Автоматическая сварка под флюсом реферат

Технология автоматической сварки под флюсом

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Сущность и особенности сварки под флюсом

2 Оборудование для сварки под флюсом

3 Материалы для сварки под флюсом

4
Технология сварки под флюсом

5 Техника безопасности при дуговой сварке

Заключение

Приложение (рисунки, схемы, таблицы)

ВВЕДЕНИЕ

Создание промышленного способа автоматической сварки под флюсом и
внедрение его в производство в нашей стране неразрывно связано с именем Героя
Социалистического Труда академика Е.О. Патона. Им лично и руководимым им
коллективом сотрудников Института электросварки Академии наук Украинской ССР
проделана огромная работа по изучению, развитию и промышленному внедрению
автоматической сварки под флюсом. В результате многолетней упорной работы
коллектива Института создана технология сварки под флюсом, разработаны составы
и методы производства флюсов, созданы оригинальные конструкции автоматов, в
результате чего наша страна далеко опередила другие страны в разработке и
освоении этого важнейшего технологического процесса и в этой области занимает
сейчас ведущее положение в мировой технике. В развитии способа автоматической
сварки под флюсом деятельное участие принимали и принимают коллективы многих
заводов, исследовательских институтов и лабораторий нашей страны.

1 Сущность и особенности сварки под флюсом

При сварке под флюсом сварочная дуга между концом электрода и
изделием горит под слоем сыпучего вещества, называемого флюсом.

Под действием тепла дуги расплавляются электродная проволока и
основной металл, а также часть флюса в зоне сварки образуется полость,
заполненная парами металла, флюса и газами. Газовая полость ограничена в
верхней части оболочкой расплавленного флюса. Расплавленный флюс, окружая
газовую полость, защищает дугу и расплавленный металл в зоне сварки от вредного
воздействия окружающей среды, осуществляет металлургическую обработку металла в
сварочной ванне. По мере удаления сварочной дуги расплавленный флюс,
прореагировавший с расплавленным металлом, затвердевает, образуя на шве
шлаковую корку. После прекращения процесса сварки и охлаждения металла шлаковая
корка легко отделяется от металла шва. Не израсходованная часть флюса
специальным пневматическим устройством собирается во флюсоаппарат и
используется в дальнейшем при сварке.

Области применения:


Сварка в цеховых и монтажных условиях


Сварка металлов от 1,5 до 150 мм и более;


Сварка всех металлов и сплавов, разнородных металлов.

2 Оборудование для сварки под флюсом

Промышленность выпускает два типа аппаратов для дуговой сварки под
флюсом:

– аппараты с автоматическим регулированием напряжения на дуге и
зависимой от него скоростью подачи электродной проволоки (аппараты с
авторегулированием).

В сварочных головках с постоянной скоростью подачи при изменении
длины дугового промежутка восстановление режима происходит за счет временного
изменения скорости плавления электрода вследствие саморегулирования дуги. При
увеличении дугового промежутка (увеличение напряжения на дуге) уменьшается сила
сварочного тока, что приводит к уменьшению скорости плавления электрода.

Уменьшение длины дуги вызывает увеличение сварочного тока и
скорости плавления. В этом случае используют источники питания с жёсткой
вольтамперной характеристикой.

В сварочных головках с автоматическим регулятором напряжения на
дуге нарушение длины дугового промежутка вызывает такое изменение скорости
подачи электродной проволоки (воздействуя на электродвигатель постоянного
тока), при котором восстанавливается заданное напряжение на дуге. При этом
используют аппараты с падающей вольтампер ной характеристикой.

Аппараты этих двух типов отличаются и настройкой на заданный режим
основных параметров: сварочного тока и напряжения на дуге. На аппаратах с
постоянной скоростью подачи заданное значение сварочного тока настраивают подбором
соответствующего значения скорости подачи электродной проволоки. Напряжение на
дуге настраивают изменением крутизны внешней характеристики источника питания.

Необходимую скорость подачи электродной проволоки устанавливают
или сменными зубчатыми шестернями (ступенчатое регулирование), или изменением
числа оборотов двигателя постоянного тока (плавное регулирование). Для
расширения пределов регулирования скорости подачи в последнее время – часто
используют плавно-ступенчатое регулирование (двигатель постоянного тока и
редуктор со сменными шестернями).

На аппаратах с автоматическим регулятором напряжение на дуге
задается и автоматически поддерживается постоянным во время сварки.

Заданное значение сварочного тока настраивают изменением крутизны
внешней характеристики источника питания.

Настройка других параметров режима сварки (скорости сварки, вылета
электрода, вы соты слоя флюса и др.) аналогична для аппаратов обоих типов и
определяется конструктивными особенностями конкретного аппарата.

3 Материалы для сварки под флюсом

Электродная проволока. Правильный выбор марки электродной
проволоки для сварки – один из главных элементов разработки технологии
механизированной сварки под флюсом. Химический состав электродной проволоки
определяет состав металла шва и, следовательно, его механические свойства.

Для сварки сталей предназначена проволока по ГОСТ 2246—70
Проволока стальная сварочная». В соответствии с этим ГОСТом выпускают
низкоуглеродистую, легированную и высоколегированную проволоку диаметром 0,3;
0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0 мм.
Проволока поставляется в бухтах массой до 80 кг. На каждой бухте крепят
металлическую бирку с указанием завода-изготовителя, условного обозначения
проволоки, номера партии и клейма технического контроля. По соглашению сторон
проволоку могут поставлять намотанной на катушки или кассеты. Транспортировать
и хранить про волоку следует в условиях, исключающих ее ржавление, загрязнение
и механическое повреждение. Если же поверхность проволоки загрязнена или
покрыта ржавчиной, то перед употреблением ее необходимо очистить. Проволоку
очищают при намотке ее на кассеты в специальных станках, используя наждачные
круги. Для удаления масел используют керосин, уайт-спирит, бензин и др. Для
устранения влаги применяют термическую обработку: прокалку при температуре 100
– 150 °С. ЦНИИТМАШ рекомендует обрабатывать проволоку в 20%-ном растворе серной
кислоты с последующей прокалкой при температуре 250 °С 2 – 2,5 ч. Необходимость
в обработке электродной проволоки перед сваркой отпадает, если использовать
омедненную проволоку .Для механизированной сварки под флюсом и по флюсу
алюминия и его сплавов используют сварочную проволоку, выпускаемую по ГОСТ
7871-75 «Проволока сварочная из алюминия и алюминиевых сплавов». ГОСТ 16130-72
«Проволока и прутки из меди и сплавов на медной основе сварочные» предъявляет
требования к проволоке для сварки меди и ее сплавов. Подготовка этих проволок к
сварке во многом определяет качество сварного соединения. Как правило, подготовка
этих проволок к сварке такая же, как и основного металла. Наилучшие результаты
обеспечивает химическая обработка или электролитическое полирование.

Сварочные флюсы. Сварочный флюс – один из важнейших элементов,
определяющих качество металла шва и условия протекания процесса сварки. От
состава флюса зависят составы жидкого шлака и газовой атмосферы. Взаимодействие
шлака с металлом обусловливает определенный химический состав металла шва. От
состава металла шва зависят его структура, стойкость против образования трещин.
Состав газовой атмосферы обусловливает устойчивость горения дуги, стойкость
против появления пор и количество выделяемых при сварке вредных газов.

Функции флюсов. Флюсы выполняют следующие функции: физическую
изоляцию сварочной ванны от атмосферы, стабилизацию дугового разряда,
химическое взаимодействие с жидким металлом, легирование металла шва,
формирование поверхности шва.

Лучшая изолирующая способность – у флюсов с плотным строением
частиц мелкой грануляции. Однако при плотной укладке частиц флюса ухудшается
формирование поверхности шва. Достаточно эффективная защита сварочной ванны от
атмосферного воздействия обеспечивается при определенной толщине слоя флюса.

4 Технология сварки под флюсом

При сварке под флюсом сварочная дуга между концом электрода и
изделием горит под слоем сыпучего вещества, называемого флюсом.

Флюс насыпается слоем толщиной 50-60 мм; дуга утоплена в массе
флюса и горит в жидкой среде расплавленного флюса, в газовом пузыре, образуемом
газами и парами, непрерывно создаваемыми дугой. При среднем насыпном весе флюса
около 1,5 г/см9 статическое давление слоя флюса на жидкий металл составляет 7-9
г/см2. Этого незначительного давления, как показывает опыт, достаточно, чтобы
устранить нежелательные механические воздействия дуги на ванну жидкого металла,
разбрызгивание жидкого металла и нарушение формирования шва даже при очень
больших токах.

В то время как при открытой дуге механическое воздействие цуги на
ванну жидкого металла делает практически невозможной сварку при силе тока выше
500-600 а вследствие разбрызгивания металла и нарушения правильного
формирования шва, погружение дуги во флюс дало возможность увеличить
применяемые токи в среднем до 1000-2000 а и максимально до 3000-4000 п. Таким
образом, появилась возможность при сварке под флюсом повысить сварочный ток в
6-8 раз по сравнению с открытой дугой с сохранением высокого качества сварки и
отличного формирования шва. Производительность сварки при этом растет
значительно быстрее увеличения тока, меняется самый характер образования шва.

Маломощная открытая дуга лишь незначительно расплавляет кромки
шва, который образуется главным образом за счет расплавленного электродного
металла, заполняющего разделку кромок. Мощная закрытая дуга под флюсом глубоко
расплавляет основной металл, позволяет уменьшить разделку кромок под сварку, а
часто и совсем обойтись без разделки. Снижается доля участия электродного
металла в образовании шва; в среднем наплавленный металл образуется на 2/3 за
счет расплавления основного металла и лишь на х/3 за счет электродного металла.
Производительность сварки, определяемая числом метров шва за час горения дуги,
при сварке под флюсом значительно выше (до 10 раз), чем при сварке открытой
дугой на одинаковых сварочных токах. Таким образом, производительность сварки
под флюсом возрастает как за счет увеличения сварочного тока, так и за счет
лучшего его использования.

Применение для сварки под флюсом дуговых автоматов особых
осложнений не вызывает, дуга под флюсом обычно устойчивее открытой дуги.
Переход на сварку под флюсом потребовал лишь увеличения сварочных токов и
соответственного увеличения размеров и усиления конструкции автоматов. Сварка
под флюсом в большинстве случаев ведется на токе высоких плотностей, поэтому
широко применяются автоматы с постоянной скоростью подачи электродной
проволоки.

В то время как при открытой дуге механическое воздействие дуги на
ванну жидкого металла делает практически невозможной сварку при силах тока выше
400—500 а вследствие разбрызгивания металла и нарушения правильного
формирования шва, погружение дуги во флюс дало возможность в среднем увеличить
применяемые токи до 1000—2000 а и максимально до 3000—4000 а.

Таким образом, появилась возможность повысить сварочный ток в 6—8
раз по сравнению с открытой дугой, сохраняя высокое качество сварки и отличное
формирование шва. Производительность сварки при этом растёт значительно быстрее
увеличения тока, меняется самый характер образования шва.

Маломощная открытая дуга лишь незначительно расплавляет кромки
шва, который образуется главным образом за счёт расплавленного электродного металла,
заполняющего разделку кромок. Мощная закрытая дуга под флюсом глубоко
расплавляет основной металл, позволяет уменьшить разделку кромок под сварку, а
часто и совсем обойтись без разделки. Снижается доля участия электродного
металла в образовании шва, в среднем наплавленный металл образуется на 2/з за
счёт расплавления основного металла и лишь на 7з за счёт электродного металла.
Производительность сварки, определяемая числом метров шва за час горения дуги
для сварки под флюсом, значительно выше, чем для открытой дуги при одинаковых
сварочных токах. Таким образом, при сварке под флюсом производительность
возрастает как за счёт увеличения сварочного тока, так и за счёт лучшего его
использования. Наблюдается повышение производительности, отнесённое ко времени
горения дуги, до 10—20 раз, против сварки открытой дугой.

Возможность резкого увеличения силы сварочного тока составляет
главное, неоценимое преимущество сварки под флюсом. Заключение дуги в газовый
пузырь со стенками из жидкого флюса практически сводит к нулю потери металла на
угар и разбрызгивание, суммарная величина которых не превышает 2% от веса
расплавленного электродного металла. Сварные швы получаются равномерного и
очень высокого качества. Отсутствие потерь на угар и разбрызгивание и уменьшение
доли электродного металла в образовании шва даёт весьма значительную экономию в
расходе электродной проволоки. Лучшее использование тока даёт заметную экономию
расхода электроэнергии, кроме того, не требуется защиты глаз работающих, так
как дуга горит невидимо под толстым слоем флюса. Уменьшается необходимость в
специальной вентиляции помещения, так как обычные флюсы дают незначительное
выделение газов и почти не образуют дыма.

Техника автоматической сварки под флюсом

Перед началом автоматической сварки под флюсом следует проверить
чистоту кромок и правильность их сборки и направления электрода по оси шва.
Металл повышенной толщины сваривают многопроходными швами с необходимым
смещением электрода с оси шва. Перед наложением последующего шва поверхность предыдущего
тщательно зачищают от шлака и осматривают с целью выявления наличия в нем
наружных дефектов. В начале автоматической сварки под флюсом, когда основной
металл еще не прогрелся, глубина его проплавления уменьшена, в связи с чем эту
часть шва обычно выводят на входную планку. По окончании сварки в месте кратера
образуется ослабленный шов, поэтому процесс сварки заканчивают на выводной
планке. Входную и выводную планки шириной до 150 мм и длиной (в зависимости от
режима и толщины металла) до 250 мм закрепляют на прихватках до начала сварки.
После сварки под флюсом планки удаляют.

При автоматической сварке стыковых соединений под флюсом на весу,
практически сложно получить шов с проваром по всей длине стыка из-за вытекания
в зазор между кромками расплавленного металла и флюса и, как результат, —
образования прожогов. Для предупреждения этого применяют различные приемы,
способствующие формированию корня шва. Сварку односторонних швов можно
выполнять по предварительной ручной подварке, если невозможна автоматическая
сварка. Односторонняя сварка под флюсом на остающейся стальной подкладке
возможна в тех случаях, когда допустимо ее применение с эксплуатационной точки
зрения.

5 Техника
безопасности при дуговой сварке

При выполнении работ по дуговой сварке на человека воздействуют
вредные газы и испарения, облучение сварочной дугой, опасность поражения
электрическим током.

При работе с электрической дугой возникают летучие соединения
(сварочная пыль). В состав такой пыли входят оксиды марганца, кремния, железа,
хрома, фтористых соединений. Первое место среди них по вредному воздействию
занимают хром и марганец. Кроме всего перечисленного воздух при сварке
загрязняется оксидами азота, углерода, фтористым водородом. Наряду с
кратковременным отравлением, которое проявляется в виде головокружения,
головной боли, тошноты, рвоты, слабости, отравляющие вещества могут
откладываться в тканях организма человека вызывать хронические заболевания.

Больше всего воздух загрязняется при работе с покрытыми
электродами. Меньше всего выделений при автоматических способах сварки.

Вредное воздействие сварочной дуги заключается в том, что она
является источником светового, инфракрасного и ультрафиолетового излучений.

Инфракрасное излучение при длительном действии вызывает помутнение
хрусталиков глаз (катаракту), что может привести к ослаблению и потере зрения,
тепловое действие этих лучей вызывает ожоги кожи.

Защита органов зрения и кожи лица при дуговой сварке
обеспечивается с помощью щитков, масок или специальных шлемов со светофильтрами.

Для того, чтобы защитить тело, необходимо работать в одежде из
плотного брезента или аналогичного материала.

Световые лучи оказывают ослепляющее действие, так как их яркость
значительно превышает допустимые нормы. Ультрафиолетовое излучение даже при кратковременном
действии (в течение нескольких секунд) вызывает заболевание глаз, называемое
электроофтальмией. Оно сопровождается острой болью, резью в глазах,
слезотечением, спазмами век. Продолжительное действие ультрафиолетового
излучения приводит к ожогам кожи.

Чтобы избежать опасности поражения электрическим током необходимо
соблюдать ряд условий. В общем и целом безопасность обеспечивается:

1.
Надежной изоляцией, применением защитных ограждений,
автоблокировками, заземлением электрооборудования и его элементов, ограничением
напряжения холостого хода источников питания (генераторов постоянного тока — до
80 В, трансформаторов — до 90 В);

2.
Индивидуальными средствами защиты (работа в сухой спецодежде и
рукавицах, в ботинках без металлических шпилек и гвоздей);

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Создание автоматической дугой сварки под флюсом является
крупнейшим достижением современной сварочной техники. Первоначальная идея
способа сварки под флюсом принадлежит изобретателю способа дуговой сварки Н. Г.
Славянову. В качестве флюса он применял дробленое оконное стекло.

Развитие автоматической сварки под флюсом изменило представление о
масштабах и возможностях автоматизации процесса дуговой сварки. В ряде
производств в настоящее время автоматическая сварка почти полностью вытеснила
ручную сварку.

Достоинства сварки под флюсом:


Повышенная производительность;


Минимальные потери электродного металла (не более 2%);


Отсутствие брызг;


Максимально надёжная защита зоны сварки;


Минимальная чувствительность к образованию оксидов;


Мелкочешуйчатая поверхность металла шва в связи с высокой
стабильностью процесса горения дуги;


Не требуется защитных приспособлений от светового излучения,
поскольку дуга горит под слоем флюса;


Низкая скорость охлаждения металла обеспечивает высокие показатели
механических свойств металла шва;


Малые затраты на подготовку кадров;


Отсутствует влияния субъективного фактора.

Недостатки сварки под флюсом:


Трудозатраты с производством, хранением и подготовкой сварочных
флюсов;


Трудности корректировки положения дуги относительно кромок
свариваемого изделия;


Неблагоприятное воздействие на оператора;


Нет возможности выполнять сварку во всех пространственных
положениях без специального оборудования.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рис.1: Голая электродная проволока 1 с катушки 2 подается в зону
дуги автоматом 3. Впереди автомата из бункера 5 по трубке 4 на изделие подается
флюс 8, остаток которого, не использованный при сварке, пневматически
отсасывается обратно в бункер по трубке 6. Расплавленная и затвердевшая часть
образует на шве толстую шлаковую корку 7.

На рисунке 2 изображен продольный разрез зоны сварки под флюсом,
где 1 – электрод, 2 – газовый пузырь, 3 – сыпучий флюс, 4 – ванна жидкого
металла

Рисунок 3. Схема сварки под флюсом

28

Министерство общего и профессионального образования ГБОУ СПО СО КМТ

РЕФЕРАТ на тему «Техника и технология автоматической сварки под флюсом» Выполнил Воложенинов А.А. Уч. Св-11

Проверил Маркова Т.С.

2013 Содержание Введение ……………………………………………………………… .3 Особенности автоматической сварки под флюсом……………. . .4 Технология автоматической сварки под флюсом………………. . 16 Оборудование сварки под флюсом………………………………….. 17 Материалы для сварки под флюсом………………………………… 19 Технология сварки под флюсом……………………………………… .21

Техника автоматической сварки под флюсом………………………. . 24

Техника безопасности при сварке под флюсом……………………….25

Заключение……………………………………………………………… 27

ВВЕДЕНИЕ

Сварка под обычными плавлеными флюсами требует совершенно чистой поверхности металла в зоне сварки. Всякие загрязнения поверхности кромок, в особенности ржавчина, даже в небольших количествах, часто ведут к пористости наплавленного металла и трещинам. Поэтому кромки соединяемых частей подвергаются особо тщательной очистке и процесс сварки должен следовать по возможности немедленно за очисткой и сборкой. Помимо чистоты поверхности кромок, при сварке под флюсом предъявляются повышенные требования к химическому составу основного и электродного металла. Незначительное повышение содержания углерода, серы, фосфора, допустимое при ручной сварке, при автоматической сварке может послужить причиной появления трещин. Появление трещин может вызвать также ликвация — местные скопления, например серы, при допустимом среднем её содержании в металле. Это одна из причин, почему, например, кипящая сталь, склонная к ликвации, при автоматической сварке иногда образует трещины при удовлетворительном среднем химическом составе металла. Затруднения, вызываемые недостаточной чистотой поверхности кромок, отклонениями в химическом составе основного металла или наличием в нём ликвации, могут быть в значительной степени устранены некоторым усилением легирования наплавленного металла специальной легированной электродной проволокой, или применением керамического неплавленого легирующего флюса.

Особенности сварки под флюсом

Автоматическая сварка обеспечивает глубокое расплавление металла до 20—30 мм и более, поэтому характер разделки кромок под сварку должен меняться. При сварке на малых токах, ручной или автоматической открытой дугой, глубина расплавления основного металла мала и обычно колеблется в пределах 2—6 мм, поэтому при сколько-нибудь значительной толщине основного металла приходится прибегать к разделке кромок для обеспечения провара всей толщины.

Сварка под флюсом в большинстве случаев обеспечивает провар всей толщины без всякой разделки кромок; необходимость разделки вызывается требованием получения надлежащей формы сечения шва. При сварке под флюсом практически отсутствуют потери металла на угар и разбрызгивание, весь электродный металл переходит в шов и во многих случаях при отсутствии разделки кромок придаёт сечению шва уродливую форму с чрезмерным избытком наплавленного металла, как это схематически показано на фиг. 103. Наличие разделки кромок позволяет убрать излишний наплавленный металл и придать сечению шва надлежащую форму. Поэтому для сварки под флюсом размеры разделки кромок в основном определяются количеством расплавленного электродного металла.

При автоматической сварке, вследствие большой мощности сварочной дуги, образуется большая и глубокая ванна жидкого металла. При нормальных режимах сварки объём ванны составляет 10—20 см3, а глубина до 15—20 мм. Если сварка производится на очень больших токах и малых скоростях перемещения дуги, то объём ванны может достигать 100—150 см2, а глубина её до 50—60 мм, в то время как при ручной сварке объём ванны обычно не превышает 1—2 см3.

Давлением газов дуги жидкий металл оттесняется в сторону, обратную направлению сварки, у основания столба дуги образуется углубление — кратер и сохраняется лишь тонкий слой жидкого металла (фиг. 102).

Процесс образования сварного шва может быть представлен следующим образом: основной металл расплавляется дугой на некоторую глубину, давлением дуги жидкий металл вытесняется назад, в основном металле образуется канавка, лишь частично заполненная жидким металлом. По мере перемещения дуги происходит заполнение канавки жидким металлом, представляющим сплав основного и электродного металлов.

Большой объём ванны создаёт опасность протекания жидкого металла в зазор между кромками, для устранения чего применяют специальные меры и приспособления. Большой объём жидкой ванны приводит к необходимости производить сварку под флюсом только в нижнем положении при горизонтальном расположении поверхности изделия, с отклонением от горизонтальной поверхности не более 5—10° (большее отклонение вызывает вытекание жидкого металла и шлака из зоны сварки и нарушает формирование шва). В последнее время Институту электросварки удалось оуществить сварку под флюсом в вертикальном положении посредством специальных приспособлений, удерживающих жидкий металл и перемещающихся по вертикали вверх, по мере хода сварки.

Первый практически пригодный метод автоматической сварки под флюсом на вертикальной поверхности разработал сотрудник института Г. 3. Волошкевич . На фиг. 104 показана сварка стыкового шва с остающейся подкладкой. Вдоль оси шва по поверхности основного металла перемещается снизу вверх формирующий медный башмак 3. Он движется равномерно вместе с электродной проволокой и автоматом (не показанным на фигуре). Электродная проволока подаётся системой роликов, изгибающих её так, что электрод располагается, примерно, на продольной оси шва. Сварочная ванна 4 жидкого металла приобретает вытянутую форму с небольшой свободной поверхностью под электродом, расположенной почти горизонтально. Ванна ограничена сзади подкладкой, а спредп формирующим башмаком, интенсивно охлаждаемым проточной водой и создающим благодаря этому корочку затвердевшего металла. При сварке без подкладки применяются два формирующих башмака, перемещающихся одновременно с передней и задней сторон шва. Флюс подаётся по мере надобности специальным дозатором; избыток шлака стекает и удаляется через верх формирующего башмака. Этот способ уже проверен при сварке кожухов доменных печей и имеет перспективы на значительное производственное применение после внесения дополнительных улучшений.

Стыковые швы. Для неответственных изделий можно иногда ограничиться неполным проваром сечения шва. Для сварки более ответственных изделий, требующих высокой прочности, может применяться двусторонний стыковой шов без разделки кромок; в этом случае сварка производится с каждой стороны на режиме, обеспечивающем расплавление металла на глубину около 0,6 полной толщины металла. Часто применяется сварной стыковой шов с под-варкой обратной стороны, выполняемой вручную или автоматически. Сначала производится ручная подварка , качественными электродами, затем сваривается на автомате основной шов. Двусторонние швы или швы с подваркой требуют поворачивания изделия, что вызывает значительные затруднения и увеличивает общее время выполнения работы. Поэтому для сварки под флюсом широко распространено применение подкладок, позволяющих выполнять сварку с одной стороны без поворачивания изделия.

Часто для устранения протекания расплавленного металла через зазор стыка с обратной стороны шва поджимается съёмная медная подкладка. При наличии медной подкладки сваривать можно за один проход с полным проваром всей толщины металла. Медная подкладка должна по возможности плотно прилегать к основному металлу для устранения протекания жидкого металла через зазор между подкладкой и изделием. Для облегчения пригонки иногда собирают подкладки из отдельных коротких кусков по 200—400 мм.

Существуют два основных способа применения медных подкладок (фиг. 105). В первом случае кромки собирают плотно без зазора, во втором случае сборка производится с зазором между листами в 3—4 мм и с зазором между подкладкой и основным металлом не менее 6 мм. Во втором случае флюс при засыпке просыпается через зазор и заполняет желобок под кладки.

В процессе сварки флюс расплавляется, усаживается и формирует обратный валик шва. Второй способ в большинстве случаев даёт лучшие результаты и широко используется на практике. При правильно подобранном режиме обратная сторона шва имеет безупречное очертание. Довольно широко применяются остающиеся стальные подкладки, если их наличие не мешает дальнейшей нормальной работе изделия. Под стыковой зазор подводится стальная полоска толщиной 3—5 мм, шириной 40—50 ми. Подкладка хорошо пригоняется к изделию и прихватывается в отдельных местах ручной сваркой. По окончании сварки подкладка оказывается наглухо приваренной к изделию.

Вместо металлических подкладок для сварки стыковых швов можно применять с обратной стороны слой флюса, так называемую флюсовую подушку. Часть флюса подушки, расплавляясь, образует

шлаковую корку и усаживается, формируя усиление обратной стороны шва. Для качественного выполнения шва и устранения вытекания жидкого металла необходимо, чтобы флюс подушки был уплотнён и поджимался к обратной стороне изделия с достаточной силой. На фиг. 106 показано простейшее приспособление, обеспечивающее плотное прилегание флюса подушки к изделию

К изделию 1 снизу подводится стальное корыто 4, в которое заложен эластичный резиновый шланг 3. Флюс 2, образующий подушку, располагается на асбестовой ленте 5. При подаче сжатого воздуха шланг 3 раздувается и плотно поджигает флюс к изделию.

Примерные режимы автоматической сварки стыковых швов для малоуглеродистой стали даны в табл. 12.

Угловые швы. Сварка угловых швов производится: 1) вертикальным электродом в так называемую симметричную или несимметричную лодочку, 2) наклонным электродом (фиг. 107). Наилучшие результаты даёт сварка в лодочку, какую рекомендуется применять для угловых швов везде, где это возможно. При угловых швах также иногда приходится принимать меры против возможного протекания жидкого металла в зазоры. Для этой цели также применяются подкладки, подварка обратной стороны, сварка в два слоя, уплотнение зазоров асбестовым шнуром и т. д.

Примерные режимы автоматической сварки угловых швов даны в табл. 23.

Прорезные швы. Глубокое расплавление, получаемое при сварке под флюсом, позволяет получать оригинальное, так называемое прорезное или нахлёсточное соединение, получаемое проплавлением всей толщины верхнего соединяемого элемента с частичным расплавлением металла нижнего элемента (фиг. 108).

При хорошей сборке и достаточно чистой поверхности соединяемых элементов прорезное соединение оказывается достаточно надёжным

Прорезное соединение может выполняться также в виде отдельных точек или электрозаклёпок . Особенно надёжными получаются электрозаклёпки , если в верхнем листе имеется предварительно просверленное отверстие. Такие электрозаклёпки нашли широкое промышленное применение, например, в вагоностроении, в сельхозмашиностроении и пр. наряду с обычными заклёпками и точечной контактной электросваркой. Для сварки электрозаклёпок вместо обычных автоматов применяются простейшие приспособления, в которых подача электрода не производится, а дуга горит до естественного обрыва вследствие удлинения.

Кольцевые швы. Сварка под флюсом кольцевых швов в вертикальной плоскости, т. е. швов на поверхности поворачивающегося цилиндра, часто представляет затруднения, возрастающие с уменьшением диаметра цилиндра. При диаметрах свариваемого изделия менее 500 мм расплавленный металл и жидкий шлак вытекают из зоны сварки в сторону вращения изделия. Для удовлетворительной сварки кольцевых швов малого диаметра уменьшают сварочный ток, длину и напряжение дуги, скорость сварки; смещают электрод от зенита в направлении против вращения изделия

При сварке швов изделий диаметром от 100 до 400 мм смешение электрода берётся в пределах от 5 до 30 мм, увеличиваясь с уменьшением диаметра. Применяются Также специальные флюсы с повышенной вязкостью шлака, обеспечивающие высокую устойчивость дуги и позволяющие работать на очень короткой дуге.

Помимо выполнения нормальных соединений на малоуглеродистой стали автоматическая сварка под флюсом применяется для сварки спецсталей и цветных металлов, для наплавочных работ, для обварки топочных связей в котлах, для приварки шпилек к листам и т. д.

Автоматическая сварка под флюсом непрерывно развивается и совершенствуется; можно отметить многодуговые автоматы, работающие двумя или более дугами на обитую сварочную ванну. Имеют перспективу развития автоматы, работающие дугой трёхфазного тока (Г. П. Михайлов), что обещает значительные выгоды, равномерно загружающие питающую трёхфазную сеть и значительно повышающие производительность сварки. Трёхфазная дуга может применяться также для полуавтоматической и ручной сварки.

Автоматическая сварка под флюсом обеспечивает более высокое качество и прочность сварных соединений, по сравнению с ручной сваркой качественными электродами, за счёт большей однородности сварных швов, более правильной и гладкой их внешней поверхности и плавных очертаний, что имеет существенное значение для соединений, работающих при переменной и динамической нагрузке.

Получается однородный хорошо раскисленный наплавленный металл благоприятного химического состава, содержащий в среднем при сварке малоуглеродистой стали (в процентах): углерода 0,10—0,13; кремния 0,20—0,30; марганца 0,60—0,75; серы 0,03; фосфора 0,03; кислорода 0,03, азота 0,003.

Применение легирующих неплавленых флюсов и легированной электродной проволоки даёт возможность повысить легирование наплавленного металла до любых требующихся пределов.

Значительные размеры ванны, сравнительно медленное её охлаждение и затвердевание обеспечивают достаточно полное освобождение расплавленного металла от неметаллических включений и газовых пузырей, успевающих всплыть на поверхность ванны и перейти в шлак. Наплавленный металл получается плотным и чистым.

Замедленное охлаждение создаёт грубозернистую дендритную структуру; отдельные столбчатые кристаллиты иногда заметны на шлифе невооружённым глазом (фиг. 110). Эта грубозернистая структура вызывает иногда опасения появления возможной хрупкости металла. Многочисленные испытания указывают на высокую пластичность наплавленного металла, несмотря на крупнозерни-стость , что, вероятно, может быть объяснено чистотой металла.

В особо ответственных изделиях грубозернистая дендритная структура наплавленного металла может быть устранена и превращена в мелкозернистую равноосную посредством отжига, повышающего пластичность. Механические свойства наплавленного металла и сварного стыкового соединения для сварки под флюсом малоуглеродистой стали при различной термообработке приведены в табл. 14, из которой видно, что по прочности и пластичности наплавленный металл не уступает прочности обычной малоуглеродистой стали.

Отжиг, улучшающий структуру, снижает пределы прочности и текучести, повышая относительное удлинение и ударную вязкость. Наплавленный металл воспринимает в известной степени закалку, повышающую пределы прочности и текучести и снижающую относительное удлинение и ударную вязкость.

Технология автоматической сварки под флюсом

1 Сущность и особенности сварки под флюсом

При сварке под флюсом сварочная дуга между концом электрода и изделием горит под слоем сыпучего вещества, называемого флюсом.

Под действием тепла дуги расплавляются электродная проволока и основной металл, а также часть флюса в зоне сварки образуется полость, заполненная парами металла, флюса и газами. Газовая полость ограничена в верхней части оболочкой расплавленного флюса. Расплавленный флюс, окружая газовую полость, защищает дугу и расплавленный металл в зоне сварки от вредного воздействия окружающей среды, осуществляет металлургическую обработку металла в сварочной ванне. По мере удаления сварочной дуги расплавленный флюс, прореагировавший с расплавленным металлом, затвердевает, образуя на шве шлаковую корку. После прекращения процесса сварки и охлаждения металла шлаковая корка легко отделяется от металла шва. Не израсходованная часть флюса специальным пневматическим устройством собирается во флюсоаппарат и используется в дальнейшем при сварке.

Области применения:

– Сварка в цеховых и монтажных условиях

– Сварка металлов от 1,5 до 150 мм и более;

– Сварка всех металлов и сплавов, разнородных металлов.

Оборудование для сварки под флюсом

Промышленность выпускает два типа аппаратов для дуговой сварки под флюсом:

– с постоянной скоростью подачи электродной проволоки, не зависимой от напряжения на дуге (основанные на принципе саморегулирования сварочной дуги);

– аппараты с автоматическим регулированием напряжения на дуге и зависимой от него скоростью подачи электродной проволоки (аппараты с авторегулированием).

В сварочных головках с постоянной скоростью подачи при изменении длины дугового промежутка восстановление режима происходит за счет временного изменения скорости плавления электрода вследствие саморегулирования дуги. При увеличении дугового промежутка (увеличение напряжения на дуге) уменьшается сила сварочного тока, что приводит к уменьшению скорости плавления электрода.

Уменьшение длины дуги вызывает увеличение сварочного тока и скорости плавления. В этом случае используют источники питания с жёсткой вольтамперной характеристикой.

В сварочных головках с автоматическим регулятором напряжения на дуге нарушение длины дугового промежутка вызывает такое изменение скорости подачи электродной проволоки (воздействуя на электродвигатель постоянного тока), при котором восстанавливается заданное напряжение на дуге. При этом используют аппараты с падающей вольтампер ной характеристикой.

Аппараты этих двух типов отличаются и настройкой на заданный режим основных параметров: сварочного тока и напряжения на дуге. На аппаратах с постоянной скоростью подачи заданное значение сварочного тока настраивают подбором соответствующего значения скорости подачи электродной проволоки. Напряжение на дуге настраивают изменением крутизны внешней характеристики источника питания.

Необходимую скорость подачи электродной проволоки устанавливают или сменными зубчатыми шестернями (ступенчатое регулирование), или изменением числа оборотов двигателя постоянного тока (плавное регулирование). Для расширения пределов регулирования скорости подачи в последнее время – часто используют плавно-ступенчатое регулирование (двигатель постоянного тока и редуктор со сменными шестернями).

На аппаратах с автоматическим регулятором напряжение на дуге задается и автоматически поддерживается постоянным во время сварки.

Заданное значение сварочного тока настраивают изменением крутизны внешней характеристики источника питания.

Настройка других параметров режима сварки (скорости сварки, вылета электрода, вы соты слоя флюса и др.) аналогична для аппаратов обоих типов и определяется конструктивными особенностями конкретного аппарата.

3 Материалы для сварки под флюсом

Электродная проволока. Правильный выбор марки электродной проволоки для сварки – один из главных элементов разработки технологии механизированной сварки под флюсом. Химический состав электродной проволоки определяет состав металла шва и, следовательно, его механические свойства.

Для сварки сталей предназначена проволока по ГОСТ 2246—70 Проволока стальная сварочная». В соответствии с этим ГОСТом выпускают низкоуглеродистую, легированную и высоколегированную проволоку диаметром 0,3; 0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0 мм. Проволока поставляется в бухтах массой до 80 кг. На каждой бухте крепят металлическую бирку с указанием завода-изготовителя, условного обозначения проволоки, номера партии и клейма технического контроля. По соглашению сторон проволоку могут поставлять намотанной на катушки или кассеты. Транспортировать и хранить про волоку следует в условиях, исключающих ее ржавление, загрязнение и механическое повреждение. Если же поверхность проволоки загрязнена или покрыта ржавчиной, то перед употреблением ее необходимо очистить. Проволоку очищают при намотке ее на кассеты в специальных станках, используя наждачные круги. Для удаления масел используют керосин, уайт-спирит, бензин и др. Для устранения влаги применяют термическую обработку: прокалку при температуре 100 – 150 °С. ЦНИИТМАШ рекомендует обрабатывать проволоку в 20%-ном растворе серной кислоты с последующей прокалкой при температуре 250 °С 2 – 2,5 ч. Необходимость в обработке электродной проволоки перед сваркой отпадает, если использовать омедненную проволоку .Для механизированной сварки под флюсом и по флюсу алюминия и его сплавов используют сварочную проволоку, выпускаемую по ГОСТ 7871-75 «Проволока сварочная из алюминия и алюминиевых сплавов». ГОСТ 16130-72 «Проволока и прутки из меди и сплавов на медной основе сварочные» предъявляет требования к проволоке для сварки меди и ее сплавов. Подготовка этих проволок к сварке во многом определяет качество сварного соединения. Как правило, подготовка этих проволок к сварке такая же, как и основного металла. Наилучшие результаты обеспечивает химическая обработка или электролитическое полирование.

Сварочные флюсы. Сварочный флюс – один из важнейших элементов, определяющих качество металла шва и условия протекания процесса сварки. От состава флюса зависят составы жидкого шлака и газовой атмосферы. Взаимодействие шлака с металлом обусловливает определенный химический состав металла шва. От состава металла шва зависят его структура, стойкость против образования трещин. Состав газовой атмосферы обусловливает устойчивость горения дуги, стойкость против появления пор и количество выделяемых при сварке вредных газов.

Функции флюсов. Флюсы выполняют следующие функции: физическую изоляцию сварочной ванны от атмосферы, стабилизацию дугового разряда, химическое взаимодействие с жидким металлом, легирование металла шва, формирование поверхности шва.

Лучшая изолирующая способность – у флюсов с плотным строением частиц мелкой грануляции. Однако при плотной укладке частиц флюса ухудшается формирование поверхности шва. Достаточно эффективная защита сварочной ванны от атмосферного воздействия обеспечивается при определенной толщине слоя флюса.

4 Технология сварки под флюсом

При сварке под флюсом сварочная дуга между концом электрода и изделием горит под слоем сыпучего вещества, называемого флюсом.

Флюс насыпается слоем толщиной 50-60 мм; дуга утоплена в массе флюса и горит в жидкой среде расплавленного флюса, в газовом пузыре, образуемом газами и парами, непрерывно создаваемыми дугой. При среднем насыпном весе флюса около 1,5 г/см9 статическое давление слоя флюса на жидкий металл составляет 7-9 г/см2. Этого незначительного давления, как показывает опыт, достаточно, чтобы устранить нежелательные механические воздействия дуги на ванну жидкого металла, разбрызгивание жидкого металла и нарушение формирования шва даже при очень больших токах.

В то время как при открытой дуге механическое воздействие цуги на ванну жидкого металла делает практически невозможной сварку при силе тока выше 500-600 а вследствие разбрызгивания металла и нарушения правильного формирования шва, погружение дуги во флюс дало возможность увеличить применяемые токи в среднем до 1000-2000 а и максимально до 3000-4000 п. Таким образом, появилась возможность при сварке под флюсом повысить сварочный ток в 6-8 раз по сравнению с открытой дугой с сохранением высокого качества сварки и отличного формирования шва. Производительность сварки при этом растет значительно быстрее увеличения тока, меняется самый характер образования шва.

Маломощная открытая дуга лишь незначительно расплавляет кромки шва, который образуется главным образом за счет расплавленного электродного металла, заполняющего разделку кромок. Мощная закрытая дуга под флюсом глубоко расплавляет основной металл, позволяет уменьшить разделку кромок под сварку, а часто и совсем обойтись без разделки. Снижается доля участия электродного металла в образовании шва; в среднем наплавленный металл образуется на 2/3 за счет расплавления основного металла и лишь на х/3 за счет электродного металла. Производительность сварки, определяемая числом метров шва за час горения дуги, при сварке под флюсом значительно выше (до 10 раз), чем при сварке открытой дугой на одинаковых сварочных токах. Таким образом, производительность сварки под флюсом возрастает как за счет увеличения сварочного тока, так и за счет лучшего его использования.

Возможность резкого увеличения силы сварочного тока составляет главное, неоценимое преимущество сварки под флюсом. Заключение дуги в газовый пузырь со стенками из жидкого флюса практически сводит к нулю потери металла на угар и разбрызгивание, суммарная величина которых не превышает 2% веса расплавленного электродного металла. Сварные швы получаются равномерного и очень высокого качества. Отсутствие потерь на угар и разбрызгивание и уменьшение доли электродного металла в образовании шва позволяют весьма значительно экономить расход электродной проволоки. Лучшее использование тока заметно экономит расход электроэнергии. Так как дуга горит невидимо под толстым слоем флюса, не требуется защиты глаз работающих.

Применение для сварки под флюсом дуговых автоматов особых осложнений не вызывает, дуга под флюсом обычно устойчивее открытой дуги. Переход на сварку под флюсом потребовал лишь увеличения сварочных токов и соответственного увеличения размеров и усиления конструкции автоматов. Сварка под флюсом в большинстве случаев ведется на токе высоких плотностей, поэтому широко применяются автоматы с постоянной скоростью подачи электродной проволоки.

В то время как при открытой дуге механическое воздействие дуги на ванну жидкого металла делает практически невозможной сварку при силах тока выше 400—500 а вследствие разбрызгивания металла и нарушения правильного формирования шва, погружение дуги во флюс дало возможность в среднем увеличить применяемые токи до 1000—2000 а и максимально до 3000—4000 а.

Таким образом, появилась возможность повысить сварочный ток в 6—8 раз по сравнению с открытой дугой, сохраняя высокое качество сварки и отличное формирование шва. Производительность сварки при этом растёт значительно быстрее увеличения тока, меняется самый характер образования шва.

Маломощная открытая дуга лишь незначительно расплавляет кромки шва, который образуется главным образом за счёт расплавленного электродного металла, заполняющего разделку кромок. Мощная закрытая дуга под флюсом глубоко расплавляет основной металл, позволяет уменьшить разделку кромок под сварку, а часто и совсем обойтись без разделки. Снижается доля участия электродного металла в образовании шва, в среднем наплавленный металл образуется на 2/з за счёт расплавления основного металла и лишь на 7з за счёт электродного металла. Производительность сварки, определяемая числом метров шва за час горения дуги для сварки под флюсом, значительно выше, чем для открытой дуги при одинаковых сварочных токах. Таким образом, при сварке под флюсом производительность возрастает как за счёт увеличения сварочного тока, так и за счёт лучшего его использования. Наблюдается повышение производительности, отнесённое ко времени горения дуги, до 10—20 раз, против сварки открытой дугой.

Возможность резкого увеличения силы сварочного тока составляет главное, неоценимое преимущество сварки под флюсом. Заключение дуги в газовый пузырь со стенками из жидкого флюса практически сводит к нулю потери металла на угар и разбрызгивание, суммарная величина которых не превышает 2% от веса расплавленного электродного металла. Сварные швы получаются равномерного и очень высокого качества. Отсутствие потерь на угар и разбрызгивание и уменьшение доли электродного металла в образовании шва даёт весьма значительную экономию в расходе электродной проволоки. Лучшее использование тока даёт заметную экономию расхода электроэнергии, кроме того, не требуется защиты глаз работающих, так как дуга горит невидимо под толстым слоем флюса. Уменьшается необходимость в специальной вентиляции помещения, так как обычные флюсы дают незначительное выделение газов и почти не образуют дыма.

Техника автоматической сварки под флюсом

Перед началом автоматической сварки под флюсом следует проверить чистоту кромок и правильность их сборки и направления электрода по оси шва. Металл повышенной толщины сваривают многопроходными швами с необходимым смещением электрода с оси шва. Перед наложением последующего шва поверхность предыдущего тщательно зачищают от шлака и осматривают с целью выявления наличия в нем наружных дефектов. В начале автоматической сварки под флюсом, когда основной металл еще не прогрелся, глубина его проплавления уменьшена, в связи с чем эту часть шва обычно выводят на входную планку. По окончании сварки в месте кратера образуется ослабленный шов, поэтому процесс сварки заканчивают на выводной планке. Входную и выводную планки шириной до 150 мм и длиной (в зависимости от режима и толщины металла) до 250 мм закрепляют на прихватках до начала сварки. После сварки под флюсом планки удаляют.

При автоматической сварке стыковых соединений под флюсом на весу, практически сложно получить шов с проваром по всей длине стыка из-за вытекания в зазор между кромками расплавленного металла и флюса и, как результат, — образования прожогов. Для предупреждения этого применяют различные приемы, способствующие формированию корня шва. Сварку односторонних швов можно выполнять по предварительной ручной подварке, если невозможна автоматическая сварка. Односторонняя сварка под флюсом на остающейся стальной подкладке возможна в тех случаях, когда допустимо ее применение с эксплуатационной точки зрения.

5 Техника безопасности при дуговой сварке

При выполнении работ по дуговой сварке на человека воздействуют вредные газы и испарения, облучение сварочной дугой, опасность поражения электрическим током.

При работе с электрической дугой возникают летучие соединения (сварочная пыль). В состав такой пыли входят оксиды марганца, кремния, железа, хрома, фтористых соединений. Первое место среди них по вредному воздействию занимают хром и марганец. Кроме всего перечисленного воздух при сварке загрязняется оксидами азота, углерода, фтористым водородом. Наряду с кратковременным отравлением, которое проявляется в виде головокружения, головной боли, тошноты, рвоты, слабости, отравляющие вещества могут откладываться в тканях организма человека вызывать хронические заболевания.

Больше всего воздух загрязняется при работе с покрытыми электродами. Меньше всего выделений при автоматических способах сварки.

Вредное воздействие сварочной дуги заключается в том, что она является источником светового, инфракрасного и ультрафиолетового излучений.

Инфракрасное излучение при длительном действии вызывает помутнение хрусталиков глаз (катаракту), что может привести к ослаблению и потере зрения, тепловое действие этих лучей вызывает ожоги кожи.

Защита органов зрения и кожи лица при дуговой сварке обеспечивается с помощью щитков, масок или специальных шлемов со светофильтрами.

Для того, чтобы защитить тело, необходимо работать в одежде из плотного брезента или аналогичного материала.

Световые лучи оказывают ослепляющее действие, так как их яркость значительно превышает допустимые нормы. Ультрафиолетовое излучение даже при кратковременном действии (в течение нескольких секунд) вызывает заболевание глаз, называемое электроофтальмией. Оно сопровождается острой болью, резью в глазах, слезотечением, спазмами век. Продолжительное действие ультрафиолетового излучения приводит к ожогам кожи.

Чтобы избежать опасности поражения электрическим током необходимо соблюдать ряд условий. В общем и целом безопасность обеспечивается:

1. Надежной изоляцией, применением защитных ограждений, автоблокировками, заземлением электрооборудования и его элементов, ограничением напряжения холостого хода источников питания (генераторов постоянного тока — до 80 В, трансформаторов — до 90 В);

2. Индивидуальными средствами защиты (работа в сухой спецодежде и рукавицах, в ботинках без металлических шпилек и гвоздей);

3. Соблюдением условий труда (прекращение работы при дожде и сильном снегопаде, если отсутствуют укрытия; использование резинового коврика, резинового шлема и галош при работе внутри сосудов, а также переносной лампы напряжением не более 12 В; проведение ремонта электросварочного оборудования и аппаратуры специалистами-электриками).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Создание автоматической дугой сварки под флюсом является крупнейшим достижением современной сварочной техники. Первоначальная идея способа сварки под флюсом принадлежит изобретателю способа дуговой сварки Н. Г. Славянову. В качестве флюса он применял дробленое оконное стекло.

Развитие автоматической сварки под флюсом изменило представление о масштабах и возможностях автоматизации процесса дуговой сварки. В ряде производств в настоящее время автоматическая сварка почти полностью вытеснила ручную сварку.

Достоинства сварки под флюсом:

– Повышенная производительность;

– Минимальные потери электродного металла (не более 2%);

– Отсутствие брызг;

– Максимально надёжная защита зоны сварки;

– Минимальная чувствительность к образованию оксидов;

– Мелкочешуйчатая поверхность металла шва в связи с высокой стабильностью процесса горения дуги;

– Не требуется защитных приспособлений от светового излучения, поскольку дуга горит под слоем флюса;

– Низкая скорость охлаждения металла обеспечивает высокие показатели механических свойств металла шва;

– Малые затраты на подготовку кадров;

– Отсутствует влияния субъективного фактора.

Недостатки сварки под флюсом:

– Трудозатраты с производством, хранением и подготовкой сварочных флюсов;

– Трудности корректировки положения дуги относительно кромок свариваемого изделия;

– Неблагоприятное воздействие на оператора;

– Нет возможности выполнять сварку во всех пространственных положениях без специального оборудования.

Обновлено: 27.04.2023

Создание промышленного способа автоматической сварки под флюсом и внедрение его в производство в нашей стране неразрывно связано с именем Героя Социалистического Труда академика Е.О. Патона. Им лично и руководимым им коллективом сотрудников Института электросварки Академии наук Украинской ССР проделана огромная работа по изучению, развитию и промышленному внедрению автоматической сварки под флюсом. В результате многолетней упорной работы коллектива Института создана технология сварки под флюсом, разработаны составы и методы производства флюсов, созданы оригинальные конструкции автоматов, в результате чего наша страна далеко опередила другие страны в разработке и освоении этого важнейшего технологического процесса и в этой области занимает сейчас ведущее положение в мировой технике. В развитии способа автоматической сварки под флюсом деятельное участие принимали и принимают коллективы многих заводов, исследовательских институтов и лабораторий нашей страны.

1 Сущность и особенности сварки под флюсом

При сварке под флюсом сварочная дуга между концом электрода и изделием горит под слоем сыпучего вещества, называемого флюсом.

Под действием тепла дуги расплавляются электродная проволока и основной металл, а также часть флюса в зоне сварки образуется полость, заполненная парами металла, флюса и газами. Газовая полость ограничена в верхней части оболочкой расплавленного флюса. Расплавленный флюс, окружая газовую полость, защищает дугу и расплавленный металл в зоне сварки от вредного воздействия окружающей среды, осуществляет металлургическую обработку металла в сварочной ванне. По мере удаления сварочной дуги расплавленный флюс, прореагировавший с расплавленным металлом, затвердевает, образуя на шве шлаковую корку. После прекращения процесса сварки и охлаждения металла шлаковая корка легко отделяется от металла шва. Не израсходованная часть флюса специальным пневматическим устройством собирается во флюсоаппарат и используется в дальнейшем при сварке.

– Сварка в цеховых и монтажных условиях

– Сварка металлов от 1,5 до 150 мм и более;

– Сварка всех металлов и сплавов, разнородных металлов.

2 Оборудование для сварки под флюсом

Промышленность выпускает два типа аппаратов для дуговой сварки под флюсом:

– с постоянной скоростью подачи электродной проволоки, не зависимой от напряжения на дуге (основанные на принципе саморегулирования сварочной дуги);

– аппараты с автоматическим регулированием напряжения на дуге и зависимой от него скоростью подачи электродной проволоки (аппараты с авторегулированием).

В сварочных головках с постоянной скоростью подачи при изменении длины дугового промежутка восстановление режима происходит за счет временного изменения скорости плавления электрода вследствие саморегулирования дуги. При увеличении дугового промежутка (увеличение напряжения на дуге) уменьшается сила сварочного тока, что приводит к уменьшению скорости плавления электрода.

Уменьшение длины дуги вызывает увеличение сварочного тока и скорости плавления. В этом случае используют источники питания с жёсткой вольтамперной характеристикой.

В сварочных головках с автоматическим регулятором напряжения на дуге нарушение длины дугового промежутка вызывает такое изменение скорости подачи электродной проволоки (воздействуя на электродвигатель постоянного тока), при котором восстанавливается заданное напряжение на дуге. При этом используют аппараты с падающей вольтампер ной характеристикой.

Аппараты этих двух типов отличаются и настройкой на заданный режим основных параметров: сварочного тока и напряжения на дуге. На аппаратах с постоянной скоростью подачи заданное значение сварочного тока настраивают подбором соответствующего значения скорости подачи электродной проволоки. Напряжение на дуге настраивают изменением крутизны внешней характеристики источника питания.

Необходимую скорость подачи электродной проволоки устанавливают или сменными зубчатыми шестернями (ступенчатое регулирование), или изменением числа оборотов двигателя постоянного тока (плавное регулирование). Для расширения пределов регулирования скорости подачи в последнее время – часто используют плавно-ступенчатое регулирование (двигатель постоянного тока и редуктор со сменными шестернями).

На аппаратах с автоматическим регулятором напряжение на дуге задается и автоматически поддерживается постоянным во время сварки.

Заданное значение сварочного тока настраивают изменением крутизны внешней характеристики источника питания.

Настройка других параметров режима сварки (скорости сварки, вылета электрода, вы соты слоя флюса и др.) аналогична для аппаратов обоих типов и определяется конструктивными особенностями конкретного аппарата.

ВВЕДЕНИЕ
Создание промышленного способа автоматической сварки под флюсом и внедрение его в производство в нашей стране неразрывно связано с именем Героя Социалистического Труда академика Е.О. Патона. Им лично и руководимым им коллективом сотрудников Института электросварки Академии наук Украинской ССР проделана огромная работа по изучению, развитию и промышленному внедрению автоматической сварки под флюсом. В результате многолетней упорной работы коллектива Института создана технология сварки под флюсом, разработаны составы и методы производства флюсов, созданы оригинальные конструкции автоматов, в результате чего наша страна далеко опередила другие страны в разработке и освоении этого важнейшего технологического процесса и в этой области занимает сейчас ведущее положение в мировой технике. В развитии способа автоматической сварки под флюсом деятельное участие принимали и принимают коллективы многих заводов, исследовательских институтов и лабораторий нашей страны.

При сварке под флюсом сварочная дуга между концом электрода и изделием горит под слоем сыпучего вещества, называемого флюсом.

Под действием тепла дуги расплавляются электродная проволока и основной металл, а также часть флюса в зоне сварки образуется полость, заполненная парами металла, флюса и газами. Газовая полость ограничена в верхней части оболочкой расплавленного флюса. Расплавленный флюс, окружая газовую полость, защищает дугу и расплавленный металл в зоне сварки от вредного воздействия окружающей среды, осуществляет металлургическую обработку металла в сварочной ванне. По мере удаления сварочной дуги расплавленный флюс, прореагировавший с расплавленным металлом, затвердевает, образуя на шве шлаковую корку. После прекращения процесса сварки и охлаждения металла шлаковая корка легко отделяется от металла шва. Не израсходованная часть флюса специальным пневматическим устройством собирается во флюсоаппарат и используется в дальнейшем при сварке.

  • Сварка в цеховых и монтажных условиях
  • Сварка металлов от 1,5 до 150 мм и более;
  • Сварка всех металлов и сплавов, разнородных металлов.

Промышленность выпускает два типа аппаратов для дуговой сварки под флюсом:

– с постоянной скоростью подачи электродной проволоки, не зависимой от напряжения на дуге (основанные на принципе саморегулирования сварочной дуги);

– аппараты с автоматическим регулированием напряжения на дуге и зависимой от него скоростью подачи электродной проволоки (аппараты с авторегулированием).

В сварочных головках с постоянной скоростью подачи при изменении длины дугового промежутка восстановление режима происходит за счет временного изменения скорости плавления электрода вследствие саморегулирования дуги. При увеличении дугового промежутка (увеличение напряжения на дуге) уменьшается сила сварочного тока, что приводит к уменьшению скорости плавления электрода.

Уменьшение длины дуги вызывает увеличение сварочного тока и скорости плавления. В этом случае используют источники питания с жёсткой вольтамперной характеристикой.

В сварочных головках с автоматическим регулятором напряжения на дуге нарушение длины дугового промежутка вызывает такое изменение скорости подачи электродной проволоки (воздействуя на электродвигатель постоянного тока), при котором восстанавливается заданное напряжение на дуге. При этом используют аппараты с падающей вольтампер ной характеристикой.

Аппараты этих двух типов отличаются и настройкой на заданный режим основных параметров: сварочного тока и напряжения на дуге. На аппаратах с постоянной скоростью подачи заданное значение сварочного тока настраивают подбором соответствующего значения скорости подачи электродной проволоки. Напряжение на дуге настраивают изменением крутизны внешней характеристики источника питания.

Необходимую скорость подачи электродной проволоки устанавливают или сменными зубчатыми шестернями (ступенчатое регулирование), или изменением числа оборотов двигателя постоянного тока (плавное регулирование). Для расширения пределов регулирования скорости подачи в последнее время – часто используют плавно-ступенчатое регулирование (двигатель постоянного тока и редуктор со сменными шестернями).

На аппаратах с автоматическим регулятором напряжение на дуге задается и автоматически поддерживается постоянным во время сварки.

Заданное значение сварочного тока настраивают изменением крутизны внешней характеристики источника питания.

Настройка других параметров режима сварки (скорости сварки, вылета электрода, вы соты слоя флюса и др.) аналогична для аппаратов обоих типов и определяется конструктивными особенностями конкретного аппарата.
Технология сварки под флюсом

При сварке под флюсом сварочная дуга между концом электрода и изделием горит под слоем сыпучего вещества, называемого флюсом.

Флюс насыпается слоем толщиной 50-60 мм; дуга утоплена в массе флюса и горит в жидкой среде расплавленного флюса, в газовом пузыре, образуемом газами и парами, непрерывно создаваемыми дугой. При среднем насыпном весе флюса около 1,5 г/см9 статическое давление слоя флюса на жидкий металл составляет 7-9 г/см2. Этого незначительного давления, как показывает опыт, достаточно, чтобы устранить нежелательные механические воздействия дуги на ванну жидкого металла, разбрызгивание жидкого металла и нарушение формирования шва даже при очень больших токах.

В то время как при открытой дуге механическое воздействие цуги на ванну жидкого металла делает практически невозможной сварку при силе тока выше 500-600 а вследствие разбрызгивания металла и нарушения правильного формирования шва, погружение дуги во флюс дало возможность увеличить применяемые токи в среднем до 1000-2000 а и максимально до 3000-4000 п. Таким образом, появилась возможность при сварке под флюсом повысить сварочный ток в 6-8 раз по сравнению с открытой дугой с сохранением высокого качества сварки и отличного формирования шва. Производительность сварки при этом растет значительно быстрее увеличения тока, меняется самый характер образования шва.

Маломощная открытая дуга лишь незначительно расплавляет кромки шва, который образуется главным образом за счет расплавленного электродного металла, заполняющего разделку кромок. Мощная закрытая дуга под флюсом глубоко расплавляет основной металл, позволяет уменьшить разделку кромок под сварку, а часто и совсем обойтись без разделки. Снижается доля участия электродного металла в образовании шва; в среднем наплавленный металл образуется на 2/3 за счет расплавления основного металла и лишь на х/3 за счет электродного металла. Производительность сварки, определяемая числом метров шва за час горения дуги, при сварке под флюсом значительно выше (до 10 раз), чем при сварке открытой дугой на одинаковых сварочных токах. Таким образом, производительность сварки под флюсом возрастает как за счет увеличения сварочного тока, так и за счет лучшего его использования.

Возможность резкого увеличения силы сварочного тока составляет главное, неоценимое преимущество сварки под флюсом. Заключение дуги в газовый пузырь со стенками из жидкого флюса практически сводит к нулю потери металла на угар и разбрызгивание, суммарная величина которых не превышает 2% веса расплавленного электродного металла. Сварные швы получаются равномерного и очень высокого качества. Отсутствие потерь на угар и разбрызгивание и уменьшение доли электродного металла в образовании шва позволяют весьма значительно экономить расход электродной проволоки. Лучшее использование тока заметно экономит расход электроэнергии. Так как дуга горит невидимо под толстым слоем флюса, не требуется защиты глаз работающих.

В то время как при открытой дуге механическое воздействие дуги на ванну жидкого металла делает практически невозможной сварку при силах тока выше 400—500 а вследствие разбрызгивания металла и нарушения правильного формирования шва, погружение дуги во флюс дало возможность в среднем увеличить применяемые токи до 1000—2000 а и максимально до 3000—4000 а.

Таким образом, появилась возможность повысить сварочный ток в 6—8 раз по сравнению с открытой дугой, сохраняя высокое качество сварки и отличное формирование шва. Производительность сварки при этом растёт значительно быстрее увеличения тока, меняется самый характер образования шва.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Создание автоматической дугой сварки под флюсом является крупнейшим достижением современной сварочной техники. Первоначальная идея способа сварки под флюсом принадлежит изобретателю способа дуговой сварки Н. Г. Славянову. В качестве флюса он применял дробленое оконное стекло.

Развитие автоматической сварки под флюсом изменило представление о масштабах и возможностях автоматизации процесса дуговой сварки. В ряде производств в настоящее время автоматическая сварка почти полностью вытеснила ручную сварку.

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

1.Восстановление деталей сваркой и наплавкой 4

2.Сущность и особенности наплавки под флюсом 7

3.Оборудование для наплавки под флюсом 8

4.Материалы для наплавки под флюсом 9

5.Технология наплавки под флюсом 11

Список использованной литературы 17

На сварку и наплавку приходится от 40 до 80 % всех восстановленных деталей. Такое широкое распространение этих способов обусловлено: простотой технологического процесса и применяемого оборудования; возможностью восстановления деталей из любых металлов и сплавов; высокой производительностью и низкой себестоимостью; получением на рабочих поверхностях деталей наращиваемых слоев практически любой толщины и химического состава (антифрикционные, кислотно-стойкие, жаропрочные и т.д.). Нагрев до температуры плавления материалов, участвующих при сварке и наплавке, приводит к возникновению вредных процессов, которые оказывают негативное влияние на качество восстанавливаемых деталей. К ним относятся металлургические процессы, структурные изменения, образование внутренних напряжений и деформаций в основном металле деталей.

В процессе сварки и наплавки происходит окисление металла, выгорание легирующих элементов, насыщение наплавленного металла азотом и водородом, разбрызгивание металла. Соединение наплавленного металла с кислородом воздуха является причиной его окисления и выгорания легирующих элементов (углерода, марганца, кремния и др.). Кроме этого, из воздуха в наплавленный металл проникает азот, который является источником снижения его пластичности и повышения предела прочности. Для защиты от этих отрицательных явлений при сварке и наплавке используют электродные обмазки, флюсы, которые при плавлении образуют шлак, предохраняющий возможный контакт металла с окружающей средой. С этой же целью применяют и защитные газы.

1.Восстановление деталей сваркой и наплавкой

В ремонтном производ­стве широкое распространение получили как механизирован­ные способы электродуговой сварки и наплавки (автоматичес­кая и полуавтоматическая сварка и наплавка под флюсом, в защитных газах, вибродуговая наплавка в различных средах), так и ручная сварка различными электродами, в том числе при сварке стали, чугуна и алюминиевых сплавов. Кроме электроду­говых способов, при восстановлении деталей машин широко применяется газовая, преимущественно ацетиленокислородная сварка.

Для сварки и наплавки применяют холоднотянутую проволоку следующих диаметров; 0,3; 0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,6; 1,8; 2,0; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12 мм. При восстановлении деталей дорожных машин чаще всего при­меняют электроды диаметром от 1,2 до 5,0 мм. Для обеспечения требуемых механических свойств сварного со­единения необходимо применять соответствующие марки электродов. Для получения металла средней твердости для наплавочных работ применяют марки электродов, приведенные в табл. 3.1.

Электроды для наплавочных работ с получением металла средней твердости

Режим сварки — это комплексное понятие, включающее в себя несколько факторов, среди которых главными являются сила тока и скорость сварки. Сила тока зависит от диаметра электрода: диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины сва­риваемого металла на основании следующей взаимозависимости.

Толщина, мм . 0,5. 1,0 1,0. 2,0 2,0. 5,0 5,0 . 10,0 более 10

Диаметр, мм . 1,0. 1,5 1,5. 2,5 2,5. 4,0 4,0 . 6,0 5,0. 8,0

При заварке отверстий малого диаметра на массивных деталях для обеспечения требуемого провара рекомендуется выбирать силу тока на 10. 15% больше, чем указано выше. Автоматическая наплавка деталей под флюсом. Автоматической наплавкой называют сварочный процесс, при котором подача элек­тродной проволоки, перемещение сварочной дуги вдоль шва, по­дача защищающих и легирующих материалов в зону дуги механи­зированы. Основными преимуществами автоматической наплавки по сравнению с ручной сваркой являются: надежность получения высокого качества, стабильность технологического процесса, по­вышение производительности труда, невысокая квалификацион­ная требовательность к специалистам и рабочим. Для каждого способа наплавки применяются определенные ре­жимы сварки, марки проволоки и другие наплавочные материалы.

Процесс сварки под флюсом был разработал академиком Е. О. Патоном в годы Великой Отечественной войны применитель­но к сварке броневой стали танков. Затем его ученики в Институте электросварки АН УССР имени Е. О. Патона разработали процесс наплавки под флюсом электродной проволокой различных дета­лей машин. Процесс наплавки происходит при горении дуги между элект­родной проволокой и деталью под слоем сыпучего флюса, по­крывающего зону дуги и расплавленного металла. В процессе на­плавки дуга расплавляет ближайшие частицы флюса и горит внутри полости из эластичной оболочки из расплавленного флюса, кото­рая защищает зону дуги и расплавленного металла от попадания воздуха и пропускает выделяющиеся газы. При автоматической наплавке под флюсом электрическая дуга горит между деталью и электродной проволокой. К дуге непрерывно подается электродная проволока и флюс. Про­волока оплавляется и непрерывно стекает в жидкую ванну рас­плавленного металла, над которым находится слой расплавлен­ного флюса в виде эластичной оболочки, надежно изолирующей плавильное пространство от окружающего воздуха, обеспечивая получение наплавленного металла без пор. Через расплавленный флюс происходит легирование наплавленного металла. При уве­личении давления внутри флюсового пузыря оболочка не мешает образующимся газам прорываться наружу.

2.Сущность и особенности наплавки под флюсом

При наплавке под флюсом сварочная дуга между концом электрода и изделием горит под слоем сыпучего вещества, называемого флюсом.

Под действием тепла дуги расплавляются электродная проволока и основной металл, а также часть флюса в зоне сварки образуется полость, заполненная парами металла, флюса и газами. Газовая полость ограничена в верхней части оболочкой расплавленного флюса. Расплавленный флюс, окружая газовую полость, защищает дугу и расплавленный металл в зоне сварки от вредного воздействия окружающей среды, осуществляет металлургическую обработку металла в сварочной ванне. По мере удаления сварочной дуги расплавленный флюс, прореагировавший с расплавленным металлом, затвердевает, образуя на шве шлаковую корку. После прекращения процесса сварки и охлаждения металла шлаковая корка легко отделяется от металла шва. Не израсходованная часть флюса специальным пневматическим устройством собирается во флюсоаппарат и используется в дальнейшем при сварке.

Сварка в цеховых и монтажных условиях

Сварка металлов от 1,5 до 150 мм и более;

Сварка всех металлов и сплавов, разнородных металлов.

3.Оборудование для наплавки под флюсом

Промышленность выпускает два типа аппаратов для дуговой сварки и наплавки под флюсом:

– с постоянной скоростью подачи электродной проволоки, не зависимой от напряжения на дуге (основанные на принципе саморегулирования сварочной дуги);

– аппараты с автоматическим регулированием напряжения на дуге и зависимой от него скоростью подачи электродной проволоки (аппараты с авторегулированием).

В сварочных головках с постоянной скоростью подачи при изменении длины дугового промежутка восстановление режима происходит за счет временного изменения скорости плавления электрода вследствие саморегулирования дуги. При увеличении дугового промежутка (увеличение напряжения на дуге) уменьшается сила сварочного тока, что приводит к уменьшению скорости плавления электрода.

Уменьшение длины дуги вызывает увеличение сварочного тока и скорости плавления. В этом случае используют источники питания с жёсткой вольтамперной характеристикой.

В сварочных головках с автоматическим регулятором напряжения на дуге нарушение длины дугового промежутка вызывает такое изменение скорости подачи электродной проволоки (воздействуя на электродвигатель постоянного тока), при котором восстанавливается заданное напряжение на дуге. При этом используют аппараты с падающей вольтамперной характеристикой.

Аппараты этих двух типов отличаются и настройкой на заданный режим основных параметров: сварочного тока и напряжения на дуге. На аппаратах с постоянной скоростью подачи заданное значение сварочного тока настраивают подбором соответствующего значения скорости подачи электродной проволоки. Напряжение на дуге настраивают изменением крутизны внешней характеристики источника питания.

Необходимую скорость подачи электродной проволоки устанавливают или сменными зубчатыми шестернями (ступенчатое регулирование), или изменением числа оборотов двигателя постоянного тока (плавное регулирование). Для расширения пределов регулирования скорости подачи в последнее время – часто используют плавно-ступенчатое регулирование (двигатель постоянного тока и редуктор со сменными шестернями).

На аппаратах с автоматическим регулятором напряжение на дуге задается и автоматически поддерживается постоянным во время сварки.

Заданное значение сварочного тока настраивают изменением крутизны внешней характеристики источника питания.

Настройка других параметров режима сварки (скорости сварки, вылета электрода, вы соты слоя флюса и др.) аналогична для аппаратов обоих типов и определяется конструктивными особенностями конкретного аппарата.

4.Материалы для наплавки под флюсом

Электродная проволока. Правильный выбор марки электродной проволоки для сварки – один из главных элементов разработки технологии механизированной сварки под флюсом. Химический состав электродной проволоки определяет состав металла шва и, следовательно, его механические свойства.

Сварочные флюсы. Сварочный флюс – один из важнейших элементов, определяющих качество металла шва и условия протекания процесса сварки. От состава флюса зависят составы жидкого шлака и газовой атмосферы. Взаимодействие шлака с металлом обусловливает определенный химический состав металла шва. От состава металла шва зависят его структура, стойкость против образования трещин. Состав газовой атмосферы обусловливает устойчивость горения дуги, стойкость против появления пор и количество выделяемых при сварке вредных газов.

Функции флюсов. Флюсы выполняют следующие функции: физическую изоляцию сварочной ванны от атмосферы, стабилизацию дугового разряда, химическое взаимодействие с жидким металлом, легирование металла шва, формирование поверхности шва.

Лучшая изолирующая способность – у флюсов с плотным строением частиц мелкой грануляции. Однако при плотной укладке частиц флюса ухудшается формирование поверхности шва. Достаточно эффективная защита сварочной ванны от атмосферного воздействия обеспечивается при определенной толщине слоя флюса.

5.Технология наплавки под флюсом

При сварке и наплавке под флюсом сварочная дуга между концом электрода и изделием горит под слоем сыпучего вещества, называемого флюсом.

Флюс насыпается слоем толщиной 50-60 мм; дуга утоплена в массе флюса и горит в жидкой среде расплавленного флюса, в газовом пузыре, образуемом газами и парами, непрерывно создаваемыми дугой. При среднем насыпном весе флюса около 1,5 г/см9 статическое давление слоя флюса на жидкий металл составляет 7-9 г/см2. Этого незначительного давления, как показывает опыт, достаточно, чтобы устранить нежелательные механические воздействия дуги на ванну жидкого металла, разбрызгивание жидкого металла и нарушение формирования шва даже при очень больших токах.

В то время как при открытой дуге механическое воздействие цуги на ванну жидкого металла делает практически невозможной сварку при силе тока выше 500-600 а вследствие разбрызгивания металла и нарушения правильного формирования шва, погружение дуги во флюс дало возможность увеличить применяемые токи в среднем до 1000-2000 а и максимально до 3000-4000 п. Таким образом, появилась возможность при сварке под флюсом повысить сварочный ток в 6-8 раз по сравнению с открытой дугой с сохранением высокого качества сварки и отличного формирования шва. Производительность сварки при этом растет значительно быстрее увеличения тока, меняется самый характер образования шва.

Маломощная открытая дуга лишь незначительно расплавляет кромки шва, который образуется главным образом за счет расплавленного электродного металла, заполняющего разделку кромок. Мощная закрытая дуга под флюсом глубоко расплавляет основной металл, позволяет уменьшить разделку кромок под сварку, а часто и совсем обойтись без разделки. Снижается доля участия электродного металла в образовании шва; в среднем наплавленный металл образуется на 2/3 за счет расплавления основного металла и лишь на 3 за счет электродного металла. Производительность сварки, определяемая числом метров шва за час горения дуги, при сварке под флюсом значительно выше (до 10 раз), чем при сварке открытой дугой на одинаковых сварочных токах. Таким образом, производительность сварки под флюсом возрастает как за счет увеличения сварочного тока, так и за счет лучшего его использования.

Возможность резкого увеличения силы сварочного тока составляет главное, неоценимое преимущество сварки под флюсом. Заключение дуги в газовый пузырь со стенками из жидкого флюса практически сводит к нулю потери металла на угар и разбрызгивание, суммарная величина которых не превышает 2% веса расплавленного электродного металла. Сварные швы получаются равномерного и очень высокого качества. Отсутствие потерь на угар и разбрызгивание, и уменьшение доли электродного металла в образовании шва позволяют весьма значительно экономить расход электродной проволоки. Лучшее использование тока заметно экономит расход электроэнергии. Так как дуга горит невидимо под толстым слоем флюса, не требуется защиты глаз работающих.

Применение для сварки и наплавки под флюсом дуговых автоматов особых осложнений не вызывает, дуга под флюсом обычно устойчивее открытой дуги. Переход на сварку под флюсом потребовал лишь увеличения сварочных токов и соответственного увеличения размеров и усиления конструкции автоматов. Сварка под флюсом в большинстве случаев ведется на токе высоких плотностей, поэтому широко применяются автоматы с постоянной скоростью подачи электродной проволоки.

В то время как при открытой дуге механическое воздействие дуги на ванну жидкого металла делает практически невозможной сварку при силах тока выше 400—500 а вследствие разбрызгивания металла и нарушения правильного формирования шва, погружение дуги во флюс дало возможность в среднем увеличить применяемые токи до 1000—2000 а и максимально до 3000—4000 а.

Таким образом, появилась возможность повысить сварочный ток в 6—8 раз по сравнению с открытой дугой, сохраняя высокое качество сварки и отличное формирование шва. Производительность сварки при этом растёт значительно быстрее увеличения тока, меняется самый характер образования шва.

Маломощная открытая дуга лишь незначительно расплавляет кромки шва, который образуется главным образом за счёт расплавленного электродного металла, заполняющего разделку кромок. Мощная закрытая дуга под флюсом глубоко расплавляет основной металл, позволяет уменьшить разделку кромок под сварку, а часто и совсем обойтись без разделки. Снижается доля участия электродного металла в образовании шва, в среднем наплавленный металл образуется на 2/з за счёт расплавления основного металла и лишь на 7з за счёт электродного металла. Производительность сварки, определяемая числом метров шва за час горения дуги для сварки под флюсом, значительно выше, чем для открытой дуги при одинаковых сварочных токах. Таким образом, при сварке под флюсом производительность возрастает как за счёт увеличения сварочного тока, так и за счёт лучшего его использования. Наблюдается повышение производительности, отнесённое ко времени горения дуги, до 10—20 раз, против сварки открытой дугой.

Возможность резкого увеличения силы сварочного тока составляет главное, неоценимое преимущество сварки под флюсом. Заключение дуги в газовый пузырь со стенками из жидкого флюса практически сводит к нулю потери металла на угар и разбрызгивание, суммарная величина которых не превышает 2% от веса расплавленного электродного металла. Сварные швы получаются равномерного и очень высокого качества. Отсутствие потерь на угар и разбрызгивание и уменьшение доли электродного металла в образовании шва даёт весьма значительную экономию в расходе электродной проволоки. Лучшее использование тока даёт заметную экономию расхода электроэнергии, кроме того, не требуется защиты глаз работающих, так как дуга горит невидимо под толстым слоем флюса. Уменьшается необходимость в специальной вентиляции помещения, так как обычные флюсы дают незначительное выделение газов и почти не образуют дыма.

техника автоматической сварки под флюсом

При автоматической сварке стыковых соединений под флюсом на весу, практически сложно получить шов с проваром по всей длине стыка из-за вытекания в зазор между кромками расплавленного металла и флюса и, как результат, — образования прожогов. Для предупреждения этого применяют различные приемы, способствующие формированию корня шва. Сварку односторонних швов можно выполнять по предварительной ручной подварке, если невозможна автоматическая сварка. Односторонняя сварка под флюсом на остающейся стальной подкладке возможна в тех случаях, когда допустимо ее применение с эксплуатационной точки зрения.

Создание автоматической дугой сварки под флюсом является крупнейшим достижением современной сварочной техники. В ряде производств в настоящее время автоматическая сварка почти полностью вытеснила ручную сварку.

В процессе автоматической сварки под флюсом (рис. 4.6) дуга 10 горит между проволокой 3 и основным металлом 8. Столб дуги и металлическая ванна жидкого металла 9 со всех сторон плотно закрыты слоем флюса 5 толщиной 30—50 мм. Часть флюса расплавляется, в результате чего вокруг дуги образуется газовая полость, а на поверхности расплавленного металла — ванна жидкого шлака 4. По мере поступательного… Читать ещё >

Дуговая сварка под флюсом ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Известные недостатки ручной дуговой сварки обусловливают целесообразность применения сварки под флюсом [1, 2, 4, 18].

Для автоматической дуговой сварки под флюсом используют непокрытую электродную проволоку и флюс для защиты дуги и сварочной ванны от воздуха. Диаметр сварочной проволоки 1—3 мм.

В процессе автоматической сварки под флюсом (рис. 4.6) дуга 10 горит между проволокой 3 и основным металлом 8. Столб дуги и металлическая ванна жидкого металла 9 со всех сторон плотно закрыты слоем флюса 5 толщиной 30—50 мм. Часть флюса расплавляется, в результате чего вокруг дуги образуется газовая полость, а на поверхности расплавленного металла — ванна жидкого шлака 4.

Схема процесса автоматической дуговой сварки под флюсом.

Рис. 4.6. Схема процесса автоматической дуговой сварки под флюсом

По мере поступательного движения электрода происходит затвердевание металлической и шлаковой ванн с образованием сварного шва 7, покрытого твердой шлаковой коркой 6. Проволоку подают в дугу и перемещают ее вдоль шва с помощью механизмов подачи 2 и перемещения. Ток к электроду поступает через токоввод 1.

Автоматическая сварка под флюсом по сравнению с ручной дуговой сваркой дает: повышение производительности процесса сварки в 5—20 раз, что достигается использованием больших сварочных токов (до 2000 А) и непрерывности процесса сварки. Применение непокрытой проволоки позволяет приблизить токопровод на расстояние 30—50 мм от дуги и тем самым устранить опасный разогрев электрода при большой силе тока. Качество шва повышается за счет интенсивного раскисления и легирования. Увеличивается глубина провара, улучшаются санитарные условия труда, экономится металл.

Читайте также:

      

  • Декоративное рисование в детском саду реферат
  •   

  • Мемлекеттік бағдарламалар қазақстанның рухани жаңаруының басты негіздері реферат презентация
  •   

  • Реферат абсолютные и относительные противопоказания к занятиям на тренажерах
  •   

  • Реферат землеустройство и его виды
  •   

  • Реферат на тему реки южной америки

Основные сведения

Способами сварки без  внешней защиты дуги и сваркой под флюсом в народном хозяйстве страны выполняется наибольший объем сварочных и наплавочных работ. В сварке под слоем флюса источником тепла является дуга, горящая между электродом и основным металлом. Дуга погружена под слой гранулированного флюса. Непрерывно подающийся флюс защищает основной металл от окисления до его остывания. Некоторая часть флюса плавится и образует защитный шлак над сварной ванной. Для удаления оставшегося после сварки флюса используется вакуумный насос. Собранный флюс используется повторно. (Рис.1)


          Сварка под слоем флюса в основном автоматический или полуавтоматический процесс. Вид автоматической сварки обеспечивает высокую производительность (до 40 кг в час) и качество сварного шва. Для этого процесса следует правильно выбрать напряжение и скорость подачи электрода. Значение этих параметров должно обеспечивать горение дуги под слоем флюса, но в то же время на определенной высоте над основным металлом. 

При автоматической сварке механизированы все основные рабочие движения и операции: возбуждение и поддержание горения дуги, подача электрода, перемещение электрода вдоль свариваемых кромок со скоростью сварки, защита дуги и сварочной ванны от действия воздуха (по необходимости), колебательные движения электрода (по необходимости), прекращение процесса сварки и заварка кратера в конце шва и пр. В связи с
этим различают инструмент и приспособления для ручной сварки, сварочный полуавтомат или автомат (самоходная или подвесная головка), станок и установку для полуавтоматической или автоматической сварки.

Сварочной головкой называют механизм, подающий электрод, возбуждающий и поддерживающий горение дуги, а также прекращающий процесс сварки. Закрепляемая неподвижно сварочная головка называется подвесной. Если в конструкции сварочной головки предусмотрен механизм для ее перемещения вдоль изделия, головка называется самоходной. Головка может перемещаться по специальному пути или непосредственно по свариваемому изделию.

Оборудование

          Сварочной установкой называется комплекс, в состав которого входит следующее оборудование: а) электросварочное – сварочный аппарат, источник сварочного тока, аппаратура регулирования и контроля сварочного процесса; б) механическое – устройства и механизмы для крепления сварочного аппарата и движения его или изделия в заданном направлении, устройства для размещения и перемещения сварщиков, а также аппаратура контроля и регулирования; в) вспомогательное – флюсовая и газовая аппаратура, токоподводы, устройства и механизмы для зачистки места под сварку, устройства и механизмы для очистки шва и прилегающей зоны изделия от шлаковой корки и брызг металла, устройство для очистки зоны обслуживания от пыли и вредных газов.

          Для полуавтоматической сварки без внешней защиты дуги и под флюсом со свободным формированием шва применяют одноэлектродные и многоэлектродные, подвесные и самоходные сварочные головки, сварочные тракторы и различные специализированные аппараты. Сварочными тракторами называются переносные дуговые сварочные аппараты, движущиеся на самоходной тележке во время сварки непосредственно по свариваемому изделию либо по  направляющей линейке, укладываемой на изделие параллельно шву.

Эффективность применения механизированной сварки зависит  от совершенства сварочного  оборудования и аппаратуры, для развития которых рекомендуется обеспечить: а) максимальную механизацию и автоматизацию технологического цикла сварки; б) максимальную производительность и эффективность сварки, в том числе применение сварки одного или нескольких швов одновременно несколькими головками  ( так называемая многоголовачная сварка); в) применение програмного управления для автоматизации сварочных операций; г) соблюдение эргономических и эстетических требований к оборудованию.         

Элементы оборудования рабочего места.

Немаловажную роль в увеличении производительности труда электросварщика и качества сварки зависит от условий, в которых производятся сварочные работы, другими словами от того, как правильно организовано рабочее место сварщика (сварочный пост).

          Рабочее место сварщика может быть расположено в зависимости от выполняемой работы, непосредственно у свариваемого изделия или в специальных кабинах. При сварке больших размеров непосредственно у свариваемого изделия. Такое место как правило является передвижным, оно ограждается переносными щитами. При сварке же небольших изделий рабочее место оборудуют в специальных кабинах на постоянных местах. Переносные рабочие щиты и кабины для сварщиков, кроме других функций, служат для защиты рядом работающих сварщиков и других рабочих от излучений электрической дуги.

          Спецодежда сварщика изготавливается из плотного брезента или сукна. Она не должна иметь открытых карманов. Обувь должна иметь глухой верх рукавицы сварщика должны изготавливаться из кожи, плотного брезента или асбестовой ткани. При работе в закрытых сосудах пользование диэлектрическими калошами и резиновыми ковриками, испытанными на электрический пробой в соответствии с правилами техники безопасности является обязательным.  

Общие требования для автоматической и  полуавтоматической сварки под флюсом.

Для автоматической и полуавтоматической сварки  под флюсом, плавящимся электродом, предъявляется ряд общих требований:

1.     Обеспечение стабильности горения дуги и процесса сварки;

2.     Получение заданного химического состава металла сварных швов и их свойств;

3.     Обеспечение хорошего формирования металла и шлаков;

4.     Получение швов без трещин, с минимальным количеством  шлаковых включений и пористостью;

5.     Легкая отделяемость шлаковой  корки от поверхности швов.

Решение этих задач связано с составом свариваемого металла и применяемой электродной проволоки. В связи с этим применяют и разнообразные флюсы.

Иногда при режимах дуговой сварки под флюсом полезно вводить в состав флюсов тонизирующие составляющие.  К некоторым высококремнистым  флюсам добавляют различные составляющие  2О, Na2O, CaO и  СaF2),  для обеспечения стабильности дуги по ее разрывной длине. Повышение стабильности горения дуги позволяет более широко  варьировать режимы сварки и  в ряде случаев добиваться лучшего формирования швов.

Химический состав металлов швов формируется как за счет основного и электродного металла, так и их химических изменений при сварке, в данном примере, вследствие взаимодействия  свариваемых металлов с флюсом.

Применение высокремнистых флюсов при сварке высоколегированных хромоникелевых   сталей,  дает более грубую столбчатую структуру шва, чем при сварке под низкокремнистыми флюсами. Соответственно, свойства металла шва при грубой структуре хуже.

Естественно, что на химический состав металла влияет также степень защиты от  воздуха реакционного сварочного пространства. Определяется она как образующимся, в результате горения дуги, шлаковым куполом над реакционной зоной, так и высотой слоя твердых частиц флюса над этой зоной. Высота слоя, насыпаемого на место сварки флюса,  зависит от режима сварки.
Список используемой литературы:

«Сварка в машиностроении», Т.4, Ф.А. Аксельрод, Л.Е. Алекеин.

«Сварочные материалы», Г.Л. Петров.

.
 

Способами сварки без внешней защиты дуги и сваркой под флюсом в народном
хозяйстве страны выполняется наибольший объем сварочных и наплавочных
работ. В сварке под слоем флюса источником тепла является дуга, горящая
между электродом и основным металлом. Дуга погружена под слой
гранулированного флюса. Непрерывно подающийся флюс защищает основной
металл от окисления до его остывания. Некоторая часть флюса плавится и
образует защитный шлак над сварной ванной. Для удаления оставшегося
после сварки флюса используется вакуумный насос. Собранный флюс
используется повторно.

Сварка под слоем флюса в основном автоматический или полуавтоматический
процесс. Вид автоматической сварки обеспечивает высокую
производительность (до 40 кг в час) и качество сварного шва. Для этого
процесса следует правильно выбрать напряжение и скорость подачи
электрода. Значение этих параметров должно обеспечивать горение дуги под
слоем флюса, но в то же время на определенной высоте над основным
металлом. При автоматической сварке механизированы все основные рабочие
движения и операции: возбуждение и поддержание горения дуги, подача
электрода, перемещение электрода вдоль свариваемых кромок со скоростью
сварки, защита дуги и сварочной ванны от действия воздуха (по
необходимости), колебательные движения электрода (по необходимости),
прекращение процесса сварки и заварка кратера в конце шва и пр. В связи
с этим различают инструмент и приспособления для ручной сварки,
сварочный полуавтомат или автомат (самоходная или подвесная головка),
станок и установку для полуавтоматической или автоматической сварки.
Сварочной головкой называют механизм, подающий электрод, возбуждающий и
поддерживающий горение дуги, а также прекращающий процесс сварки.
Закрепляемая неподвижно сварочная головка называется подвесной. Если в
конструкции сварочной головки предусмотрен механизм для ее перемещения
вдоль изделия, головка называется самоходной. Головка может перемещаться
по специальному пути или непосредственно по свариваемому изделию.

Сварочной установкой называется комплекс, в состав которого входит
следующее оборудование: а) электросварочное – сварочный аппарат,
источник сварочного тока, аппаратура регулирования и контроля сварочного
процесса; б) механическое – устройства и механизмы для крепления
сварочного аппарата и движения его или изделия в заданном направлении,
устройства для размещения и перемещения сварщиков, а также аппаратура
контроля и регулирования; в) вспомогательное – флюсовая и газовая
аппаратура, токоподводы, устройства и механизмы для зачистки места под
сварку, устройства и механизмы для очистки шва и прилегающей зоны
изделия от шлаковой корки и брызг металла, устройство для очистки зоны
обслуживания от пыли и вредных газов.

.

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2020