Сварка под флюсом плюсы и минусы

Обновлено: 20.09.2024

Уже давно известно, что на процессы, которые происходят в сварочной ванне, негативно воздействует воздух. В наше время в производстве используют технологии, способные исключить данный фактор.

Сегодня в основном применяется сварка ручная дуговая, в среде защитных газов или автоматическая под слоем флюса. Последний вариант позволяет не только выполнять работу намного быстрее, но и улучшает характеристики шва.

Что представляет собой этот метод?

Сварка флюсом — это процесс, в котором дуга, находящаяся между обрабатываемым материалом и проволокой, горит под гранулированным порошком. При воздействии высокой температуры гранулы и электрод начинают плавиться. В итоге вокруг сварной ванны образуется эластичная пленка. Она защищает расплавленный металл и дугу от неблагоприятного воздействия, а еще не дает проникнуть воздуху.

Во время остывания элементы флюса преобразуются в шлак, покрывающий шов. По окончании сварки, наплавленную корку получится легко удалить от металла механическим способом. Остатки слоя флюса собираются и применяются в дальнейшем. Осуществлять соединение под сыпучим одеялом можно на разном оборудовании.

Полуавтоматическая сварка

В этом случае мастеру предстоит направлять проволоку и контролировать вылет электрода. Подача сварной проволоки выполняется автоматически. Сварщик должен лишь подобрать скорость, мощность напряжения дуги и угол наклона электрода.

Роботизированная автоматическая сварка

Подобная технология подразумевает сварку под флюсом ровных поверхностей и угловых швов. Причем скорость и направление движения электрода задает устройство. Роботизированный метод позволяет добиться прочного соединения, к тому же он отличается скоростью работы и высоким качеством наложения шва.

Сегодня очень часто стали использовать тандемную технологию. В этом методе два электрода находятся параллельно друг к другу в одной плоскости. Автоматическая сварка под флюсом в тандеме улучшает качество шва. Кроме этого, подобный метод имеет минимальную величину сварочной ванны и мгновенное возбуждение дуги.

Разновидности флюсов

Делятся они на несколько групп, в зависимости от металла:

Высоколегированные стали;
Цветные сплавы и металлы;
Легированные и углеродистые стали.

Более того, в зависимости от способа производства, флюс бывает керамическим и плавленым. В первом случае представлены керамические вещества, имеющие легирующие качества и улучшенный шов, а во втором — обладают пемзовидной или стекловидной структурой.

Создают керамический флюс измельчением элементов, смешиванием с экструзией, помогающей добиться однородной массы и лучшего измельчения, а также с жидким стеклом. Подобный процесс с использованием этих смесей выполняется, если требуется дополнительное легирование материала шва.

Изготавливается плавленый флюс путем спекания исходных материалов, с дальнейшей их грануляцией.

Помимо этого, флюсы для газовой и электрической сварки делятся по химическому составу на следующие категории:

Солевые. В них содержатся только фториды и хлориды. Они применяются для дуговой сварки флюсом шлакового переплава и активных металлов;
Смешанные. Они представляют собой комбинацию солевых и оксидных смесей. С помощью таких флюсов осуществляется варка легированных сталей;
Оксидные. Такие смеси нужны для сварки низколегированных и фтористых сталей. В их составе имеются окислы металла с небольшим содержанием фтористых соединений.

Как видно, разных модификаций этого материала довольно много. Но следует помнить, что автоматический сварка считается успешной, если используется соответствующий условиям флюс.

Основные режимы

Самыми важными режимами для автоматической сварки флюсом служат такие значения, как полярность, род и сила тока, напряжение электрической дуги, скорость и размер электродной проволоки.

Не так важны, но тоже значимы такие режимы, как угол наклона свариваемых кромок и электрода, размер его вылета, состав флюса, подготовка металла и тип сварного соединения.

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

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

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

Минусы и плюсы сварки под флюсом

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

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

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

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

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

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

Для чего нужна сварка флюсом?

Работы с применением флюса смогли в свое время произвести в промышленной отрасли настоящую революцию. Изначально подобная технология предназначалась для обработки низкоуглеродистой стали. Однако в настоящее время можно использовать порошок почти для любых материалов, включая тугоплавкие металлы и стали, которые плохо поддаются обработке.

Происходящие при сварке флюсом металлургические процессы предоставили возможность применять полуавтоматическое и механизированное оборудование для следующих работ:

Соединение вертикальных швов. Осуществляется со свободным или принудительным формированием шва. Лучшая прочность сцепления достигается с металлами 20—30 мм;
Сваривание труб разного диаметра. Сначала научились на автоматических установках соединять трубы малого диаметра, но с усовершенствованием технологии обработки, смогли освоить способ, позволяющий варить материалы больших размеров;
Варка кольцевых швов. Сложность такой работы в том, что нужно удерживать сварную ванну и стараться избежать растекания металла. Выполняют такую сварку флюсом на станках ЧПУ. В некоторых ситуациях может понадобиться ручная подварка.

Осуществление всех этих работ регламентируется согласно технологической карте сварки. При любых нарушениях накладываются большие штрафные санкции.

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.

Автоматическая сварка под слоем флюса: плюсы и минусы

Российский инженер Николай Гаврилович Славянов в 1888 году впервые в мире применил метод дуговой сварки с помощью металлического электрода под слоем флюса.

Металлический электрод плавился в процессе работы, поэтому Славянов назвал свой метод «электрическая отливка металлов».

В 1927 году советский учёный Дмитрий Антонович Дульчевский усовершенствовал метод, который в дальнейшем получил название автоматическая дуговая сварка под слоем флюса.

Автоматическая сварка под флюсом

Суть процесса состоит в следующем. Между свариваемым изделием и концом сварочной проволоки горит электрическая дуга. Сварочная проволока плавится. По мере расплавления к месту сварки подаются новые порции сварочной проволоки. Проволока поступает в зону сварки либо с помощью специального механизма, и в этом случае мы имеем дело с автоматической сваркой. Либо вручную, и в этом случае сварка будет полуавтоматическая.

Сама электрическая дуга закрыта слоем флюса и горит внутри газового облака, которое образуется в результате плавления этого флюса. Как следствие нет поражающего фактора для глаз, как во время обычной сварки.

Свариваемый металл и флюс под воздействие дуги плавятся. При этом расплавленный флюс образует защитную жидкую плёнку, которая препятствует соприкосновению свариваемого металла с кислородом окружающего воздуха. Внутри расплавленного флюса плавится не только свариваемый металл, но и сварочная проволока.

Все эти расплавленные металлы смешиваются в так называемой сварочной ванне (небольшом пространстве образующемся на месте свариваемых деталей, непосредственно под электродом). По мере перемещения электрической дуги дальше, металл в сварочной ванне постепенно охлаждается и становится твёрдым. Так, образуется сварочный шов.

Расплавленный флюс называется шлаком. Этот шлак по мере застывания образует на поверхности сварочного шва шлаковую корку, которая легко удаляется с помощью металлической щётки.

Преимущества сварки с помощью закрытой дуги

Есть несколько плюсов:

Величина тока. При открытой дуге величина тока не может превышать 600 ампер. В случае превышения этого показателя металл начинает очень сильно разбрызгиваться и получение качественного сварного шва становится невозможным. В случае закрытой дуги величина тока может быть увеличена до 4000 ампер. Что, в свою очередь, приводит к резкому повышению качества сварного шва и значительному увеличению скорости всего процесса в целом.
Мощность дуги. Закрытая дуга имеет более высокую мощность. Как следствие, свариваемый металл расплавляется на большую глубину в процессе сварки. Это, в свою очередь, позволяет не делать разделку кромок под сварку (один из этапов предварительной подготовки). Открытая дуга относительно маломощна и без предварительной разделки кромок хороший сварочный шов получить невозможно.
Производительность. Под этим термином понимают метраж шва, за час работы дуги. Применение флюса повышает производительность сварочного процесса в 10 раз, по сравнению с традиционной сваркой.
Газовый пузырь. Формирование из расплавленного флюса защитного газового пузыря приводит к целому ряду положительных результатов. Значительно сокращаются потери расплавленного металла в результате разбрызгивания и угара. Что, в свою очередь, приводит к более экономному расходованию электродной проволоки. При этом сокращаются общие расходы электроэнергии.

Виды флюсов

Флюсы выполняют целый ряд очень важных функций в процессе сварки:

Изолирование сварочной ванны от кислорода атмосферы.
Стабилизация дугового разряда.
Химическое реагирование с расплавленными металлами.
Легирование (улучшение свойств) сварного шва.
Формирование сварочного шва.

Для сварки низколегированных, легированных и высоколегированных сталей, а также для цветных металлов и сплавов применяют разные виды флюсов. В зависимости от состава различают высококремнистые флюсы, марганцевые, низкокремнистые и безмарганцевые. Особую группу составляют так называемые бескислородные флюсы.

По степени легированности металла различают флюсы нейтральные — они практически не легируют металл шва. Слаболегирующие или плавленные. Легирующие или керамические. По способу изготовления флюсы, в свою очередь, делятся на плавленные, керамические и механические смеси.

В зависимости от химического строения различают:

Солевые. Содержат в своём составе преимущественно фториды и хлориды металлов. Применяются для сварки цветных металлов.
Оксидные. В составе превалируют оксиды металлов с небольшим содержанием фторидов. Используются для сварки низколегированных сталей.
Смешанные. Представляют собою смесь оксидных и солевых флюсов. Применяются для сварки высоколегированных сталей.

Электродная проволока

Очень влияет на качество сварного шва. Она устанавливает его механические параметры. Электродную проволоку изготавливают из трёх видов стали: из легированной, низкоуглеродистой, высоколегированной. Диаметры проволоки варьируются в зависимости от предназначения, от 0.2 до 15 мм. Обычно такая проволока поставляется в стандартизированных 80 метровых бухтах или в кассетах.

Следует отметить, что в процессе долгого хранения на складе проволока может покрываться слоем ржавчины. Поэтому перед использованием необходимо обработать места, покрытые ржавчиной, керосином или специальной жидкостью для удаления окислов металла.

Режимы автоматической сварки

При выборе режима учитывают сразу несколько факторов. К этим факторам относится толщина сварочных кромок, размеры будущего шва и его геометрическая форма, глубина плавления метала в зоне сварки.

В зависимости от свариваемой толщины выбирают соответствующий диаметр электродной проволоки. Диаметр электрода определяет величину силы тока. В результате определяется скорость подачи электрода в область сварки и соответственно скорость самой сварки.

Для сварки под флюсом применяется проволока непрерывного сечения. Диаметр от 1 до 7 мм. Сила тока может быть в пределах 150−2500 ампер. Напряжение дуги составляет 20−55 Вт.

Сила тока и напряжение электрической дуги. Увеличение силы тока автоматически приводит к возрастанию тепловой мощности и повышению давления сварочной дуги. Это приводит к увеличению глубины проплавления, но при этом практически не влияет на ширину сварочного шва.
Увеличение напряжения дуги, в свою очередь, приводит к повышению степени подвижности дуги и увеличению доли тепловой энергии, расходуемой на расплавление сварочного флюса. При этом увеличивается ширина сварного шва, а его глубина не меняется.
Диаметр электродной проволоки и скорость сварки. Если величину тока не менять, а диаметр проволоки при этом увеличивать, то это приведёт к увеличению подвижности сварочной дуги. Как следствие ширина сварочного шва увеличится, а глубина расплавления металла уменьшится. При увеличении скорости сварки уменьшается глубина расплавления металлов и ширина сварочного шва. Это происходит вследствие того, что при более высокой скорости металл проплавляется в меньших объёмах, чем при низкой скорости сварочного процесса
Сварочный ток и его полярность. Вид сварочного тока и его полярность очень сильно влияют на размеры и форму сварочного шва, в силу того, что количество тепла, возникающее на аноде и катоде сварочной дуги, сильно изменяется. При постоянном токе прямой полярности глубина расплавления уменьшается на 45−55%. Поэтому, если необходимо получить шов небольшой ширины, но с глубоким проплавлением металла, то для этого необходимо применять постоянный сварочный ток обратной полярности.
Вынос электродной проволоки. При увеличении выноса электрода повышается скорость её прогрева и скорость плавления. В результате за счёт электродного металла увеличивается объём сварочной ванны, что, в свою очередь, препятствует расплавлению свариваемого металла. Следствием этого процесса является уменьшение глубины проплавления металла.
Угол наклона электрода. Расположение электрода углом вперёд приводит к тому, что расплавленный металл начинает подтекать в зону сварки. Как следствие, глубина расплавления уменьшается, а ширина шва, наоборот, увеличивается. Расположение электрода углом назад приводит к тому, что расплавленный металл вытесняется из зоны сварки в результате воздействия электрической дуги. Это приводит к тому, что глубина расплавления увеличивается, а ширина шва уменьшается.

Недостатки метода

Одним из главных недостатком этого метода является высокая текучесть расплавленного флюса и металла в сварочной ванне. В результате сваривать этим методом можно только поверхности, находящиеся либо в строго горизонтальном положении, либо отклоняющиеся от горизонта на 10−15 градусов.

Особенности сварки под слоем флюса по ГОСТ 8713-79

Когда происходит сварочный процесс, из-за кислородной среды поверхность свариваемых деталей начинает окисляться. Чтобы получить качественную сварку некоторых металлов, требуется использовать специальные присадки. С целью защитить сварочную ванночку применяется очищенная проволока. Операция проходит с помощью инертного газа. Действующий ГОСТ 8713–79 регламентирует сварку под флюсом и использование материала для получения качественного шва.

Преимущества сварки флюсом

Появление технологического процесса проведения сварки с применением флюса можно сравнить с революцией в промышленной сфере.

Сначала такую технологию использовали для обработки низкоуглеродистой стали. Сегодня этот порошок применяется для сварки абсолютно любых, даже очень тугоплавких металлов, которые плохо свариваются.

Механизированное оборудование и различные полуавтоматические системы позволяют использовать флюс для различных операций:

Образование вертикального шва. Наиболее прочной считается сварка листового металла толщиной 20—30 мм.
Соединение труб. На автоматах изначально сваривали трубы небольшого диаметра. Сегодня, после усовершенствования технологии, стало возможным обрабатывать изделия большого диаметра.
Получение кольцевого шва. Процесс сварки усложняется удержанием сварочной ванны, одновременно не допуская растекания металла. Эта сварка выполняется на станках, оборудованных ЧПУ (числовым программным управлением). Иногда проводится дополнительная ручная подварка.

Процесс сварки

Когда детали свариваются с использованием флюса, горение дуги происходит с помощью оригинального гранулированного порошка. Высокая температура вызывает плавление электрода и окружающих его гранул. В результате появляется эластичная плёнка, которая окружает сварочную область.

Плёнка закрывает доступ кислорода к сварочной дуге. Шов получается без трещин и раковин. После остывания флюс обращается в шлак, равномерно закрывающий шов. Когда операция завершена, твёрдая корка удаляется механическим путём. Оставшийся флюс используется для проведения дальнейших операций. Такое «сыпучее одеяло» годится для проведения работ на различном оборудовании.

Виды гранулированного порошка

Для осуществления сварочного процесса, флюс подразделяется на несколько типов. Все зависит от металла, который будет обрабатываться:

Высоколегированная сталь.
Цветные сплавы.
Углеродистая и легированная сталь.

Методика производства также подразделяет этот гранулированный материал на несколько подвидов:

Использование первого вида позволяет получить улучшенный шов. Плавленый флюс отличается своей пемзовидной структурой.

Чтобы получить керамический материал, сначала специальные элементы подвергают мелкому измельчению. Затем смешивают с экструзией, которая помогает получить однородную массу. В нее добавляют жидкое стекло. Такая смесь используется только в том случае, когда требуется провести ещё одно легирование материала сварочного шва.

После спекания исходных веществ, проведения их грануляции, получается плавленый флюс. Гранулы для проведения газовой сварки делятся на несколько подгрупп. Разделение зависит от их химического состава:

Солевые. В их состав входит большое количество хлоридов, а также небольшое количество фторидов. Гранулы применяются для сваривания активных металлов. Их используют для переплава оставшегося шлака.
Смешанные. Материал представляет собой смесь солевых гранул с оксидами. Используется для работы с легированными сталями.
Оксидные. Смесь предназначена для обработки фтористой стали или низколегированного металла. В состав входят окислы металла вкупе с минимальным количеством фтористых соединений.

Важно! Чтобы получить качественный шов, используя автоматическую сварку, необходимо правильно подобрать флюс.

Положительные характеристики

Для осуществления такой технологии сварочный ток подаётся на проволоку через специальный мундштук. Он расположен примерно в 70 мм от края. В этом случае электрод не может перегреться. Для работы можно использовать большой ток. В результате происходит быстрая наплавка, хороший глубокий провар. Очень толстый металл можно сваривать без предварительного раздела кромок.

Когда выполняется автоматическая дуговая сварка, поддерживается постоянная величина шва. Он получается одинаковой формы и имеет однородный химический состав. В результате получается качественное соединение, отличающееся высокой стабильностью. Подобная технология не допускает появления дефектов, связанных с появлением подрезов и сплавлением металла.

Флюс защищает от разбрызгивания. Окружающую поверхность не нужно будет очищать от сварочных брызг.

Сварка флюсом считается высокопроизводительным процессом, при котором значительно экономится электроэнергия, совместно со сварочными материалами. Экономия достигает 30—40%.

Отрицательные стороны

К сожалению, при всех своих достоинствах автоматическая сварка имеет и ряд недостатков. Прежде всего это большая жидкотекучесть флюса. Сварочную операцию можно осуществлять только внизу. Горизонтальное отклонение от основной плоскости шва должно быть менее 10—15 градусов. Игнорирование такого требования приводит к появлению различных дефектов. Кроме того, сварка флюсом не годится для обработки труб, диаметр которых меньше 150 мм.

Сварка под флюсом: технология и выбор режимов

Даже идеальная сварка не может защитить сварной шов от порчи. Рано или поздно это место становится самым слабым в детали и деформируется, поэтому во время сварочных работ обязательно используются защитные материалы. К ним относятся инертные газы и флюсы. Последние не так распространены в бытовой среде, но на производствах сварка под флюсом встречается очень часто. О ней пойдет речь далее.

Особенности сварки под флюсом

Не стоит думать, что сварка под флюсом это какой-то совершенно новый способ сварки. Придуман он очень давно, в конце в XIX века, а сущность заключается все в том же использовании присадочной проволоки и неплавящихся электродов. Однако, оборудование постоянно улучшалось, а вместо газа, покрывающего всю зону шва, используется только флюс. Он имеет порошковую консистенцию, засыпаясь поверх шва.

Такой состав под влиянием высоких температур тоже начинает выделять газ, который будет защищать свариваемые детали от окислов. Когда порошок выгорит, от него останется только легкоудаляемый шлак, а если средство не будет использовано полностью, его легко можно сохранить до следующего раза.

Перед тем, как делать варку под флюсом, потребуется выбрать:

режим;
электроды;
присадочную проволоку.

Также, как при любой другой сварной работе, нужно будет правильно оформить кромки, обезжирить детали. Но здесь еще будет важно подобрать флюс, так как он существует в разных видах.

Преимущества и недостатки

У самого процесса сварки под флюсом есть свои положительные и отрицательные черты. Среди преимуществ:

Автоматизация, позволяющая добиваться наиболее точных сварных швов. Автоматика позволяет задать все параметры электронно, поэтому ток, проволока — все подается и управляется само.
Выделение флюса продолжается в процессе всего создания шва, потому его эффективность оказывается выше.
Можно варить с большой силой тока.
Скорость варки настраивается, может быть очень высокой.
Сварную ванну можно увеличивать.
Шов получается качественным.
Возможность собирать элементы сложных конструкций быстро, качественно и с небольшими усилиями.
Безопасность для сварщиков, так как они не находятся поблизости к свариваемым деталям.
Можно использовать одновременно 2 электрода, питаемых от одного источника тока.

В числе недостатков:

Сложность настройки оборудования.
Варить в вертикальном, а также потолочном положениях невозможно.
Неровности на свариваемой детали не позволят сделать шов.

Также здесь невозможно контролировать процесс варки, так как весь шов покрыт слоем флюса.

Этого можно избежать только если установить дополнительные системы контроля появления повреждений.

Эти средства можно поделить на группы по химическому составу и методу создания. Флюс может быть солевым, оксидным или смешанным. Здесь:

Солевые лучше подойдут для электросварки титана или стали, никелированной или хромированной. В солевые флюсы входят соли фторидов и хлоридов.
Оксидные имеют в составе оксиды активных металлов, а также кремния. Благодаря этому их лучше всего использовать для стали с низким содержанием углерода.
Смешанные пригодятся для многокомпонентных сплавов и множества разных металлов. Этому способствует состав, содержащий оксиды и соли металлов в разных пропорциях.

Способов изготовления всего два — плавленый или не плавленый, который еще называют керамическим. Плавленые делают из кварцевого песка, а также марганцевой руды, которые смешиваются, плавятся, после чего формируются гранулы. Такой флюс очень хорошо подходит для низколегированной стали.

В состав керамических входят окислители и соли амфотерных металлов. Сначала те измельчаются, потом перемешиваются с жидким стеклом до однородной массы. Потом она гранулируется и прокаливается. Такие флюсы имеют структуру мелкого порошка, а подбирается он конкретно под марку стали, с которой предстоит работать, так как он работает только со сложными никелевыми или железоникелевыми сплавами.

Чтобы сварочный процесс прошел правильно, нужно правильно выбрать технологию автоматической сварки под флюсом. Базовых метода три:

ручной;
автоматический;
полуавтоматический.

То, как происходит ручная варка, понятно. Здесь используется ручное оборудование, поэтому сварщик сам регулирует направление, скорость электрода. Сила тока и подача флюса, взаимодействующего с электродом, регулируется кнопками прямо на устройстве.

Полуавтоматический способ позволит автоматизировать лишь некоторые процессы, остальные требуют управления. То, как подается проволока, угол наклона электрода, сила тока, подчиняются автоматическому процессу. Сварщик в это время самостоятельно управляет движением дуги. У полуавтоматических аппаратов можно менять параметры подачи тока прямо в процессе работы.

При автоматической сварке под флюсом скорость движения электрода и его направление, а также скорость подачи проволоки задаются программно. Рабочие здесь нужны только для создания той самой сварочной программы, а также контроля качества.

Все эти три способа, несмотря на свою разность, предполагают некоторые общие шаги при сварке под флюсом:

Устранение оксидной пленки.
Закрепление деталей на сварочной плите.
Подбор настроек и разработка плана.
Подбор флюса.
Установка наплавной проволоки.
Сварка, где нужно внимательно следить за расходом флюса и проволоки, чтобы избежать повреждений.

После окончания работы нужно только дождаться, когда детали остынут, очистить шов и убрать флюс в герметичные упаковки.

Технология сварного процесса с использованием флюса подробно описывается в ГОСТ 8713 -79. Рассказывается про все три метода, подбор материалов, настройку оборудования. Здесь же показаны все виды сварных соединений, которые могут быть сделаны при применении каждого из трех методов.

Выбор режима сварки

Выделяется несколько режимов, которые всегда нужно подбирать под каждое отдельное задание.

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

Режимы из таблицы подойдут для низкоуглеродистой, среднеуглеродистой и высокоуглеродистой стали.

Применяемое оборудование

Чтобы выполнить автоматическую дуговую сварку под флюсом, из технического оснащения потребуется:

Сварочная плита. Установка сварочных плит потребует бетонного основания, так как сами плиты делаются из материалов, устойчивых к постоянным высоким температурам и их перепадам.
Наплавная проволока. Она обычно имеет толщину от 0,3 до 12 мм, а делается из того же материала, что и свариваемые материалы.
Неплавящийся электрод, который имеет сердечник из тяжелого сплава, керамическую оплетку.
Система, подающая флюсовые частицы. В ее состав входят резервуар и шланг, диаметр которого будет достаточным для работы с электродом.
Система контроля, которая более развита у автоматических устройств, а менее — у полуавтоматических.

Автоматическую сварку под слоем флюса выполнить нетрудно, ведь большая часть процесса будет автоматизирована, а от сварщика потребуется лишь правильная настройка оборудования и верный подбор флюсового средства для сварки.

Читайте также: