ГЛАВА III. СУЩНОСТЬ, ТЕХНИКА РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ СВАРКИ И ОБОРУДОВАНИЕ

Назад: 5.4. Системы управления сварочных автоматов

6. Сварка под флюсом

6.1. Сущность процесса, области применения и преимущества

Наиболее широко распространен процесс при использовании одного электрода - однодуговая сварка. Сварочная дуга горит между электродной проволокой и изделием, находящимся под слоем флюса, рис.19. В расплавленном флюсе газами и парами компонентов флюса, расплавленного металла образуется полость - газовый пузырь в котором существует сварочная дуга. Давление газов в пузыре составляет 7 ¸ 9 г/см², но в сочетании с механическим давлением, создаваемым дугой, его достаточно для оттеснения жидкого металла из-под дуги, что улучшает теплопередачу от нее к основному металлу.

Кристаллизация расплавленного металла сварочной ванны приводит к образованию сварного шва. Затвердевший флюс образует шлаковую корку на поверхности шва. Расплавленный флюс, образуя пузырь и покрывая поверхность сварочной ванны, эффективно защищает металл ванны от взаимодействий с воздухом. Металлургические реакции между расплавленным металлом и шлаком способствуют получению металла шва с требуемым химическим составом.

В отличие от ручной дуговой сварки электродом при сварке под флюсом, так же как и при сварке в защитных газах, токоподвод к электродной проволоке осуществляется на небольшом расстоянии от дуги (до 70 мм). Это позволяет без перегрева проволоки использовать повышенные сварочные токи (до 2000 А). Плотность сварочного тока достигает 200…250 А/мм² , в то время как при ручной дуговой сварке не превышает 15…20 А/мм². В результате повышается глубина проплавления основного металла и скорость расплавления проволоки, т.е. достигается высокая производительность процесса.

См. слайд 30.

Рис.19. Сварка под слоем флюса

Сварку под флюсом можно осуществлять переменным и постоянным током. В зависимости от способа перемещения дуги относительно изделия сварка выполняется автоматически и полуавтоматически. Потери металла на угар и разбрызгивание при сварке составляет 1.0 ¸ 1,5 %.

Высота слоя флюса составляет 20…60 мм (в зависимости от тока), а расход его при сварке составляет I кг на I кг наплавленного металла. На образование шлаковой корки расходуется до 25 % флюса.

Под флюсом сваривают различные конструкционные материалы (сталь, алюминий, медь, титан и др.) толщиной от I мм до 160 мм проволоками диаметром 1…6 мм. Способ применяется в химическом, энергетическом, металлургическом и транспортном машиностроении.

Преимуществами способа сварки являются:

- предельно высокое качество металла шва (за счет лучшей защиты металла, подбора состава флюса и проволоки, лучшей формы шва и постоянства его размеров, отсутствия перерывов в процессе сварки;

- рост производительности, так при ручной сварке максимальная скорость составляет 10…22 м/ч, а при автоматической сварке под флюсом до 120 м/ч и выше; токи до 2000 А обеспечивают большую глубину проплавлеиия основного металла и коэффициент расплавления – 14..18 г/А×ч;

- экономичность за счет: малых потерь на разбрызгивание (1,0-1,5 %); меньшего удельного расхода электроэнергии (2,5…3,0 квт-ч/кг наплавленного металла, а для ручной сварки - 4,5…5,5 квт-ч/кг; уменьшение долевого участия наплавленного металла до 20 % (вместо 70% при РДС);

- лучшие условия труда сварщика, так как отпадает необходимость защиты глаз сварщика от излучения дуги, использования тяжелой спецодежды, снижается количество вредных паров и газов, выделяющихся при сварке, не требуется высокая квалификация сварщика.

Недостатки сварки под флюсом:

- нельзя производить сварку в вертикальном и потолочном положениях без специальных флюсоудерживающих и формирующих устройств;

- требуется большая точность сборки деталей из-за отсутствия визуального наблюдения за дугой или создание специальных систем слежения;

- металл шва имеет крупнозернистую структуру, поэтому необходима послесварочная термообработка.

Перспективными направлениями работ в области сварки под флюсом являются:

- ссовершенствование сварочной аппаратуры с целью создания надежных систем подачи флюса, удержания и уборки его;

- создание систем слежения (направление дуги) по стыку;

- создание флюсов и проволок, обладающих лучшими гигиеническими свойствами, отделимостью шлака, и позволяющими повысить стойкость швов против трещин и пор.

Далее: 6.2. Особенности металлургических процессов сварки