужно в сухих помещениях. При образовании ржавчины бухты обрабатывают с помощью бензина или керосина.
Для сварки алюминиевых деталей проволоку изготавливают по ГОСТам 7871 и 16130. Для этого производятся и наиболее часто применяются омедненные проволоки, не требующие обрабатывания при сварке.
Особенности и преимущества
Преимущества полуавтоматической и автоматической сварки под защитным слоем флюса позволяют занимать этому типу неразъемного соединения одно из лидирующих мест.
Высокий уровень производительности
По этой характеристике преимущество перед ручной сваркой минимум в 6 раз, некоторые специалисты считают, что намного больше. Но это не предел, повышая коэффициент работы сварочного автомата, увеличивается величина производительности труда. Еще одна причина, позволяющая достигнуть таких результатов – это применение высоких значений силы тока при сварке.
Плотный слой материала флюса не позволяет металлу растекаться, при этом происходит хорошее формирование шва. При повышенных значениях тока, этим оборудованием можно надежно обеспечить провар даже толстого металла без большой разделки кромок. Поэтому производительность еще больше вырастает. Снижается время на зачистку брызг и сильного растекания металла.
Повышается качество шва
Качество соединения растет благодаря тому, что расплавленный металл не подвергается воздействию кислорода и других веществ атмосферы.
Существует возможность широкого выбора материала сварочной проволоки. Применяя ту марку, которая лучше всего подходит для сварки, можно получить однородный по составу шов.
Появляется возможность придания шву отличной формы, с требуемым катетом шва. Благодаря защитной пленке, которая образуется при сгорании флюса, в швах нет подрезов, непроваров, пор и трещин. Наконец, нет необходимости в замене электродов, поэтому шов получается ровным, без разрывов.
Экономный расход материалов и улучшения условий работы сварщика
При сварке под флюсом понижается расход проволоки до 35%, при сравнении со сваркой электродами. Не расходуется материал на отходы, в виде огарков и разбрызгивания металла.
При этом способе угарный газ выделяется в меньших количествах, глаза и лицо специалиста не подвергается сильному ультрафиолетовому излучению, как при электросварке.
Оборудование
Производится оборудование 2 видов для сварки деталей под флюсом. В первом виде используют сварочную проволоку толщиной не более 3 мм.
Принцип устройства такого сварочного аппарата предполагает самостоятельную регулировку дуги (напряжения на ней), в то время как проволока подается с постоянной скоростью.
Второй вид – это оборудование, в котором автоматически регулируется сила тока, в зависимости от скорости подачи сварочных проволок. Диаметр электродной проволоки для такого оборудования начинается от 3 мм.
Производятся сварочные полуавтоматы и устройства для автоматической сварки. Выпускают универсальные аппараты, на которых можно проводить сварку порошковой проволокой, под флюсом, MIG, а также электродуговую строжку. Ток достигает значений 300…1500 A.
В промышленности распространены самоходные аппараты (трактора, подвесные головки), позволяющие автоматически варить объемные и протяженные конструкции. Если сварочный аппарат оснащен лазером, то это дает возможность отслеживать положение электрода. Причем экран можно устанавливать на расстоянии порядка 20 метров.
Область применения
Необходимо разобрать, где применяется сварку под флюсом, которая по праву считается одним из основных методов получения неразъемного соединения. Сварка выполняется в нижнем положении, для соединения деталей встык, внахлест, для угловых способов соединения.
Ранее способ использовали только при сварке металлоконструкций из конструкционных сталей. При разработке новых технологий появилась возможность проводить сварку всех видов стали и никелевых сплавов. Для этого используется проволока, подходящая по своему составу.
Титан и его сплавы, медь и сплавы на ее основе, алюминиевые сплавы и чистый металл – эти материалы успешно и надежно соединяют с помощью сварки под флюсом.
С применением метода под флюсом варят сложные строительные конструкции, мосты, трубы, резервуары, морские и речные суда. Экономически выгодно использовать данный метод для листов толщиной от 6 мм.
Важно правильно подобрать режим работы, материал проволоки и вид флюса. Шов сможет выдержать большие перепады температуры, воздействия агрессивных сред. Стык, выполненный профессионалом, выдержит очень высокое давление и будет надежен в условиях полного вакуума.
Читайте также: