Полуавтоматическая сварка под флюсом оборудование

Обновлено: 03.05.2024

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 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 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:

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:

С поверхностей деталей снимается оксидная пленка.
Детали закрепляются на сварочной плите.
Выбираются настройки и режим сварочного аппарата.
Заполняется резервуар для флюса.
Устанавливается бухта наплавной проволоки, конец которой заправляется в электрод.
Происходит процесс сваривания.
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:

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:

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.

Сварка под флюсом

Сварка под флюсом является технологией соединения металлических деталей/заготовок. Существуют различные способы сваривания: ручной, полуавтоматический, автоматический. Соответственно, используется различное оборудование, подбираются определенные режимы.

Благодаря своим неоспоримым преимуществам: точность, скорость, защита шва от коррозии, сварка под флюсом используется практически во всех сферах металлообработки: от машиностроения до изготовления труб большого диаметра и использования на мелких промышленных предприятиях. Как все происходит по технологии и какие проблемы часто возникают в ходе работы, подробно расписано в статье ниже.

Преимущества и недостатки сварки под флюсом

Сварщики знают о негативном воздействии кислорода при сварке и его воздействии на долговечность изделия и качество сварного соединения. Окислительные процессы являются причиной появления трещин на металлических сварных соединениях. Соблюдение технологичности процесса помогает избежать таких негативных моментов. Одной из них является сварка под флюсом. Это один из самых эффективных способов сварки металлов, обеспечивающий прочное и ровное сварное соединение. Но чтобы выполнить такой шов, необходимо наличие специального оборудования и соответствующий уровень квалификации сварщика.

Соединить детали из нержавейки, алюминия и меди зачастую просто невозможно без использования автоматической дуговой сварки под слоем флюса, который выполняет функцию защиты от воздействия кислорода. То же самое касается и классического метода с использованием ручной или полуавтоматической сварки. Плавление металла и соединение заготовок может происходить только при достижении высокой температуры электрической дуги.

Дуговая сварка зачастую сопровождается искрами и брызгами, а также повышенной задымленностью и интенсивным ультрафиолетовым излучением. При использовании технологии сварки под слоем флюса такие факторы исключаются, так как вся расплавленная ванна полностью находится под его толстым слоем, что делает этот процесс безопасным.

Помимо этого, нейтрализация дыма и излучения делает сварку под флюсом более безопасной относительно других способов сварных соединений. Операторам, осуществляющим контроль сварки, не нужно надевать защитную одежду, для этого подойдет и стандартная рабочая униформа.

Так как при дуговой сварке под флюсом используется электричество, то ее не нужно наносить под давлением. Помимо этого, повышенный уровень тепла, выделяемый в процессе сварки, позволяет соединять толстостенные заготовки.

Особенностью сварки под флюсом является ее высокая скорость осаждения металла. Именно это свойство может обеспечить глубокую сварную ванну. Сварка с применением порошковой проволоки под флюсом может ускорить осаждение по сравнению с использованием сплошной проволоки.

Помимо этого, большая концентрация тепла способствует ускорению сварки, скорость может достигать 5 м/мин. В результате структура выполненного шва становится более вязкой, долговечной, однородной и приобретает повышенную коррозионную стойкость. Кроме этого, сварное соединение выглядит более сглаженным и аккуратным.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Самой сложной задачей при сварочных работах является избежание деформаций сварного шва. Причиной служит расширение и сжатие металла, а также неоднородных цветных металлов. Так как при сварке под слоем флюса применяется ускоренное сваривание с повышенной тепловой концентрацией, то это позволяет избежать таких нарушений.

Такая технология сварки выполняется не только в помещении, но и на открытом пространстве. Даже при небольшом ветре дуговую сварку под флюсом можно выполнить без нарушений требований, предъявляемых к таким видам работ.

Имеется и ряд недостатков:

Повышенная сложность настройки оборудования.
Невозможность проведения сварочных работ в потолочном и вертикальном положениях.
Неровные края поверхностей свариваемых деталей, которые не позволяют выполнять качественное сварное соединение.

Кроме того, проконтролировать качество сварки сложно, так как сварное соединение находится под слоем флюса.

Сферы применения сварки под флюсом

Однако такая технология в промышленных масштабах оправдывает себя, так как обеспечивает повышение производительности труда, улучшает качество сварного соединения и надежность металлоконструкции в целом.

Сварка под слоем флюса нашла широкое применение в следующих промышленных отраслях:

Судостроение. Корпус судна состоит из предварительно сваренных секций, изготовленных с помощью автоматической или полуавтоматической сварки. С помощью технологии секционной сборки значительно сокращаются сроки изготовления. В промышленном масштабе проведение сварочных работ при соблюдении технологии обеспечивает высокое качество сварного соединения.
Нефтедобывающая отрасль. Методика позволяет производить сборку резервуаров из заготовок на месте при помощи сваривания стальных листов в полотнища рулонного типа.
Изготовление труб большого диаметра для водных коммуникаций, нефтяной и газовой отрасли.
В машиностроительной индустрии при массовом производстве металлоконструкций: вагонеток, вагонов, автомобильных колес и подобных изделий.

Существуют технологии сваривания цветных металлов, алюминия, титана и его сплавов, что дает возможность использовать сварку под флюсом при производстве высоконадежных конструкций, летательных аппаратов, бытовой и промышленной аппаратуры.

Необходимое оборудование для сварки под флюсом

Для выполнения автоматической дуговой сварки под слоем флюса необходимо обеспечить рабочее место:

Сварочной плитой. Ее следует устанавливать на бетонную платформу, потому что она изготавливается из материалов, которые устойчивы не только к высоким температурам, но к резким температурным перепадам.
Наплавной проволокой. Ее толщина обычно составляет от 0,3 до 12 мм, состоит из такого же материала, что и свариваемое изделие.
Неплавящимся электродом, который включает металлический сердечник и керамическую оболочку.
Системой, выполняющей подачу флюсовых частиц, состоящую из шланга необходимого диаметра и резервуара.
Системой контроля. У автоматических установок она более модернизирована, чем у полуавтоматических.

При крупносерийных масштабах производства обычно используют специальный сборочный автоматический стенд, который позволяет не только сваривать любые конструкции, но и обеспечивает надежную фиксацию заготовок в том положении, в котором они должны остаться в готовом изделии. Такое оборудование обеспечивает повышенную надежность закрепления заготовок и позволяет исключить любые отклонения формы и соединения всей конструкции, несмотря на то, что сварщик при работе не видит шов.

Такая технология является идеальной при нанесении угловых и стыковых сварных соединений, процесс происходит быстро, с обеспечением требуемых параметров качества и надежности соединения. Управление конструкцией происходит в автоматическом режиме, поэтому стоит довольно дорого. В некоторых случаях, в качестве альтернативного варианта, стенд может быть оснащен мобильными головками.

Цена на полуавтомат намного ниже, однако такое оборудование требует намного большего участия сварщика в процессе. Оператор должен постоянно следить за вылетом электрода и направлением проволоки, несмотря на то, что последняя подается в автоматическом режиме. Мастер самостоятельно подбирает угол наклона электрода, варьирует скорость при нанесении шва и мощность напряжения согласно специфике обрабатываемого изделия.

Ручным оборудованием чаще всего пользуются любители-сварщики в частных мастерских, хотя бывают и особые случаи применения, если оно наиболее удобно из всех вариантов для сварки изделий. Ручную сварку можно применять из любых положений и даже в неудобных труднодоступных местах.

Виды флюсов для сварки

По методу изготовления флюсы могут быть:

плавлеными;
неплавлеными (керамическими).

Первый тип флюсов (плавленые) изготавливается из смеси кварцевого песка и шлакообразующих марганцевых руд. Сначала их размалывают, перемешивают, а затем расплавляют и гранулируют. Такой вид флюсов является относительно экономичным и в основном применяется для сваривания заготовок из низколегированных сталей.

В состав неплавленого вида флюса входят соли амфотерных металлов и окислителей, которые сначала измельчаются, перемешиваются с жидким стеклом до образования однородной массы, а затем гранулируются и прокаливаются.

Керамический вид обладает мелкодисперсной порошкообразной структурой, используется для сварки под флюсом высоколегированных сталей и сплавов на их основе, причем для конкретной марки свариваемой стали подбирается определенный состав флюса.

По химическому составу флюсы подразделяют на:

оксидные;
солевые;
смешанные.

В состав оксидных флюсов, используемых для сваривания низкоуглеродистых сталей, входят кремний и оксиды активных металлов. Солевой тип флюсов содержит соли хлоридов и фторидов, используется для электросварки стали, легированной хромом и никелем, а также титана. В смешанных флюсах, предназначенных для сварки деталей из разных металлов или многокомпонентных сплавов, используются различные пропорции сочетания солей и оксидов металлов.

Технология сварки под флюсом

При автоматической сварке под слоем флюса скорость перемещения и траектория электрода, как и подача проволоки, регулируется управляющим процессором, функция оператора заключается в отслеживании состояния контроллеров процесса на случай необходимости экстренного отключения сварочного оборудования.

При полуавтоматической сварке под слоем флюса происходит автоматическое регулирование силы тока сварки, угла наклона электрода относительно линии сварки и скорости подачи проволоки, а ведение дуги выполняет сам сварщик вручную при помощи дистанционного управления или рукоятки. При использовании сварочного полуавтомата появляется возможность изменять некоторые параметры тока вручную непосредственно во время выполнения сварного соединения.

Метод ручной сварки под слоем флюса используют при наличии небольших сварочных установок, в которых система подачи флюса встроена в неплавящийся электрод. На сварщика возлагается обязанность регулировать в ручном режиме при помощи специальных кнопок скорость движения электрода и угол его наклона, подачу флюса и силу сварочного тока, а также следить за правильной траекторией движения.

Существует общая последовательность операций при сварке под флюсом:

Удаление с поверхности заготовок оксидной пленки.
Закрепление детали на сварочной плите.
Выбор режимов настройки сварочного оборудования.
Заполнение резервуара флюсом.
Установка бухты с наплавной проволокой, присоединение свободного конца к электроду.
Непосредственно сваривание деталей.
Сбор неизрасходованного флюса после остывания заготовок и зачистка сварочного шва от шлака.

Во избежание холостой работы электрода и повреждения деталей следует особенно обращать внимание на расход флюса и проволоки.

Выбор подходящего режима сварки под флюсом

Выбор режимов сварки под слоем флюса зависит от таких показателей, как выбор способа удерживания сварочной ванны, планируемое количество проходов при нанесении будущего шва, толщина кромочных поверхностей и метод их разделки. Помимо этого, выбор технологии сварки зависит от вылета электрода и положения самого изделия, скорости сварки, диаметра сечения проволоки, напряжения и силы тока. При расчете перед обработкой для каждой детали используются индивидуальные параметры.

К примеру, если толщина заготовки не больше 30 мм, то для сварки под слоем флюса стыкового шва, что бывает чаще всего, будет достаточно одного одностороннего прохода. При большей толщине шов следует проварить с обеих сторон и желательно ввести дополнительные проходы.

Смысл одностороннего сваривания может быть лишь в том случае, если используется материал, который не боится перегревания и на швах не образуются сварочные трещины.

Для каждого конкретного задания можно выделить несколько параметров, которые следует всегда учитывать при подборе режимов сварки под слоем флюса:

Толщина металла, мм	Диаметр проволоки, мм	Сварочный ток, А	Напряжение, В	Скорость сварки, м/ч
3	2	250–500	28–30	48–50
5	2	400–450	28–30	38–40
10	5	700–750	34–38	28–30
20	5	750–800	38–42	22–24
30	5	950–1000	40–44	16–18

Рекомендуемые табличные значения можно использовать для сварки под флюсом сталей с высоким, средним и низким содержанием углерода.

При сваривании тонколистового металла (до 6 мм) разделка кромочных поверхностей при подготовке изделия к обработке не производится. Для этого перед работой необходимо разместить свариваемые поверхности с минимальным зазором. При толщине стенки свариваемых деталей от 10 до 12 мм следует, наоборот, оставить зазор, благодаря этому сварное соединение будет более качественным, а также приведет к уменьшению лишнего объема расплавленного металла. В обоих случаях используются особые способы закрепления заготовок – или при помощи подкладки, или с добавлением подварочного шва либо методом предварительной сборки «в замок».

Для сваривания металлических листов толщиной до 10 мм лучше использовать подкладку. Обычно она представляет собой стальную пластину толщиной от 3 до 6 мм и шириной от 3 до 5 см.

Метод сварки «в замок» применяется для соединения ответственных конструкций, при которых прожог материала считается недопустимым. Также он является лучшим способом соединения тяжелых и объемных конструкций. Необходимо сказать, что подварочный шов редко используется при сварке, его применяют, только когда перекантовку изделия осуществить невозможно.

Проблемы, возникающие в процессе сварки под флюсом

Новичок-сварщик, неукоснительно соблюдающий инструкции, все равно может столкнуться с такими проблемами, которые ему непонятны. Самый образный пример – поры на сварном шве, которые говорят о том, что под слоем флюсом оказался газ. Чаще всего пористость появляется из-за наличия углекислого газа или водорода, в редких случаях из-за азота, поры которого появляются только при обработке микролегированных сталей, если такие материалы обладают нитридным упрочнением.

С такой же проблемой можно столкнуться, если металл разрезался плазменным резаком. Если сварочная ванна имеет малое процентное содержание раскислителей, то углекислый газ может проникать под слой флюса. Чтобы исключить образование пор, жидкую ванну обогащают как минимум 0,2 % кремния. Кроме того, раскисление может произойти при понижении температуры и, наоборот, концентрация углекислого газа будет расти с ее повышением.

Самой частой причиной появления пор при сварке под слоем флюса является наличие водорода, который появляется из-за недостаточной зачистки кромочных поверхностей от ржавчины и других загрязнений, а также из-за влажного флюса.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Что нужно для полуавтоматической сварки

Начинающим сварщикам надо знать, что нужно для полуавтоматической сварки. При этом информация не должна ограничиваться только необходимыми инструментами. Важно также изучить технологию сварочного процесса по данной методике.

Помимо оборудования для осуществления полуавтоматической сварки, следует также выбрать защитные элементы, которые обезопасят от различных травм во время работы. В нашей статье мы расскажем, что нужно для полуавтоматической сварки, чтобы получить качественный шов и не навредить здоровью.

Виды полуавтоматической сварки

Чтобы производить работы на сварочных автоматах, надо понимать их устройство и функциональное предназначение. Оборудования такого типа являются механизмами, оснащенными катушкой с проволокой, несущей функцию плавящегося электрода, и устройством ее автоматической подачи. Настройку силы тока и скорости подачи электрода осуществляет на аппарате непосредственно сам сварщик, учитывая свойства сплавляющегося металла и со скоростью перемещения горелки.

Существует много разновидностей сварочных установок. Для упорядочивания их систематизировали. Самая распространенная классификация основана на способе защиты материала в процессе работы, согласно ей различают:

полуавтоматическую сварку под флюсом (порошкообразный материал, находящийся в середине рабочей проволоки, его химические свойства схожи с обмазкой электрода);
сварку в активных и инертных газах;

Кроме этого, для полуавтоматической сварки применяют однофазные и трехфазные аппараты. Однофазную модель можно подключить к обыкновенной розетке 220 В. При этом если параметры тока в сети не будут отвечать мощности агрегата, то дуга будет нестабильной и шов получится некачественным. Трехфазному аппарату характерно высокое качество работы при разных нагрузках, но его можно подключать только в определенных точках.

Что нужно для автоматической сварки:

горелка;
рукав подачи газа;
баллон с газом;
система управления;
сварочный кабель с зажимом;
редуктор для перемещения электрода;
источник электрического тока.

Выбор инвертора для полуавтоматической сварки

Что еще нужно для автоматической сварки? В таких технологиях используют трансформаторные и инверторные преобразователи электрического тока, оснащенные устройством подачи проволоки. Обладая сложным конструкционным исполнением, даже самые простые установки этого типа по цене можно сопоставить с полупрофессиональными мобильными многоамперными агрегатами ММА для сварочных работ с применением покрытых электродов.

Делая выбор между инверторным и трансформаторным сварочным аппаратом, в первую очередь надо обратить внимание на условия использования. Трансформаторные приборы более надежны и устойчивы к нагрузкам, что определяется простотой исполнения. Но при этом можно выделить и много отрицательных их качеств: чувствительность к напряжению питания, низкий КПД, появление помех в питающей сети, низкий уровень стабилизации сварочного тока.

Работа инвертора связана с многоступенчатым электронным преобразованием, при котором в качестве основных элементов применяются силовые ключи и импульсный небольшой трансформатор, создающие для каждой ступени необходимые свойства токов. Это позволяет инверторам быть в наименьшей степени чувствительными к качеству подающего напряжения. Они обладают повышенным КПД по причине отсутствия энергетических потерь на насыщение магнитного массивного сердечника. К их плюсам также относятся небольшие габариты и вес, возможность производить точную настройку и обеспечивать высокий уровень стабилизации сварочного тока. Среди основных недостатков выделяют повышенную чувствительность к эксплуатационным условиям: категорически не допускается попадание влаги и пыли внутрь оборудования, наряду с этим изменение температуры окружающей среды всего на 20–30°могут нарушить характеристики номинальных компонентов схемы, что приведет к существенным отклонениям рабочих параметров.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Но все же для приобретения навыков сварки на полуавтоматическом оборудовании новичкам рекомендуется использовать именно аппараты инверторного типа. Ценовая разница таких устройств в диапазоне 15–25 тыс. руб. практически отсутствует. Параметр мощности выбирается в зависимости от нужной толщины свариваемых заготовок: до 160 А параметр тока на выходе при толщине до 4 мм и около 200 А при толщине 6–7 мм является достаточным. Немаловажное значение имеет оснащенность дополнительными функциями, такими как смена полярности, индикация параметров, протяжка сварочной проволоки без подачи на нее напряжения и ее скоростной режим. Ну и самое главное – доверие к бренду.

Требования к проволоке для полуавтоматической сварки

Что же еще необходимо для полуавтоматической сварки? Безусловно, основной оснасткой, без которой сварочный аппарат не сможет работать, является специальная проволока, выполняющая функцию электрода. Ее подача производится при помощи особого механизма.

Существуют два вида материалов для сварки при работе на полуавтоматах:

электродная порошковая проволока;
сварочная проволока сплошного сечения.

Насчитывается более 76 разновидностей второго варианта, но на практике применяется лишь небольшая их часть. Остальные виды оснастки – узкоспециализированные и применяются на производстве. Основным критерием при выборе проволоки является тип металла, используемый при сварке конструкции. Преимущественно на автоматах сваривают низколегированные и низкоуглеродистые стали, применяя при этом омедненную и проволоку без включения меди.

Наибольшую популярность среди сварщиков омедненная проволока получила благодаря наличию антикоррозийного покрытия. Но не всем известно, что в момент расплавления меди в воздух выделяются опасные для здоровья пары. Неомедненная проволока не так вредна и имеет предохраняющий от коррозии слой покрытия.

Помимо этого, на полуавтоматах применяют электродную порошковую проволоку, не нуждающуюся при сварке в защитном газе. У нее имеется специальная маркировка, к примеру, такая: СВ-08Г2С. Ее расшифровка означает:

СВ – сварная проволока;

08 – в ее составе процентное содержание массовой доли углерода составляет 0,08 %;

Г – такой буквой обозначается марганец, который присутствует в химическом составе проволоки;

2 – содержание марганца 2 %;

С – наличие кремния в составе проволоки: если за буквой не стоит цифровое значение, то его наличие в составе не более 1 %.

Такую марку проволоки диаметром 0,6 мм используют для сварки низколегированных сталей (а это 90 % всего металлопроката). Ее применяют как в быту, так и для ремонта деталей кузовного типа. Помимо этого, этот материал допустимо использовать на установках с током до 500 А.

При сваривании деталей из нержавеющих сталей применятся проволока марки Св01Х19Н9. Медные и алюминиевые сплавы сваривают в аргонной среде с использованием соответствующей по составу проволоки марок СВ-АМц, СВ-А85 и СВ-97.

Можно дать один важный совет: при работе полуавтомата на открытом воздухе либо в полевых условиях можно применять порошковую проволоку, для которой не потребуется обдува защитным газом.

Подготовка к полуавтоматической сварке

При подготовке к полуавтоматической сварки следует:

Выбрать проволоку нужного размера. В большинстве случаев востребованы расходные материалы диаметром от 3 до 6 мм. Для сварки полуавтоматом обычно используют проволоку диаметром 4 мм.
Вытянуть присадку до выхода из горелки, отрегулировав силу ее натяга.
Приготовить к работе защитный газ. Самыми распространенными защитными газами являются углекислота или аргон. Первый вид прекрасно подходит для работы со стальными заготовками и выгодно отличается невысокой стоимостью. А второй практически исключает образование брызг и обеспечивает стабильность электрической дуги.
Подключить к аппаратуре газовый баллон.

При настройке аппаратуры следует соблюдать правила, выполнение которых является гарантией получения ровного и качественного шва. В первую очередь необходимо добиться стабильности и равномерности горения электрической дуги, произвести тщательную очистку стыков от краски, жира, шлака и других загрязнений. По значимости не менее важным моментом является установка оптимальной скорости подачи сварочной проволоки. Параметры необходимых настроек обычно отражены в сопроводительном документе, которым обеспечивается установка при продаже. Но заводские значения настроек не следует принимать за догму. Они служат лишь базисом, которым сварщику необходимо руководствоваться в поиске наилучшего варианта исполнения.

Дело в том, что каждый раз установки могут сильно отличаться в зависимости от:

вида и состава защитной среды;
пространственного расположение стыка;
диаметра и состава присадочного материала;
температуры воздуха;
химического состава свариваемых металлов;
качества энергоснабжения;
выбранного режима работы.

На что нужно обращать внимание при настройке агрегата полуавтоматической сварки? Наиболее часто сварщики совершают ошибки, которые определяются по следующим характерным признакам:

Появление посторонних звуков, напоминающих сухой громкий треск. Они возникают в тех случаях, когда замедляется подача присадочной проволоки. Для устранения такого дефекта достаточно будет просто ускорить подачу проволоки.
В процессе работ появляется сильное разбрызгивание. Это возможно, когда подача инертного газа слишком мала. Чтобы избавиться от такой проблемы, необходимо произвести ревизию редуктора – в большинстве случаев он неисправен. А иногда достаточно будет просто увеличить подачу газа.
Плохая проварка металла и, как результат, – шов плохого качества. В большинстве случае это происходит из-за неверного выбора значения напряжение и индуктивности.
Толщина валика получается неодинаковой. Такой дефект образуется по причине неправильного выбора скорости движения горелки.

Что еще нужно для полуавтоматической сварки

При подготовке к полуавтоматической сварке следует тщательно подобрать дополнительное оборудование и особенно горелку. Даже если она сегодня вас вполне устраивает, то в будущем все равно возможны проблемы. Ни для кого не секрет, что рабочая поверхность горелки со временем изнашивается, к примеру, от высокой температуры, случайных падений или сварочных брызг. Такая информация при любом случае будет нужной и полезной.

Технические параметры горелки:

Показатель максимальной силы тока. Он бывает в пределах от 180 до 650 А. При выборе горелки необходимо ориентироваться на максимальные характеристики вашего сварочного оборудования. Следует обратить внимание и на тот факт, что для одной и той же горелки иногда указываются два значения: для сварки со смесью газов (обычно оно меньше, допустим, составляет 130 А) и для сварочных работ с применением углекислого газа (как правило, более высокое значение, к примеру, 150 А).
Вариант используемого охлаждения. Наиболее часто для охлаждения используют специальные пистолеты с воздушным охлаждением, которыми и оснащаются полуавтоматические агрегаты.

Охлаждение обычно производится посредством продувки газом. Такой тип горелок подходит для кратковременных сварочных работ. Как правило, они рассчитаны на максимальную нагрузку силы тока 350 А.

Модели с водяным охлаждением используются для более интенсивной эксплуатации, с их помощью можно выполнять длинные швы. Охлаждающая жидкость поступает через шлейф непосредственно в сопло. Применение пистолетов водяного охлаждения дает возможность максимально увеличить производительность сварочного полуавтомата и осуществить сварочные работы с минимальными техническими перерывами.

Что нужно еще использовать для процесса полуавтоматической сварки? Так, не следует забывать и о подборе всех необходимых сопутствующих приспособлений и оснастки для пистолета. Это:

Контактные наконечники – устанавливаются в горелке и предназначаются для подачи проволоки в область сварки. Выбираются по типу присадочного материала (алюминиевая, стальная или порошковая проволока) и диаметру прутка.
Держатели наконечников – предназначаются для надежной фиксации токосъемных наконечников.
Сопла сменного типа – выполняют функцию формирования потока подводящего газа. Более универсальными являются широкие сопла, применяются при большинстве сварочных работ. Узкие сопла используются для сварки в труднодоступных местах.
Мундштук – это цилиндрическая деталь изогнутой формы, закрепленная в пистолете (ее также называют «шейка» или «гусак»). Она выполняет роль удлинителя и предназначена для удобного удержания пистолета, при этом отпадает необходимость его периодически наклонять.

При подборе комплектующих деталей горелки необходимо обращать внимание на технические параметры (диаметр резьбы и рекомендуемой проволоки, материал) либо на тип сварочного агрегата. Каждая модель оснащается определенной фирменной оснасткой конкретного производителя.

Определившись с перечнем вспомогательных приспособлений и необходимых расходных материалов, не забудьте про средства индивидуальной защиты. Для удобства вместо обычной маски сварщика можно использовать модель «Хамелеон», которую не нужно периодически снимать в процессе работы. Она оснащена специальным саморегулирующимся фильтром, позволяющим работать в двух режимах: шлифовки (с хорошим обзором) и сварки (с затемненным стеклом). Такая маска служит хорошей защитой глаз от воздействия инфракрасного и ультрафиолетового излучения. Фильтр подобного типа реагирует на сварочную дугу практически мгновенно, затемнение появляется в течение нескольких миллисекунд.

Помимо такой маски, сварщик должен быть обеспечен крагами и костюмом, который защитит его тело и руки от ожогов во время выполнения работ.

Сущность полуавтоматической сварки под флюсом заключается в следующем: по мере перемещения вручную держателя полуавтомата из установленной на нем воронки в зону сварки подается флюс, который закрывает поверхность изделия и электродную (сварочную) проволоку на высоте 40 — 50 мм. Дуга, возбуждаемая между свариваемым изделием 1 и электродной проволокой 2, горит под слоем флюса 3 (рис. 1). При этом происходит плавление кромок свариваемого изделия, электродной проволоки и флюса. Затвердевший металл ванны образует шов 4, который покрывается образующейся в процессе сварки шлаковой коркой 5, легко удаляемой после остывания. Нерасплавившийся флюс собирают после сварки и используют вторично.


Рис. 1. Схема сварки под флюсом

Сварку под флюсом выполняют переменным и постоянным током. Металл сварного шва, выполненного под флюсом, состоит примерно из 1/3 расплавленного присадочного металла и 2/3 переплавленного основного металла. Отношение веса расплавленного флюса к весу расплавленного присадочного металла составляет приблизительно 1:1.

Электродная проволока. При полуавтоматической сварке под флюсом электродная проволока является одним из основных элементов, определяющих качество сварного соединения. Для сварки под флюсом применяют три вида проволоки: углеродистую, легированную и высоколегированную.

Поверхность поставляемой проволоки должен быть чистой, гладкой, без окалины, ржавчины и масла. Проволока поставляется в мотках, либо в специальных катушках. Каждый моток должен быть перевязан мягкой проволокой в трех или четырех местах, равномерно расположенных по окружности мотка.

К мотку прикрепляют бирку, на которой указывают наименование или товарный знак предприятия-поставщика, наименование проволоки, марку стали (проволоки), диаметр проволоки и номер стандарта, по которому стандартизируется проволока. Каждую партию проволоки сопровождают сертификатом, в котором указывают наименование предприятия-поставщика, наименование проволоки, марку стали (проволоки), номер плавки, диаметр проволоки, химический состав стали, результаты испытаний, массу проволоки и номер стандарта (ГОСТа).

СВАРОЧНАЯ ДУГА ПОД ФЛЮСОМ

Сварочная дуга возбуждается между голой электродной проволокой под слоем сыпучего флюса и свариваемым металлом. После возбуждения дуги за счет высокой ее температуры возникает флюсовый пузырь, который образуется парами и газами, выделяющимися в столбе в процессе горения дуги. Таким образом, после возбуждения сварочная дуга горит в флюсовом пузыре. Во флюсовом пузыре парами и газами создается давление порядка 0,5 — 0,9 кПа. Давление столба дуги, газов и паров металла, находящихся в пузыре, способствует вытеснению жидкого металла из-под основания сварочной дуги, в результате чего дуга заглубляется в основной металл.

Флюсовый пузырь предупреждает потери металла на угар и разбрызгивание. Повышение величины сварочного тока увеличивает глубину проплавления и коэффициент наплавки, а следовательно, увеличивается количество расплавленного электродного металла. Стабильность горения дуги под флюсом зависит от соотношения между количеством расплавляемого электродного металла и количеством поступающего в сварочную дугу электродного металла. При увеличении скорости передвижения сварочной дуги под флюсом уменьшаются глубина проплавления, ширина и высота шва, что объясняется уменьшением количества тепла дуги, вводимого на единицу протяженности сварного шва. Если оставить постоянными скорость сварки, величину сварочного тока, то при увеличении напряжения на сварочной дуге, горящей под флюсом, увеличивается длина дуги, что приводит к ее подвижности. Сварочная дуга под флюсом может протекать как при использовании переменного тока, так и постоянного. В свою очередь сварочная дуга постоянного тока может быть прямой или обратной полярности. Слой нерасплавленного флюса мешает газовому пузырю разорваться. Когда слой флюса прорывается и наружу выходит газ, то это указывает на недостаток флюса. При сварке дугой, горящей под флюсом, применяют большую плотность тока, чем при ручной дуговой сварке штучными электродами. Это объясняется тем, что в первом случае расстояние от токоподводящего мундштука до сварочной дуги не превышает 60—100 мм. Поэтому меньше теряется тепла за счет излучения, а дуга под флюсом является более сосредоточенным источником, чем открытая дуга. В то же время температура дугового промежутка практически не увеличивается из-за больших затрат энергии на плавление и испарение металла и флюса. При увеличении давления в газовом пузыре за счет давления слоя флюса возрастает и плотность тока. Давление газов изменяется почти пропорционально сварочному току.

МЕТАЛЛУРГИЯ СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ

Флюсы для автоматической и полуавтоматической сварки по способу производства разделяются на плавленые и неплавленые (керамические). Плавленые флюсы— это искусственно приготовленные силикаты сложного состава с добавкой фтористых солей, сплавленные в электрических или пламенных печах и измельченные после сплавления в крупку до определенной грануляции. При сварке легированных сталей применяют флюсы, не содержащие кремнезема и построенные в основном на фтористых солях (CaF2, NaF и др.) с добавлением прочных окислов (CaO, MgO, А120з). Керамические флюсы — механическая смесь порошкообразных компонентов, связанных между собой раствором или спеканием и раздробленная в виде крупки до определенной грануляции.

При полуавтоматической и автоматической сварке сталей флюсы защищают жидкий металл в зоне дугового разряда от влияния кислорода и азота воздуха, химически воздействуют с жидким металлом, а также легируют сварочную ванну. Защитные свойства флюса зависят от его физического состояния (стекловидный или пемзовидный) и грануляции. В зависимости от химического состава флюса и сварочной ванны флюс либо вступает в химическое взаимодействие с жидким металлом, либо остается пассивным.

Флюсы — силикаты в своем составе, имеют два типа окислов: основные и кислотные, поэтому носят основной или кислотный характер. Основные флюсы обычно применяются при сварке легированных сталей, когда кремневосстановительный процесс отрицательно влияет на формирование сварного шва.

При сварке под флюсом имеется три фазы: шлаковая (флюсовая), газовая и металлическая. Между этими фазами в процессе горения сварочной дуги под флюсом происходят обменно-восстановительные реакции.

В наиболее горячей части сварочной ванны на границе раздела между металлической н шлаковой фазами протекает реакция (SiO2) + 2Fe = 2(FeO) + [Si] .

Круглые скобки () обозначают, что соединение находится в виде шлака, а квадратные [] — элемент растворен в расплавленном металле сварочной ванны. Эта реакция протекает в том случае, если концентрация кремнекислоты во флюсе будет высокой при низкой концентрации закиси железа (FeO) в нем, и низкой концентрации кремния в сварочной ванне. Закись железа, образующаяся по приведенной реакции, преимущественно переходит в шлак и частично в металл, следовательно металл шва обогащается одновременно кремнием и кислородом (закисью железа). При этом следует отметить, что повышение кислотности флюса может привести к высокому содержанию в сварочной ванне кремния, который восстановился из флюса. Приведенная реакция имеет очень важное значение в тех случаях, когда производится сварка низкоуглеродистых кипящих сталей. Наличие кремния в жидком металле, восстановленного из флюса, не менее 0,2 %, позволяет ликвидировать и подавить развитие в кристаллизующейся части сварочной ванны реакции образования СО и получить плотный шов.

Отрицательной стороной реакции является засорение сварного шва силикатными включениями. Наличие высокой концентрации закиси марганца (МnО) во флюсе и низкой концентрации закиси железа в нем, на границе между металлической и шлаковой фазами протекает реакция восстановления (окисления) марганца (МnО) + Fеж = (FeO) + [Mn].

Восстановлению марганца способствует высокая концентрация МnО во флюсе, повышение основности флюса и низкое содержание окислов железа во флюсе, следовательно, при малых концентрациях МnО во флюсе происходит окисление марганца, а при достаточно высокой концентрации его восстановление. Восстановление марганца из флюса содействует повышению концентрации закиси железа в системе металл — шлак и, следовательно, некоторому окислению жидкого металла в зоне плавления.

Развитию кремне- и марганцевовосстановительных реакций способствует тот флюс, который является химически активным к расплавленному металлу сварочной ванны. В этом случае происходит окисление углерода, при котором следует учитывать два обстоятельства:

1) окисление углерода, происходящее в высокотемпературной части сварочной ванны, приводит к раскислению жидкого металла;

2) окисление углерода, совершающееся в кристаллизующейся части сварочной ванны, способствует образованию пор в металле шва.

С целью погашения образования реакции окисления углерода в кристаллизующейся части сварочной ваяны, необходимо в ней иметь определенное содержание кремния (не ниже 0,1%), позволяющее получить плотный шов.

В сварочных флюсах содержится некоторое количество (до 0,15%) серы, которая является одной из наиболее вредных примесей в металле шва. Сера, в зависимости от условий, переходит из флюса в металл, или наоборот. Благоприятные условия перехода серы в металл шва (сварочную ванну) бывают тогда, когда она находится во флюсе в виде сульфида железа — FeS, который хорошо растворяется в жидком железе. Во флюсах, имеющих высокое содержание марганца, сера бывает связана в сульфид марганца (MnS), которая плохо растворяется в железе. В сварочной ванне возможны следующие химические реакции (MnS) + Feж = [FeS] + [Mn], (MnS) + [FeO] = [FeS] + [МnО]. Превращение MnS в FeS в сварочной ванне происходит тогда, когда созданы окислительные условия и наличие малой концентрации марганца в металле. Торможению процесса превращения MnS и FeS способствует высокая концентрация марганца в металле и закиси марганца (МnО) в шлаке.

Сульфид железа FeS является вредной примесью в металле шва. В период кристаллизации сульфид железа образует в междендритных пространствах легкоплавкую эвтектику FeS·Fe (температура плавления около 940°С), способствующую образованию горячих трещин.

В процессе сварки под высокомарганцовистыми флюсами фосфор переходит из флюса в металлическую ванну. Этот процесс происходит тем полнее, чем выше кислотность флюса. Содержание фосфора в металле шва снижает его ударную вязкость. Находящаяся на поверхности свариваемых кромок ржавчина или окалина служит причиной возникновения пор в металле сварного шва.

ТЕХНИКА ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ

При полуавтоматической сварке под флюсом (рис. 2) 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 (рис. 3).

Рис. 2. 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.

Рис. 3. Схема полуавтоматической сварки под флюсом: а — стыковых швов; б — в положении «в ложечку», в — тавровых швов; г — нахлёстных швов.

Рис. 4. 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 (рис. 4, а) 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 (см. рис. 4, а) 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 (рис. 4, б), которая применяется при наложении кольцевых швов на толстостенных цилиндрах малого диаметра.

При использовании флюсовой подушки (рис. 4, в) 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. Для полуавтоматической сварки под флюсом применяются полуавтоматы ПШ-5, ПДШМ-500 и др.

Читайте также: