4.2.5. Автоматическая дуговая сварка под слоем флюСа
При автоматической дуговой сварке под слоем флюса все основные операции процесса, к которым относятся возбуждение сварочной дуги, поддержание устойчивого ее горения, подача электрода в зону сварки, перемещение электрода вдоль свариваемых кромок с заданной скоростью, подача флюса в зону сварки, уборка использованного флюса, заварка кратера шва и прекращение процесса сварки осуществляются с помощью специального сварочного автомата. Он представляет собой мобильную платформу с индивидуальным электромеханическим приводом. Конструктивно автоматы выполняют в виде сварочных головок, подвесных и самоходных сварочных аппаратов и сварочных тракторов. В целом для выполнения автоматической сварки под флюсом используется целый комплект оборудования, называемый сварочной установкой. Он включает в себя источник питания, сварочный аппарат, механическое оборудование и приспособления, обеспечивающие необходимую точность сборки изделия.
Особенностью
процесса дуговой сварки под флюсом
является использование длинномерного
плавящегося электрода в виде проволоки
без покрытия, свернутой в бухту и
размещенной в кассете. Для защиты дуги
и сварочной ванны от воздействия воздуха
используется флюс - порошкообразное
вещество специального состава, насыпаемое
перед электродом (дугой) по ходу движения
сварочного автомата (рис. 4.13). Сварочная
дуга 6 горит между электродом 2 и основным
металлом 7 под слоем флюса 5, толщиной
30 … 50 мм. Под воздействием тепла дуги
кромки основного металла, электродная
проволока и часть флюса, п
Рисунок
4.13. Схема автоматической сварки под
слоем флюса:
1-
бухта электродной проволоки, 2- электрод,
3- механизм подачи, 4- токосъем, 5- флюс,
6- дуга, 7- основной металл, 8- газовая
полость, 9- жидкий шлак, 10- слой оплавленного
флюса, 11- ванна жидкого металла, 12-
сварной шов, 13- шлаковая корка
Электродная проволока применяемая при автоматической сварке под флюсом изготавливается тех же марок, что и для ручной дуговой сварки покрытыми электродами.
Флюсы выполняют следующие функции: изолируют сварочную ванну от атмосферы, обеспечивают стабильное горение дуги, химически взаимодействуют с жидким металлом с целью получения заданного состава и свойств наплавленного металла, легирования металла шва, формирования поверхности шва, легкого отделения шлаковой корки с наплавленного металла. Основными компонентами флюсов являются Si,MnO,CaFg,CaOи другие вещества.
Флюсы классифицируют по назначению, химическому составу и способу изготовления. По назначению они разделяются на флюсы для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей, легированных и высоколегированных сталей.
По способу изготовления флюсы делятся на плавленые и неплавленые (керамические).
Плавленые флюсы изготовляют сплавлением шихты в пламенных или электрических печах с последующей грануляцией. В состав этих флюсов входят только шлакообразующие компоненты. Сварку низкоуглеродистых и низколегированных сталей осуществляют с использованием плавленых флюсов.
Неплавленые (керамические) флюсы, кроме шлакообразующих компонентов, содержат также раскислители и различные легирующие элементы. Технология изготовления этих флюсов сходна с изготовлением обмазочной массы для электродов ручной дуговой сварки. Из полученной таким же способом вязкой массы изготовливают гранулированный флюс, который затем просушивают и прокаливают. Неплавленые (керамические) флюсы применяются при сварке легированных и высоколегированных сталей и для получения твердых наплавок.
По сравнению с ручной дуговой сваркой автоматическая дуговая сварка под слоем флюса имеет следующие преимущества:
высокие и стабильные механические свойства металла шва, полученные благодаря надежной защите сварочной ванны флюсом, интенсивному раскислению и легированию металла вследствие большого объема жидкого шлака и более медленого охлаждения шва под флюсом и твердой шлаковой коркой;
лучшая форма и поверхность сварного шва, а также постоянство его размеров по длине вследствие замены ручного труда автоматом, обеспечивающим оптимальный режим сварки и механизированную подачу электродной проволоки;
снижение расхода электроэнергии и электродного материала вследствие уменьшения потерь на угар и разбрызгивание металла, а также отсутствие технологических отходов электродов в виде «огарков»;
уменьшение себестоимости метра сварного шва;
повышение производительности в 10 … 20 раз из-за использования большой силы тока, и как следствие глубокого проплавления основного металла без предварительной разделки кромок, а также повышения скорости перемещения электрода относительно свариваемого изделия, кроме этого из-за большой длины электродной проволоки сокращается время пауз в работе, необходимых для смены электрода;
облегчение труда сварщиков из-за уменьшения выбросов в атмосферу газообразных продуктов процесса и удаления человека из зоны сварки;
высокая степень автоматизации процесса, заключающаяся в механизированной подаче электродной проволоки в зону горения дуги и поддержание постоянного режима сварки в течение всего процесса с помощью сварочных автоматов;
К недостаткам автоматической сварки под слоем флюса относят:
использование дорогостоящей сварочной установки, в комплект которой входит источник питания, сварочный автомат, механическое оборудование и приспособления, обеспечивающие необходимую точность сборки изделия, в результате чего применять способ экономически целесообразно только в серийном и массовом производствах для изготовления длинных швов;
габариты оборудования позволяют применять процесс только в стационарных условиях;
способ пригоден для изготовления только нижних прямолинейных и кольцевых швов;
Автоматическая дуговая сварка под флюсом достаточно широко применяется в машиностроении. Таким способом сваривают низкоуглеродистые, низколегированные, легированные и высоколегированные стали, а также титан, медь, алюминий и их сплавы при толщине металла 2 … 100 мм. Процесс применяют при изготовлении сварных труб, котлов, емкостей для хранения жидкостей и газов, корпусов судов и других изделий.