Сварка автоматическая на весу

Обновлено: 16.05.2024

Выбор режима автоматической сварки под слоем флюса зависит от наименования основного металла, его толщины и формы разделки кромок. Выделяют 4 основных регулируемых параметра:

диаметр сварочной электродной проволоки;
сила и род тока, его полярность;
скорость перемещения дуги;
напряжение источника сварки.

Также имеются дополнительные параметры, влияющие на определение режима сварки:

состав (марка) и физико-химические свойства используемого флюса;
вылет проволоки из токоподводящего наконечника;
угол наклонения электрода к оси шва.

Порядок расчета режимов

В конструкторской документации задаются толщина свариваемых деталей, тип и форма разделки сварных швов по ГОСТ для соответствующих видов металла и его марок. Технология выполнения работ определяет параметры режима сварки и операции по подготовке свариваемых комок.

Используются следующие формулы для расчета параметров сварки:

Q=(I * U * 60) * к / V, где:

Q – удельная тепловая энергия (кДж/мм);
I – сварочный ток (А);
U – напряжение на дуге (В);
V – скорость сварки (мм/мин.);
к – коэффициент полезного тепловложения (для сварки под флюсом К = 0,9).

Коэффициент формы сечения шва рекомендуется в диапазоне 1…1,5. F=S / h, где:

Режимы автоматической сварки различных металлов под слоем флюса

Рекомендуемые (ориентировочные) режимы стыковых соединений.

медь М1

титан ВТ 1-0

сталь Ст. 20

Табличные режимы сварки являются ориентировочными. Точные параметры режима определяются при сварке опытных соединений на контрольных планках. Это особенно актуально для автоматической сварки под флюсом, так как зона плавления не поддается визуальному контролю во время ведения процесса.

Сварочный ток (I)

Сила тока в сварочной дуге оказывает существенное влияние на глубину провара. Выбор этого параметра зависит от вида металла, его толщины и формы разделки свариваемых кромок.

Полярность тока влияет на перераспределение тепловой энергии между плавящимся электродом и основным металлом. Прямая полярность применяется для увеличения доли наплавляемого металла в металле шва, но отрицательно влияет на устойчивость горения дуги и разбрызгивание сварочной ванны.

Как правило, для сварки под флюсом большинства металлов (за исключением алюминия) применяется подключение сварочного источника с обратной полярностью.

Скорость сварки (V)

Выбор оптимальной скорости сварки обеспечивает правильную форму сечения шва, влияет на время нахождения ванны в жидком виде и протекание тепловых и металлургических процессов при сварке. Оказывает обратное влияние на тепловые вложения и погонную энергию.

Схема процесса автоматической сварки под своем флюса

Изменение скорости сварки приводит к изменению коэффициента формы сечения сварного шва, его глубины и ширины.

Напряжение сварочного тока (U)

Увеличение напряжения ведет к увеличению контактного пятна сварочной дуги на поверхности металла и, соответственно, к увеличению ширины шва. При низком напряжении формируется вогнутый валик без усиления и образуются подрезы по линии сплавления. Повышенное напряжение приводит к образованию высокого усиления шва с узкой зоной проплавления.

Диаметр электрода (проволоки), (∅)

При установленном токе существует обратно пропорциональная зависимость плотности тока от диаметра проволоки.

Чем меньше диаметр электрода, тем выше плотность тока. С повышением плотности тока коэффициент формы шва стремится к уменьшению.

Примерная стоимость проволоки для автоматической сварки под своем флюса на Яндекс.маркет

Влияние дополнительных настроек режима сварки на шов

Для правильного формирования сварного шва необходимо соблюдать соответствие параметров процесса сварки конструкции сварного соединения. Важность правильной настройки особенно актуальна для сварки химически активных при высоких температурах металлов и сплавов. Не следует пренебрегать опытными работами при настройке режима.

Влияние параметров дуги

Напряжение сварочной дуги растет при увеличении ее длины. Это оказывает влияние на образование дугового разряда и стабильность процесса горения.

Повышенное напряжение ведет к росту контактного пятна на поверхности металла и расширению шва.

Влияние угла наклона электрода

Позиционирование электрода относительно поверхности детали оказывает влияние на глубину провара и размеры сварочной ванны. Обычно применяют перпендикулярное расположение электрода к плоскости сварки.

Влияние вылета электрода из токоподающего наконечника

Увеличение вылета приводит к дополнительному нагреву сварочной проволоки, её ускоренному расплавлению и повышению доли электродного металла в металле сварного шва. Оптимальный вылет электродной проволоки в зависимости от ее диаметра указан в таблице.

Диаметр проволоки, мм	2-2,5	3-4	5
Вылет из наконечника, мм	14-16	17-19	20-22

Под флюсом — значит, качественно и надёжно. Метод сварки металла, разработанный академиком Патоном

Прямой доступ кислорода в сварочную ванну чреват тем, что шов получится некачественным и просуществует недолго: начнётся окисление, образуются трещины. Чтобы избежать этого, усовершенствовали процесс. Один из способов разработал в институте сварки академик Евгений Патон. Электрическая дуга горит между концом проволоки и соединяемым металлом под слоем флюса, который перекрывает доступ кислорода. Отличие от классической электродуговой сварки только в том, что процесс проходит в защитной среде.

Применяется для всех металлов и сплавов, в том числе для неоднородных. Кроме защиты зоны сварки, флюс выполняет ещё одну функцию: стабилизирует электрическую дугу и раскисляет металл.

Государственное регламентирование технологии, типов соединения, характеристики

ГОСТ 8713-79 классифицирует и маркирует буквенными обозначениями подвиды способа соединения под флюсом:

АФ – на весу. Производится без средств, предотвращающих протекание металла в зазоры между соединяемыми кромками. Если требуется проварить на полную глубину, то это делают в два приёма с обеих сторон шва.
АФф – на флюсовой подушке. Название способа иллюстрирует суть: под свариваемый стык подкладывают флюс, через огнеупорную подкладку прижимают к стыку прорезиненным шлангом. Подают в трубку воздух под давлением – порошок плотно прижат к изделиям в области шва.
АФм – на флюсомедной подкладке. Применяется для предотвращения пережога металла кромок, соединения угловых, стыковых и тавровых сопряжений с флюсомедными подкладками, формирующими обратную сторону шва.
АФо – на остающейся подкладке. Применяется при односторонней сварке, когда нельзя сваривать на флюсовой подушке. Стальные подкладки – гарантия полного провара швов.
АФп – на медном ползуне. Его конструкция обеспечивает соединение порошковой проволокой с принудительным образованием углового шва. Жидкий шлак образуется по ходу горения дуги, затем всплывает на поверхность.
АФш — с предварительным наложением подварочного шва. Применяется реже из-за значительных трудозатрат. Упрощает процесс сборки изделия.
АФк – с предварительной подваркой корня шва. Выполняют покрытым или плавящимся электродом в защитном газе. Глубина провара достигает 1/3 толщины детали.

Сварные соединения – как их определяет государственный стандарт

По ГОСТ 8713-79 сварные швы классифицируются как:

В свою очередь, они подразделяются на соединения:

с отбортовкой кромки;
без скоса;
со скосом одной кромки;
с криволинейным скосом одной кромки;
с ломаным скосом одной кромки;
с двумя симметричными скосами одной кромки.

Технология автоматической сварки под флюсом

Подготовительные операции: очистка места соединения от ржавчины, грязи и других посторонних включений металлической щеткой и шлифовальным кругом. Процесс идёт автоматически, оператор задаёт только один из режимов, перечисленных выше.

Флюс насыпают слоем 50-60 мм. Дуга скрыта под массой порошка и горит в его жидкой среде. Этот метод ведётся чаще на токе высокой плотности, поэтому используют автоматы с постоянной скоростью подачи проволоки. Она извлекается из бобины автоматически, как и флюс, который предварительно засыпают в специальный резервуар.

Особенности технологического процесса, материалы

Сварочная дуга горит в облаке газа, образованном плавлением и испарением флюса. Когда она гаснет, расплавленный порошок остывает и образует шлаковую корку. Его засыпают перед дугой слоем шириной 40-80 мм и длиной 40-100 мм. Неиспользованный материал отсасывается обратно в бункер и запускается повторно.

В промышленных масштабах сваривают проволокой или ленточными электродами. В качестве флюсов выступают искусственные силикаты: закись марганца, окиси магния, алюминия, кальция.

Процесс более экономичный, чем ручная электродуговая сварка, потому что коэффициент использования тепла дуги выше. Нет вредного воздействия на зрение и органы дыхания оператора – дуга скрыта под слоем порошка.

Недостаток – отсутствие возможности сваривать вертикальные швы.

Оборудование: принцип действия

Для работы этим методом существует два типа аппаратов:

Электродная проволока подаётся с постоянной скоростью и не зависит от напряжения на дуге.
Напряжение на дуге регулируется автоматически, от него зависит скорость подачи электродной проволоки.

На установках с постоянной скоростью сварочный ток подбирают в соответствии со временем подачи гибкого электрода, напряжение – изменением внешней характеристики источника питания.

Примерная стоимость сварочных аппаратов на Яндекс.маркет

Настройки остальных параметров процесса – вылета электрода и высоты флюса – одинаковы для обоих типов аппаратов и зависят от конструкционных особенностей самих установок.

Сварка полуавтоматом для начинающих

Прогрессивным методом соединения металлических изделий является сварка полуавтоматом. Этот способ облегчает работу, повышает производительность процесса, позволяет получить качественное соединение, уменьшает вероятность появления дефектов. Для его применения необходимо приобретение специального оборудования - полуавтомата.

Это не является особо затратным, но работа на сварочном полуавтомате для начинающих возможна только после овладения ими теоретических знаний. Для начала необходимо ознакомиться с принципом действия прибора, различными режимами, технологией процесса. Овладеть этим можно самостоятельно или под руководством более опытного наставника. Также имеются специальные курсы, на которых проводится теоретическое и практическое обучение.

Классификация полуавтоматов

Разделение полуавтоматических приборов для сварки осуществляется по различным признакам.

Тип прибора

Это в основном относится к корпусу прибора. Если все составные части находятся в одном корпусе, то это будет однокорпусной вид. В двухкорпусных моделях в одном блоке находится сварочная горелка, механизм подачи проволоки, пульт управления. Во втором блоке расположен источник тока, имеющий аппаратуру для регулирования пуска.

Вид проволоки

В полуавтомате могут применяться два вида проволоки: алюминиевая или стальная. Имеются универсальные приборы, обеспечивающие работу с любым из этих видов.

Защита шва

Происходит тремя способами: слоем флюса, в защитных газах, с помощью порошковой проволоки. Наиболее распространенным способом является использование защитных газов. Нюансом служит то, что порошковую проволоку можно также использовать в газовой среде.

Характер перемещения

Для серийного производства используются стационарные аппараты. В быту и для проведения выездных работ более удобными будут переносные полуавтоматы. Передвижные приборы перемещаются на шасси с колесами.

Подключение к электросети

Однофазные полуавтоматы, имеющие небольшую мощность, можно включать в обычную розетку. Трехфазные требуют наличия специальных разъемов.

Подача проволоки

При толкающем типе привод подталкивает проволоку в сварочную горелку. В конструкции с тянущим типом привод располагается в ручке горелки и вытягивает проволоку с катушки, на которую она намотана. К гибриду относится тянуще-толкающий вид.

Устройство полуавтомата

Чтобы лучше понять, как сваривать полуавтоматом, необходимо изучить его устройство.

Основные составные части аппарата:

Корпус.
Источник питания.
Блок управления.
Горелка.
Бобина с проволокой.
Механизм подачи проволоки.
Кабель, с помощью которого происходит подсоединение к "массе".
Шланг, предназначенный для подачи газа.
Инертный газ в емкости.

Можно приобрести дополнительные приспособления, например, защитный экран или стойку для рукава.
Источниками питания для полуавтоматических аппаратов, работающих, как правило, на постоянном токе, применяют инверторы или выпрямители. Предпочтительными являются инверторы, но стоимость их гораздо выше.

Сварочный рукав - это шланг, с помощью которого на место проведения работы подаются газ, проволока и жидкость для охлаждения. Один его конец подсоединен к аппарату, а второй - к газовой горелке. Внутри сварочного рукава по центру располагается узел, с помощью которого подается проволока. Охлаждающая жидкость имеется только в некоторых моделях. Чем длиннее шланг, тем больше возможность сварки в местах, доступ куда затруднен. Для подключения шланга используется унифицированный разъем по евро стандарту.

Большой штуцер в центре служит для выхода проволоки. Маленький рядом - для подачи газа. Два контакта вверху необходимы для того, чтобы переключать режимы. Внизу подключены провода, с помощью которых подается ток.

К шлангу подсоединена горелка, куда и выводятся все провода, а также трубки. Главные составляющие горелки - рукоятка и выходящая из нее направляющая трубка.

На рукоятке имеется переключатель режимов. На трубке закреплены рассеиватель газа, контактный наконечник, сопло. Контактный наконечник является сменной деталью, поскольку он бывает разным при каждом диаметре проволоки. Сопло зависит от размеров наконечника.

Проволока для сварки намотана на катушку, которая может иметь различные размеры. Устройство, подающее проволоку, включает в себя механизм с роликовой подачей. На роликах сделаны канавки для разных диаметров проволоки. Роль электродвигателя - осуществление вращения. Регулирование натяжения проволоки осуществляется вручную.

Ролики используются для порошковых проволок. Их может быть два или четыре. Вот, в основном, все, что нужно для полуавтоматической сварки.

Принцип работы

Теория сварки полуавтоматом заключается в следующем. Главная особенность состоит в том, что вместо электродов находит применение сварочная проволока, поступающая в зону сварки непрерывно.

Сваривание полуавтоматами может осуществляться в углекислом газе (MAG) или в инертном (MIG). Технология сварки полуавтоматом с углекислотой и инертными газами предполагает установку величины расхода проволоки на аппарате. На выходе проволоке предстоит пройти через отверстие в контактном наконечнике. Между проволокой и свариваемой деталью возникает дуга, металл от действия высокой температуры начинает плавиться, что приводит к образованию сварочной ванны. Она начинает перемещаться вслед за горелкой. Сзади остается сварочный шов, который постепенно начинает остывать.

Для формирования облака газа, имеющего конкретную форму и плотность, служит сопло. Газ в него поступает через рассеиватель, который расположен на месте крепления контактного наконечника.
Понятно, как работает сварочный полуавтомат с газом. Однако, имеется вариант без его использования. В этом случае находит применение особая проволока, которая представляет собой тонкую трубочку с флюсом внутри.

Поскольку флюс обладает порошковой структурой, то и проволоку называют порошковой. При сварке флюс, сгорая, выделяет газ, создающий защитную среду. Для начинающих сварка полуавтоматом без газа является хорошим и более простым способом получить общие сведения об особенностях процесса. Для ответственных конструкций предпочтительной является сварка с газом.

Сварочная проволока

Вслед за широкой востребованностью полусварочных автоматов промышленность начала создавать различные виды проволок для них. Правильный ее выбор повышает производительность сварочного процесса, улучшает качество шва. Немаловажным аспектом является повышение безопасности. ГОСТ 2246 содержит требования к составу и качеству проволоки. Среди большого количества видов марок находят постоянное применение лишь некоторые из них. Остальные являются узкопрофильными.

Тип, диаметр и марка проволоки зависят от химического состава и толщины свариваемых металлов. Состав проволоки должен соответствовать аналогичной характеристике материала. Поэтому проволоки разделяют на три крупных вида: низкоуглеродистую, легированную и высоколегированную.

Вид марки обозначен на маркировке. Буквы и цифры указывают на состав и процентное соотношение входящих элементов. Проволока, в которой уменьшено содержание вредных веществ, таких, как сера и фосфор, в конце маркировки имеют букву "А". Две буквы "АА" свидетельствуют о металле высокой очистки.

Диаметры проволоки для сварки полуавтоматом находятся в диапазоне от 0,3 до 12 мм. Выбор диаметра зависит от толщины деталей. Так, например, если предстоит сварка деталей, имеющих толщину 3-5 мм, то диаметр проволоки должен быть не больше 2 мм. На выбор проволоки также оказывает влияние выбранная сила тока. Для экономии при процессе сварки ведут контроль расхода присадочного материала. На него оказывают влияние состав свариваемого металла, диаметр проволоки, ее качество.

Подготовка

Перед тем, как варить сварочным полуавтоматом, необходимо провести подготовительные работы. Они начинаются с регулировки сварочного полуавтомата. Для этого следует выбрать правильное значение силы тока, и выставить его на аппарате.

Затем регулируются скорость подачи проволоки и расход газа, который устанавливается с помощью вентиля на редукторе баллона. Оценить правильность настроек можно на небольшом куске металла. При грамотной настройке должен получиться плотный ровный шов.

После этого выставляют оптимальное значение расхода газа. Если оно будет недостаточным, в сварочном шве появятся поры. Границы верхнего значения не существует, но при неоправданно большом газ будет уходить в атмосферу бесполезно, что увеличит расходы. При недостаточно качественном шве следует произвести перенастройку.

Затем надо проверить, достаточное ли количество газа для создания рабочего давления находится в баллоне. Рабочее - давление, позволяющее осуществлять надежную защиту ванны в зоне проведения работ. Потом надо определиться с полярностью.

После выбора полярности необходимо подключиться к соответствующей клемме. Прямую полярность обеспечит подключение сварочного кабеля к положительной клемме. Обратную полярность используют для проведения очень точных работ.

Технология процесса

Особенности сварки полуавтоматом заключаются в том, что вместо электродов применяется проволока и процесс происходит под защитой газа. Техника сварки полуавтоматом заключается в поддержании постоянной температуры. При недостаточном нагреве не осуществится нормальное расплавление кромок и не произойдет хорошего перемешивания их с присадочным материалом. При чрезмерно большом повышении температуры начнется кипение металла и его испарение.

Приемы сварки полуавтоматом бывают двух видов. Первый заключается в том, что от начала до конца делается непрерывный шов. При втором методе применяется точечная сварка. Сварочные точки располагают через одинаковые промежутки.

Технология сваривания имеет особенности в зависимости от толщины металлических деталей, видов соединений и их расположения в пространстве. Тонкие детали легче сваривать полуавтоматом, если они расположены в вертикальной плоскости. Если толщина металлических деталей не превышает 4 мм, то можно не проводить разделку кромок. Толстые детали лучше сваривать в среде гелия или аргона. При этом необходимо следить, чтобы не происходило отклонение оси горелки от вертикали.

При сварке полуавтоматическим прибором угловых и тавровых соединений детали следует устанавливать "в лодочку". Тонкие нахлесточные соединения выполняют за один проход, используя медную или стальную подкладку. Детали, толщина которых превышает 1,5 мм, можно сваривать на весу, осуществляя несколько проходов.

Правила сварки полуавтоматом:

Сварку следует осуществлять таким образом, чтобы сварочная ванна была видна исполнителю. Это возможно, когда проволоку держат прямо или под маленьким углом.
Зазор между свариваемыми элементами при их толщине 1 см должен быть не менее 1 мм. Затем его рассчитывают, исходя из формулы - 10% от их толщины. Во время всего процесса сварки зазор должен быть постоянным.
Если применяется подкладка, то ее помещают снизу на свариваемые детали, обеспечивая плотность.
Необходимо контролировать значение тока и величину дуги. Это уменьшит разбрызгивание раскаленного металла.
Тонкую проволоку следует вести вдоль шва. При большом диаметре желательно совершать колебательные движения, которые способствуют разогреву кромок.

Настройка зависит от конкретной модели оборудования. Перед началом работы следует внимательно ознакомиться с инструкцией по эксплуатации.

Сварка в общем и сварка полуавтоматом в частности является сложным искусством, требующим терпения. Не следует сразу стремиться поставить рекорд. Техника сварки полуавтоматом для начинающих заключается в том, чтобы потренироваться вначале на простых деталях.

Преимущества

К достоинствам полуавтоматической сварки относятся:

легкость применения;
высокая производительность;
возможность сваривания во всех пространственных положениях;
деформации шва являются минимальными;
возможность сварки тонких соединений;
небольшая чувствительность по отношению к загрязнениям и ржавчине;
цинковые покрытия не повреждаются при сварке с медной проволокой;
получение шва высокого качества.

Недостатком является улетучивание газовой защиты на сквозняке. Относительная легкость управления процессом делает возможной сварку полуавтоматом для начинающих.

Отличие от автоматической сварки

Автоматическая и полуавтоматическая сварка имеют много общего и сильно отличаются от ручного способа. Основное, чем отличается автоматическая сварка от полуавтоматической, - это то, что полуавтомат осуществляет механическую подачу проволоки, выполняющей роль электрода, на место проведения работы, но затем ее перемещают вручную. Это позволяет правильно формировать шов и следить за его качеством.

Автоматическую сварку целесообразно применять при массовом или крупносерийном производстве. На форумах по сварке иногда задают вопрос: как варить полуавтоматом электродами. Опытные сварщики отвечают, что для этого придется кардинально переделать аппарат, но и это не дает гарантии получения качественного шва.

Обучение

Обучение на полуавтоматическую сварку можно пройти на специальных курсах. Программа включает в себя теоретические и практические занятия. Можно выбрать индивидуальное обучение по удобному для ученика расписанию и также узнать все о сварке полуавтоматом. После окончания необходимо сдать экзамен и доказать, что все знания усвоены.

Выдается удостоверение установленного образца, в котором перечисляются прослушанные предметы, практические занятия и указывается, что присвоено звание "Электрогазосварщик". Возможно получение диплома международного образца, что дает возможность применить полученные знания в других странах.

Обучение сварки полуавтоматом дает представление о видах аппаратов полуавтоматов, выборе режима сварки и диаметра проволоки, технологии процесса сварки. Прослушанные уроки по теории "сварочные полуавтоматы" позволят разбираться в обозначениях используемых материалов и маркировки проволоки. Основы сварки полуавтоматом включают в себя сведения об устройстве приборов полуавтоматов, принципе их работы, обеспечении безопасности сварщика, проведении подготовительных работ, выборе режимов сварки.

На курсах можно не только узнать все для сварки полуавтоматом, но и применить полученные знания на практике. Они проводятся под руководством наставника, который укажет на ошибки и разъяснит методы их устранения. Групповые занятия имеют то преимущество, что на них можно услышать вопросы других учеников и узнать правильные ответы. На практических занятиях следует прислушиваться к разбору всех ситуаций, из которых можно узнать много полезного.

Уроки сварки полуавтоматом проводят профессионалы, обладающие большим опытом. Приобретенная профессия является востребованной и высокооплачиваемой. На курсы могут также записаться уже имеющие профессию сварщика, но желающие повысить свою квалификацию. Разобраться, что такое сварка на полуавтомате поможет обучение на специализированом курсе. Полученные знания помогут с легкостью читать чертежи и разбираться в технологических материалах.

Интересное видео

Сварка под флюсом – нюансы технологии, достоинства и недостатки

В строительной и промышленной сфере для соединения металлов сегодня активно применяют сварку под флюсом. Высокая популярность данной технологии объясняется теми преимуществами, которыми она обладает.

Процесс сварки под слоем флюса

ГОСТ 8713-79 о сварке под флюсом

Сварка, в которой зона расплавленного металла защищается флюсом, была изобретена достаточно давно – в XIX веке. Разработал данную технологию Н. Славянов, а первый автоматизированный сварочный аппарат для ее реализации и практические основы выполнения были созданы уже в 1927 году Д. Дульчевским. Практически сразу же после этого автоматическая сварка под флюсом стала активно внедряться в производственные процессы на крупных отечественных промышленных и строительных предприятиях.

На протяжении всего периода существования данной технологии и сама сварка под слоем флюса, и оборудование для ее выполнения постоянно развивались. Вопросами совершенствования метода и техники для его практической реализации занимались ведущие исследовательские институты Советского Союза: Институт электросварочных агрегатов Советского Союза, ЦНИИ Тяжелого машиностроения, Институт имени Е.О. Патона и др.

Схема сварки под слоем флюса

Технология автоматической сварки под флюсом детально регламентируется ГОСТ 8713-79. Там же приведена классификация способов сварки под защитным слоем флюса, которые могут использоваться для соединения сталей и сплавов, имеющих никелевую и железоникелевую основу. ГОСТ 8713-79 выделяет два таких способа: механизированная и автоматическая сварка под слоем флюса. А эти разновидности делятся на следующие подвиды:

механизированные: выполняемые на весу (МФ), с предварительно выполненным подварочным швом (МФш), с использованием остающейся подкладки (МФо);
автоматические: выполняемые на подкладке (АФо) и с использованием флюсовой подушки (АФф), с выполнением предварительной подварки корня шва (АФк), с применением так называемого медного ползуна (АФп), выполняемые на весу (АФ), с выполнением предварительного подварочного шва (АФш), сварка на флюсомедной подкладке (АФм).

Некоторые виды швов, применяемых при сварке под флюсом

Также в ГОСТ 8713-79 указаны типы сварных соединений, получаемых при использовании данных методов, которые могут быть:

одностороннего типа; двухстороннего; стыкового одностороннего – замковые, которые могут быть выполнены с прямолинейным или криволинейным скосом обеих кромок, с симметричным скосом одной кромки, со скосом ломаного типа, вообще без скоса – с выполнением последующей строжки, с отбортовкой и несимметричным скосом обеих кромок;
углового двухстороннего и одностороннего типа, при выполнении которых скосов может и не быть, они могут быть несимметричными, а также выполненные с отбортовкой;
нахлесточные швы, выполняемые без скоса, с одной или двух сторон;
тавровые швы двух- и одностороннего типа.

Пример работы сварки под флюсом увидеть на следующем видео:

ГОСТ 11533-75 перечисляет требования, предъявляемые к автоматическим и полуавтоматическим способам сварки под слоем флюса деталей, которые изготовлены из углеродистых и низколегированных сталей. К таким способам сварки относят:

дуговую полуавтоматическую сварку, выполняемую с использованием стальной подкладки (Пс); сварку полуавтоматического типа (П) и полуавтоматическую с подварочным швом (Ппш);
автоматическую сварку, выполняемую с предварительным подварочным швом (Апш);
автоматическую сварку под флюсом, выполняемую на специальной стальной подкладке.

Технология сварки под слоем флюса

Автоматические и механизированные виды сварки под слоем флюса отличаются от традиционной технологии тем, что дуга при ее выполнении горит не в открытом воздухе, а под слоем сыпучего вещества с рядом специальных свойств, которое называется флюсом. В момент зажигания сварочной дуги одновременно начинают плавиться металл детали и электрода, а также используемый флюс. В результате испарений металла и флюса, образующихся в зоне сварки, формируется газовая полость, которая и наполнена образовавшимися парами, смешанными со сварочными газами.

Пример внешнего вида шва после сварки под слоем флюса

Полость, образующаяся при такой сварке, в своей верхней части ограничена слоем расплавленного флюса, который выполняет не только защитную функцию. Расплавленный металл электрода и свариваемой детали, взаимодействуя с флюсом, проходит металлургическую обработку, что способствует получению шва высокого качества.

При удалении дуги от определенной зоны сварки расплавленный флюс застывает, образуя твердую корку на готовом шве, которая легко удаляется после остывания изделия. Если выполняется автоматическая сварка под флюсом, то неизрасходованный флюс собирается с поверхности детали при помощи специального всасывающего устройства, которым оснащено автоматизированное оборудование.

На видео мастер объясняет некоторые нюансы работы при сварке с применением флюса:

Сварка под слоем флюса, выполняемая как механизированным, так и автоматизированным способом, обладает целым рядом весомых преимуществ.

Процесс можно осуществлять с использованием токов значительной величины. Как правило, сила тока при выполнении такой сварки ориентировочно находится в пределах 1000–2000 Ампер, хотя вполне можно довести это значение и до 4000 А. Для сравнения: обычную дуговую сварку выполняют при силе тока не больше 600 А, дальнейшее увеличение силы тока приводит к сильному разбрызгиванию металла и невозможности сформировать сварочный шов. Между тем увеличение силы тока позволяет не только значительно ускорить процесс сварки, но и получить сварное соединение высокого качества и надежности.
При сварке, выполняемой под слоем флюса, формируется закрытая дуга, которая расплавляет металл детали на большую глубину. Благодаря этому кромки свариваемой детали можно даже не подготавливать для их лучшей свариваемости.
Поскольку режимы сварки под слоем флюса предполагают использование тока большой силы, скорость процесса значительно увеличивается. Если сравнивать скорость сварки, выполняемой под слоем флюса, которая измеряется в длине шва, получаемого за определенный промежуток времени, то она может в 10 раз превышать аналогичный параметр обычной дуговой сварки.
Так называемый газовый пузырь, формируемый при выполнении сварки под защитным слоем флюса, препятствует разбрызгиванию металла, что предоставляет возможность получать сварочные швы высокого качества. Кроме того, это значительно снижает потери электродного металла, которые составляют максимум 2% от массы расплавленного материала. Экономится в таком случае не только электродный материал, но и электрическая энергия.

Общая схема дуговой сварки под флюсом

Выбор режима сварки, выполняемой под слоем флюса, осуществляется по следующим основным параметрам:

диаметр используемой электродной проволоки;
род тока и его полярность;
скорость, с которой выполняется сварка;
напряжение для формирования сварочной дуги.

Дополнительными параметрами, влияющими на определение режима сварки под флюсом, являются:

размер частиц, состав и плотность используемого флюса;
значение вылета электродной проволоки;
параметр, определяющий, как электрод и свариваемая деталь располагаются относительно друг друга.

Оборудование, которым осуществляют сварку под флюсом

Рассмотрим существующее оборудование для сварки под флюсом. Когда речь идет о проведении сварочных работ в условиях производственного цеха, то перед началом процесса сварки свариваемые детали надежно фиксируют на специальном сборочном стенде или при помощи других приспособлений, чтобы полностью исключить возможные незапланированные движения свариваемых элементов в ходе работы.

Сварочный трактор (производитель Multitrac)

На прокладке трубопроводов для сваривания стыков в основном используют специальные мобильные сварочные головки, а при производстве листовых конструкций применяются либо стационарные установки, либо универсальные мобильные (к примеру, сварочный трактор). Трактор для сварки под слоем флюса – это самоходная тележка с электродвигателем, на которой установлена автоматическая сварочная головка. Такое устройство может двигаться вдоль свариваемых деталей по рельсовому пути или же непостредственно по самим деталям.

Сварочная колонна и свариваемая деталь на роликовых опорах

В условиях цехов также активно используются передвижные или стационарные сварочные колонны, которые в комбинации с роликовыми опорами или вращателями служат для сварки продольных и кольцевых швов.

Используемые материалы

И внешний вид, и механические параметры полученного сварного шва в значительной степени зависят от того, правильно ли была выбрана электродная проволока для его выполнения. Требования к такой проволоке оговорены в соответствующем государственном стандарте (ГОСТ 2246-70). Сварочную проволоку изготавливают из низкоуглеродистой, легированной и высоколегированной стали, при этом ее диаметр может попадать в диапазон от 0,3 до 12 мм.

После изготовления проволока для сварки сворачивается в восьмидесятиметровые бухты. В отдельных случаях (по согласованию с потребителем) проволока может поставляться в виде кассет или катушек. Если электродная проволока используется не сразу, а после хранения, то перед применением ее требуется очистить от ржавчины и каких-либо загрязнений, для чего можно применять бензин или керосин.

Катушка порошковой проволоки для сварки под флюсом

Существует еще два ГОСТа, которые оговаривают требования, предъявляемые к электродной проволоке. Так, по ГОСТ 7871-75 выпускают проволоку, с помощью которой сваривают детали из алюминиевых сплавов, а по ГОСТ 16130-72 – омедненную проволоку, поверхность которой не требуется очищать перед сваркой.

Чтобы дуговая сварка под флюсом протекала устойчиво и позволяла получать шов высокого качества, следует правильно выбирать защитный состав. От состава флюса для сварки зависят характеристики атмосферы газового пузыря и его расплавленного слоя. Такой слой, в свою очередь, взаимодействуя с расплавленным металлом в зоне сварки, напрямую влияет на характеристики будущего шва. Компоненты флюса, естественно, подбирают и с учетом того, детали из какого материала необходимо будет сваривать. Так, флюсы для сварки обычных, нержавеющих сталей, алюминия и других металлов могут серьезно различаться по своему составу.

Данный сварочный аппарат помогает понять, как подается проволока и флюс в зону сварки

Флюсы, с помощью которых выполняется как механизированная, так и автоматическая сварка, одновременно решают сразу несколько важных задач:

легирование металла сварочного шва;
защита зоны сварки от негативного воздействия внешней среды;
формирование поверхностного слоя шва;
повышение устойчивости сварки путем стабилизации разряда электрической дуги.

Хотя одним из достоинств сварки под флюсом является ее способность сваривать детали на большую глубину, однако при уменьшении мощности дуги и использовании тонкой проволоки вполне успешно можно работать и с тонкостенными элементами.

Сварочные работы: Практическое пособие для электрогазосварщика (26 стр.)

Глубина провара и ширина шва зависят от всех параметров режима сварки. С увеличением силы тока глубина провара увеличивается. При сварке постоянным током обратной полярности глубина провара примерно на 40-50 % больше, чем при сварке постоянным током прямой полярности. При, сварке переменным током глубина провара на 15-20 % ниже, чем при сварке постоянным током обратной полярности.

Уменьшение диаметра электродной проволоки приводит к увеличению глубины провара, так как увеличивается плотность тока. При этом ширина шва уменьшается.

Данные по влиянию сварочного тока и диаметра электродной проволоки на глубину провара приведены в табл. 36.

Влияние силы сварочного тока, его плотности и диаметра электродной проволоки на глубину провара

Примечание. В первой строке приведены значения сварочного тока (А), а во второй – значения его плотности (А/мм2).

Из приведенных данных следует, что при автоматической сварке под флюсом для получения глубины провара 5 мм при диаметре электродной проволоки 2 мм требуется сварочный ток 350 А, а при диаметре 5 мм – 500 А. На практике больше применяют малые диаметры электродной проволоки. Это позволяет применять меньшие значения сварочного тока в сочетании с высокой производительностью процесса сварки.

Напряжение дуги при сварке под флюсом не оказывает существенного влияния на глубину провара. Увеличение напряжения дуги приводит к увеличению ширины шва. При этом снижается выпуклость шва, глубина противления остается почти постоянной. При необходимости увеличения толщины свариваемого металла для правильного формирования шва необходимо увеличивать силу сварочного тока и напряжение дуги. Зависимость между напряжением дуги и силой сварочного тока на примере сварки под флюсом АН-348А приведена в табл. 37.

Зависимость между напряжением дуги и силой сварочного тока при сварке под флюсом АН-348Д

Влияние скорости сварки на глубину провара неоднозначно. При малых скоростях сварки 10-12 м/ч глубина проплавления при прочих равных условиях минимальная. При увеличении скорости сварки ширина шва заметно сокращается, выпуклость шва несколько возрастает, глубина проплавления незначительно увеличивается. При увеличении скорости сварки до 70-80 м/ч глубина проплавления и ширина шва уменьшаются, а при дальнейшем увеличении скорости сварки влияние различных факторов приводит к тому, что образуются краевые непровары – зоны несплавления (рис. 73).

На форму и размеры шва влияют не только основные параметры режима сварки, но и дополнительные.

Влияние наклона электрода скажется на изменении положения дуг. По положению электрода вдоль шва различают сварку с наклоном электрода углом вперед или углом назад (рис. 74).

В первом случае существенно уменьшается глубина провара и увеличивается ширина шва. При наклоне электрода углом назад происходит некоторое увеличение глубины провара и уменьшение ширины шва, поэтому зоны несплавления могут образоваться при меньшей скорости сварки, чем при вертикальном расположении электрода. Этот метод чаще применяется при двухдуговой сварке.

Рис. 73. Влияние скорости сварки на форму шва

Рис. 74. Влияние угла наклона электрода: а – углом вперед (меньшая глубина проплавления); б – углом назад (большая глубина проплавления)

Наклон изделия по отношению к горизонтальной плоскости также оказывает влияние на формирование шва. При сварке подъем увеличивается глубина провара и уменьшается ширина шва. Если угол подъема изделия при сварке под флюсом будет более 6°, то по обе стороны шва могут образоваться подрезы. При варке на спуск глубина провара уменьшается.

Рис. 75. Влияние зазора и разделки на форму шва: а – при стыковых швах; б – при угловых швах; Н – общая высота шва; h – глубина провара; g – высота выпуклости шва

Зазор между деталями, разделка кромок и вид сварного соединения не оказывают значительного влияния на форму шва. Очертание провара и общая высота шва Н остаются практически постоянными. Чем больше зазор или разделка кромок, тем меньше доля основного металла в металле шва.

Контрольные вопросы:

1. Опишите некоторые особенности сварки под флюсом.

2. Каково влияние режимов на формирование шва?

3. Как влияет диаметр сварочной проволоки на формирование шва?

4. Каково влияние скорости сварки на формирование шва?

5. Как влияют род и полярность тока на формирование шва?

6. Каково влияние вылета электрода и марки флюса на формообразование шва?

2. Технология выполнения сварных соединений

При сварке под флюсом наибольшее применение получили стыковые соединения с односторонними и двухсторонними швами с разделкой и без разделки кромок, однопроходные и многопроходные. Для получения качественного сварного шва необходимо применять входные и выходные планки. Односторонняя автоматическая сварка без разделки кромок с неполным проваром (сварка на весу) должна выполняться на таком режиме, чтобы непроплавленный слой основного металла мог удерживать сварочную ванну.

Если при односторонней сварке требуется обеспечить полный провар, то необходимо принять технологические меры с тем, чтобы жидкий металл не вытекал в зазор. Для предотвращения прожогов сварку производят на остающейся стальной подкладке или в замок. Сварку также можно производить на медной или флюсовой подкладке, на флюсовой подушке. В некоторых случаях предварительно проваривают корень шва механизированной сваркой (рис. 76).

Рис. 76. Способы односторонней автоматической сварки под флюсом:

а – без разделки кромок с неполным проваром; б – сварка на остающейся стальной подкладке; в – сварка в замок; г – сварка с предварительной подваркой; д – сварка на медной подкладке; е – сварка на медно-флюсовой подкладке

Двухсторонняя автоматическая сварка является основным методом получения высококачественных швов. В этом случае стыковое соединение сначала проваривают автоматической сваркой с одной стороны на весу так, чтобы глубина проплавления составляла чуть больше половины толщины свариваемых деталей. После кантовки (поворота) изделия сварку производят с противоположной стороны (рис. 77, а, б).

В результате некоторых технологических трудностей не всегда удается выполнить первый проход без нарушений технологии. Для того, чтобы гарантировать качество шва при первом проходе, применяют сварку на флюсо-медных подкладках (рис. 77, в).

Тавровые, угловые и нахлесточные соединения сваривают угловыми швами. Швы в "лодочку" свариваются вертикальным электродом, другие швы нижнего положения – наклонным электродом. Основная трудность при сварке "в лодочку" заключается в том, что жидкий металл протекает в зазоры. В этом случае к сборке под сварку предъявляются более жесткие требования.

Если зазор более 1,0-1,5 мм, то необходимо принимать меры, предупреждающие протекание жидкого металла (так же, как и при сварке стыковых швов). Схема сварки угловых швов приведена на рис. 78.

Ориентировочные режимы сварки под флюсом наиболее распространенных типов сварных швов приведены в табл. 38. Сборку деталей под сварку выполняют согласно существующим нормативным документам.

Читайте также: