Электроды для сварки под флюсом

Электроды для сварки под флюсом

Содержание:

Сегодня автоматическая или полуавтоматическая дуговая сварка под флюсом является одной из наиболее распространенных типов сварки. Популярность этого метода основывается на том, что механизированный способ сварки позволяет избежать такого понятия, как «человеческий фактор», который неизбежен, когда речь идет о ручной сварке. Кроме того, большое значение здесь имеют и особенности самого флюса, позволяющего при его применении существенно повысить производительность вследствие применения специальных приспособлений и более высокого сварочного тока. А в результате появилась возможность не просто изменить технологические процессы производства различных сварных конструкций, но и упростить их, увеличивая при этом не только количество получаемой продукции, но и ее качество.

Стоит отметить и тот факт, что изобретение метода сварки под флюсом позволило внести изменения и в более «грандиозные» производственные процессы — то есть, в производство всего изделия в целом, если одним из этапов его производства являются сварочные работы. Так, например, большие изменения с появлением сварки под флюсом произошли в судостроительной отрасли — появилась возможность изготавливать корабли секционным методом, при котором отдельные секции корпуса свариваются в промышленных условиях на заводе, а потом уже собираются на верфи в единое целое.

А особенно большое влияние изобретение сварки под флюсом оказало на производство трубопроводов большого диаметра. Если раньше для соединения таких труб можно было применять только элементарную газокузнечную сварку, то сегодня производственные предприятия, где изготавливаются трубы большого диаметра, получили в свое пользование самое современное оборудование и технологии.

Преимущества и недостатки сварки под флюсом.

Кроме высокой производительности и возможности изготавливать при помощи сварочных работ самые сложные конструкции сварка под флюсом обладает и еще целым рядом достоинств, отличающих ее от всех прочих типов сварки:

  • Одним из главных преимуществ сварки под флюсом является возможность более рационально использовать силу тока, увеличивая ее до необходимых значений, не опасаясь того, что это негативно скажется на качестве сварного шва. При применении этого типа сварки сварочный ток можно увеличивать не постепенно, а резко, что позволяет сократить время выполнения работы, а значит, и сэкономить электроэнергию.
  • Применение флюса позволяет существенно снизить количество брызг расплавленного металла, а также угар металла благодаря тому, что сварочная дуга оказывается заключена в своеобразный пузырь, стенки которого «выстраивает» жидкий флюс. В результате количество «потерянного» металла не превышает 2%, а электроды и сварочная проволока расходуются более экономично.
  • Также применение флюса позволяет максимально хорошо защитить всю зону сварки — в результате поверхность металла не окисляется от воздействия кислорода воздуха, а в расплавленный металл не попадают никакие посторонние вещества из окружающей среды, что позволяет существенно повысить качество сварного шва и его механические свойства.

Конечно, как и у любого другого вида сварки у сварки под флюсом имеются и некоторые недостатки, основные из которых связаны с тем, что укрытие поверхности металла слоем флюса затрудняет всю работу — сварщик просто не видит кромок детали и не имеет возможность вовремя скорректировать их положение. Поэтому к сборке конструкций для сварки под флюсом предъявляются повышенные требования. Кроме того, к недостаткам сварки под флюсом относятся:

  • сложности, связанные с выбором положения сварочной дуги (опять же вследствие того, что кромки свариваемых изделий укрыты слоем флюса);
  • необходимость применения специального оборудования в тех случая, если сварной шов должен находиться в разных положениях в пространстве.

Но в последнее время разработчики новых сварочных технологий нашли способ избежать большинства из недостатков сварки под флюсом — и выходом из ситуации стало то, что в продаже появились специальные электроды с флюсом, а также сварочная проволока с флюсом.

Преимущества электродов с флюсом и сварочной проволоки с флюсом.

Электроды с флюсом и сварочная проволока с флюсом позволяют сделать работу сварщика еще более простой и быстрой. Применение такого присадочного материала дает возможность не укрывать поверхность металла слоем флюса (толщина такого слоя может достигать 50-60 мм), а значит, сварщик хорошо видит в процессе работы кромки свариваемых деталей. При этом все преимущества этого типа сварки при применении электродов с флюсом и проволоки с флюсом остаются неизменными.

Сварочная проволока или электроды с флюсом отлично защищают поверхность металла от воздействия окружающей среды и появления загрязнений. Дело в том, что флюс, находящийся на поверхности присадочного материала также, как и флюс, с помощью которого укрывают кромки деталей, расплавляется и выполняет защитные функции. Кроме того, флюс с поверхности электрода или проволоки, расплавляясь, выделяет углекислый газ, который, как известно, мешает процессу горения. А это значит, что в процессе сварки металл не будет разогреваться чересчур сильно и выгорать.

Источник: stalevarim.ru

Дуговая сварка под флюсом. Сущность и преимущества

Основные принципы сварки под флюсом были разработаны Н. Г. Славяновым в 1892 году. В 1927 году Д. А. Дульчевский разработал способ электродуговой сварки под слоем флюса и создал первую автоматическую установку для сварки металлов. Дальнейшее развитие автоматической сварки и внедрение ее в промышленность и строительство осуществлялось Институтом электросварки им. Е. О. Патина, ЦНИИТмашем, ВНИИ электросварочного оборудования и другими организациями.

Автоматическая сварка под флюсом — один из основных способов выполнения сварочных работ в промышленности и строительстве. Обладая рядом важных преимуществ, она существенно изменила технологию изготовления сварных конструкций, таких как металлоконструкции, трубы большого диаметра, котлы, корпуса судов. Вследствие изменения технологии изготовления произошли изменения и самих сварных конструкций: широко применяются сварно-литые сварно-кованные изделия, дающие огромную экономию металла и затрат труда.

Однако многие сварочные операции по технологической необходимости выполняют ручной дуговой сваркой покрытыми электродами. При этом непрерывность процесса обеспечивает сварщик, подающий электрод в зону дуги и перемещающий дугу вдоль свариваемого шва.

Процесс ручной сварки, обладая рядом преимуществ, имеет ряд недостатков — малую производительность и неоднородность сварного шва, зависящие от квалификации сварщика. Кроме того, производительность сварки покрытыми электродами ограничивается максимально допустимыми значениями сварочного тока для применяемых при сварке диаметров электродов. При больших значениях сварочного тока электрод длиной 350-450 мм сильно перегревается, что затрудняет процесс сварки.

Механизация движения электрода позволила автоматизировать процесс сварки. Для получения качественных сварных швов взамен электродных покрытий применяют гранулированное вещество, называемое флюсом. Сварку под слоем флюса производят электродной проволокой, которую подают в зону горения дуги специальным механизмом, называемым сварочной головкой автомата. Токоподвод к проволоке осуществляется через мундштук, изготовляемый из меди или ее сплавов.

Способ сварки под флюсом заключается в следующем (рис. 1). В зону дуги/ подается флюс 2, который покрывает кромки свариваемого изделия и создает шлаковую защиту. Толщина слоя флюса составляет 30-60 мм. Дуга 1 возбуждается между свариваемым изделием и электродной проволокой и горит под жидким слоем расплавленного флюса в замкнутом пространстве 4, образованном парами и газами, выделяемыми в столбе дуги. Металл сварочной проволоки расплавляется дугой и переносится каплями в сварочную ванну. В сварочной ванне металл сварочной проволоки смешивается с расплавленным основным металлом.

Некоторое избыточное давление, возникающее при термическом расширении газов, оттесняет жидкий металл 5 в сторону, противоположную направлению сварки. В таких условиях обеспечивается глубокий провар основного металла. Незначительное избыточное давление в газовом пространстве 4 и слой флюса надежно предохраняют расплавленный металл от вредного воздействия окружающего воздуха. Кроме того, значительно уменьшается разбрызгивание металла, улучшается формирование шва, использование тепла дуги и материала электродной проволоки.

Электродная проволока 3 подается в зону сварки с помощью ведущего 10 и прижимного 9 роликов специального механизма со скоростью, равной скорости ее плавления, и таким образом автоматически поддерживается горение дуги. Сварочный ток подводится от источника тока к электродной проволоке через мундштук 8 сварочной головки, находящийся на небольшом расстоянии (40-60 мм) от конца электродной проволоки.

Читать еще:  Аппарат для приготовления мягкого мороженого

Для получения сварного шва деталь или дугу (сварочную головку) перемещают механизированным способом одну относительно другой. По мере перемещения дуги вдоль разделки шва происходит остывание сварочной ванны 5, кристаллизация металла и формирование сварного шва 6. Расплавленный флюс всплывает на поверхность и при остывании образует шлаковую корку 7.

Жидкий шлак (флюс), имея более низкую температуру плавления, чем металл, затвердевает несколько позже, замедляя охлаждение металла шва. Продолжительное пребывание металла шва в расплавленном состоянии и медленное остывание способствуют выходу на поверхность всех неметаллических включений и газов, получению чистого, плотного и однородного по химическому составу шва.

Малый вылет электрода (расстояние от конца электродной проволоки до токопроводящего мундштука), отсутствие покрытия, большая скорость подачи электродной проволоки позволяют значительно увеличить силу сварочного тока, до 50-150 А/мм2, т. е. примерно в 6-8 раз по сравнению с ручной сваркой электродами тех же диаметров. Коэффициент наплавки составляет 14-18 г/А-ч, или в 1,5-2,0 раза выше, чем при сварке электродами вручную. В результате этого производительность автоматической сварки под флюсом получается в 6-10 раз выше ручной.

Высокая производительность приводит к ускорению процесса плавления сварочной проволоки, увеличению глубины проплавления основного металла и, как следствие, значительному повышению производительности. Достаточно толстый слой флюса (до 60 мм), засыпаемый в зону сварки, расплавляется на 30%. Это делает дугу закрытой (невидимой) и обеспечивает надежную защиту расплавленного металла от окружающего воздуха, стабилизирует сварочный процесс. Существенным достоинством сварки под флюсом являются незначительные потери на угар металла и его разбрызгивание. Потери на разбрызгивание, угар и огарки составляют всего 1-3%.

Вследствие увеличения эффективной тепловой мощности дуги может быть расширен диапазон толщин деталей, свариваемых без скоса кромок. Например, при обычных режимах сварки под флюсом деталей встык без скоса кромок можно сваривать металл толщиной 15-20 мм. В этом случае увеличивается проплавление основного металла, и его доля в металле шва составляет 50-70%. При этом значительно снижается расход электродной проволоки. При сварке угловых швов увеличенная глубина провара обеспечивает большее сечение, чем это достигается при ручной сварке с одинаковым катетом шва.

Кроме того, при автоматической сварке условия труда значительно лучше, чем при ручной сварке: дуга закрыта слоем шлака и флюса, выделение вредных газов и пыли значительно снижено, нет необходимости в защите глаз и кожи лица сварщика от излучения дуги, а для вытяжки газов достаточно естественной вытяжной вентиляции. К квалификации оператора автоматической сварочной установки предъявляются менее высокие требования.

Обобщая вышесказанное, можно сделать вывод, что сварка под флюсом имеет следующие преимущества:

    • широкий спектр возможного применения: сварка тонких и толстых пластин, сварка слаболегированных, легированных и нержавеющих сталей, наплавка и ремонтные работы;
    • высокая скорость сварки достигается благодаря использованию высоких сварочных токов;
    • высокоэффективное сплавление существенно снижает или исключает необходимость в дополнительной обработке;
    • меньшая стоимость работ, так как расход сварочных материалов ниже, чем при использовании других методов сварки;
    • качественное формирование и отличный внешний вид сварного шва; превосходная компактность сварных швов;
    • высокие механические свойства металла сварного шва;
    • горение дуги во время сварки происходит под слоем флюса, что позволяет не применять индивидуальные средства защиты и снизить затраты на вентиляцию;
    • отсутствие дымовыделения обеспечивает оператору большой комфорт и позволяет сэкономить на оборудовании для отвода и утилизации выделяющегося при сварке дыма.

Однако автоматическая сварка под флюсом имеет некоторые недостатки и ограничения по применению:

Источник: penzaelektrod.ru

Электроды с флюсом и сварочная проволока с флюсом

При сварке под флюсом автоматическим или полуавтоматическим методом электрическая дуга и вся сварочная ванна находятся под слоем флюса, который защищает шов и сварочную ванну от воздействия атмосферы. Сгорая, флюс образует шлак, который покрывает сверху сварной шов. Шлак также является дополнительной защитой шва.

Данный вид сварки широко распространен в судостроении, в изготовлении резервуаров, в сваривании труб большого диаметра и габаритных металлоконструкций. За счет использования значительных сварочных токов удается сваривать очень толстый металл, не разделывая предварительно его кромки. В последнее время появились электроды с флюсом, которые дают дополнительные удобства сварщику при работе.

Преимущества сварочных работ под флюсом

По сравнению с обычной дуговой сваркой работа под воздействием флюса оказывается в несколько раз более эффективной.

Отмечаются такие преимущества данного метода:

  • Вся зона сварки является защищенной флюсом от кислорода. Поверхность шва не окисляется, на нее не попадают вещества извне, внутри самого шва не образуются воздушные каверны.
  • Уменьшен расход сварочных электродов и присадочной проволоки за счет того, что расплавленный металл находится под слоем флюса.
  • За счет этого также значительно уменьшается разбрызгивание металла в процессе сварки. Потери металла уменьшаются на 2 %.
  • Качество шва оказывается более высоким. Сохраняются постоянными размеры и форма шва. Химический состав шва более однороден.
  • Снижается время проведения работы и экономится электроэнергия. Это тем более актуально, если применяется механизированная сварка, исключающая воздействие «человеческого фактора».
  • Повышается безопасность работы сварщика ввиду отсутствия брызг расплавленного металла.

Существенным недостатком сварки с флюсом является сложность ручного ведения электрода. За слоем флюса, нанесенного на поверхности свариваемых деталей, невозможно отчетливо увидеть кромки самих деталей. Поэтому ручная сварка на практике используется редко. Но было найдено решение этой негативной проблемы.

Была разработана технология производства электродов и сварочной проволоки с флюсом, которая сейчас активно применяется.

Электроды и сварочная проволока с флюсом

Такая технология изготовления электродов существенно облегчила работу сварщиков. Слой флюса, который наносится на сварочную проволоку или на электроды, выполняет такие же задачи, что и флюс, нанесенный на поверхности деталей.

Но сварщик в процессе работы полностью контролирует сварной шов.

При нагреве электрода флюс плавится, стекает с его поверхности и покрывает кромки деталей. Его защитные функции остаются прежними. Еще одной особенностью электродов с флюсом является выделение расплавленным флюсом углекислого газа. Известно, что углекислый газ горение не поддерживает. Следовательно, можно без опаски перегрева деталей увеличивать сварочный ток.

Источник: steelguide.ru

Сварка под флюсом

Тот, кто знаком со сварочными процессами, знает, как негативно влияет воздух на качество сварного шва. Вот почему самым качественным соединением считается процесс, который проводится в среде защитных материалов. Обычно для этого используются инертные газы или флюсы. Сварка под слоем флюса сегодня используется не так часто, особенно в бытовых условиях. Но в промышленности этот вид сваривания металлов применяется гораздо чаще. Тем более, качество шва при этой технологии гарантированно имеет высокие качественные характеристики. Поэтому когда разговор заходит о сварке под флюсом, необходимо понимать, что данный процесс является полуавтоматическим или автоматическим. В некоторых промышленных производствах устанавливается роботизированная сварка с применением флюсов.

Что такое сварка под защитными флюсами

По сути, это все тот же сварочный процесс с применением неплавящихся электродов и присадочной проволоки. Только вместо газа, который покрывает собою зону сварки, используется флюс – порошкообразный материал, засыпаемый поверх стыка двух металлических заготовок.

При высокой температуре сварки флюс расплавляется и выделяет все тот же защитный газ. При этом поверх зоны сваривания образуется прочная пленка, защищающая ее от негативного воздействия окружающего воздуха. Сгоревший порошок превращается в шлак, который легко снимается со сваренного шва. Остатки флюса можно собрать и использовать в другом месте.

Но самое главное, что все позиции, связанные с соединением стыкуемых деталей, точно такие же, как и в случае использования других сварочных технологий. А именно:

  • правильный подбор режима сварки, который зависит от структуры соединяемых металлов;
  • правильный выбор электрода;
  • присадочной проволоки, которая по своим свойствам должна соответствовать свойствам основных металлов;
  • грамотное формирование кромок;
  • зачистка торцов деталей, их обезжиривание.
Читать еще:  Электроинструмент код окпд 2

Но есть и одна отличительная особенность – правильный выбор флюса.

Виды флюсов

Как уже было сказано выше, флюс для сварки – это порошок с размерами гранул 0,2-4 мм. Его классификация зависит от многих показателей. Но есть основные характеристики, которые разделяют его на группы и классы.

По способу производства сварочные флюсы делятся на:

  • плавленые: их компоненты сначала плавятся, затем гранулируются, прокаливаются и разделяются на фракции;
  • неплавленые или керамические: это сухие ингредиенты, которые смешиваются с жидким стеклом, сушатся, гранулируются, прокаливаются и разделяются на фракции.

Производители и специалисты отмечают плавленый вариант, как лучший из двух представленных.

Разделение по химическому составу.

  • Оксидные флюсы. В основе порошка содержатся оксиды металлов до 90% и остальное – это фторидные соединения. В этой группе есть подгруппы, которые определяют процентное содержание того или иного оксида. К примеру, оксид кремния. Если его содержится во флюсе до 1%, то такой порошок называется бескремнистый, если его содержание составляет 6-35% — низкокремнистый и больше 35% — высококремнистый. Оксидные флюсы предназначены для сварки низкоуглеродных и фтористых стальных заготовок.
  • Солевые. В них нет оксидов металлов, основу составляют соли: фториды и хлориды. Такой порошок используется для сваривания активных металлов, к примеру, титан.
  • Смешанные флюсы (солеоксидные). В них есть и оксиды и соли. Применяют их для соединения легированных сплавов.

Еще одна характеристика – активность флюсов. По сути, это скорость окисления порошка при его нагреве. Измеряется данный показатель от нуля до единицы и делит флюсы на четыре категории:

  1. Меньше 0,1 – это пассивные материалы.
  2. От 0,1 до 0,3 – малоактивные.
  3. От 0,3 до 0,6 – активные.
  4. Выше 0,6 – высокоактивные.

И последнее. Это деление по строению гранул. Здесь три позиции: стекловидные, пемзовидные и цементированные. Необходимо отметить, что сварка под стекловидным флюсом дает более широкий сварной шов, чем под пемзовидным. Если используется порошок с мелкими частицами, то шов под ним образуется глубокий и неширокий с высокими прочностными качествами.

Полезные советы

  • Большое значение в технологии сварки под флюсом играет переход металлов (марганца и кремния) в металл сварочного шва. Марганец переходит быстрее, если концентрация его оксида ( MnO ) больше, чем оксида кремния (SiO2). Чем меньше активность флюса, тем быстрее происходит переход.
  • Поры в швах образуются, если флюс не был хорошо просушен, если он не соответствует свойствам металла свариваемых заготовок и металлу присадочной проволоки, если между деталями оказался слишком большой зазор, если флюсовый слой оказался недостаточным, если его качества низкие.
  • Негативно на сварочный шов влияет водород. Поэтому его с помощью флюсов связывают в нерастворимые соединения. Это лучше делает порошок с большим содержанием кремния и с пемзовидной формой гранул.
  • Чтобы в сварном шве не образовывались трещины, необходимы флюсы с высоким содержанием и кремния, и марганца.

Сегодня все чаще в промышленности используется сдвоенная или двухэлектродная сварка, в которой электроды располагаются на расстояние меньше 20 мм друг от друга и питаются от одного источника электрической энергии. При этом они варят в одной зоне, формируя единую сварочную ванну. Располагаться электроды могут как в продольном положении, так и в поперечном.

Применяют и двухдуговую сварку, в которой расходники питаются от двух разных источников, при этом ток может быть на двух стержнях переменным или постоянным. А может быть и разным. Расположение же электродов может быть перпендикулярным плоскости сваривания или под наклоном. Варьируя углом наклона, можно увеличить глубину проварки или уменьшить. Соответственно будет изменяться и ширина шва.

Дуговая сварка под флюсом может проводиться и при повышении расстояния между расходниками. В этом случаи сварка будет проводиться параллельно в двух ваннах. Но первый электрод будет выполнять функции нагревателя зоны сварки, второй будет ее проваривать. При такой технологии соединения металлических заготовок электроды устанавливаются перпендикулярно плоскости сваривания. Данный способ отличается тем, что в процессе сварки двумя электродами не образуются закалочные участки как в самом сварочном шве, так и в прилегающих к нему зонах на основных деталях.

Режимы сварки под флюсом

Необходимо отметить тот факт, что механизированная сварка под флюсом отличается от ручной тем, что появляется возможность использовать сварочный ток высокой плотности. Он варьируется в диапазоне 25-100 А/мм². Соответственно и сила тока будет использоваться большая. Это отражается на глубокой проварке шва, возможности сваривать толстостенные заготовки без формирования кромок, увеличивать скорость самого процесса.

К примеру, при сваривании деталей толщиною 20-40 мм при однодуговой ручной сварке скорость процесса составляет не более 70 м/час. Используя двухдуговую сварку, можно увеличить данный показатель до 300 м/час. Конечно, силу тока подбирают в основном от диаметра используемого электрода. В таблице указана их зависимость между собой.

Диаметр электрода, мм Сила сварочного тока, А
2 200-400
3 300-600
4 400-800
5 700-1000
6 700-1200

Необходимо добавить, что сварочно-флюсовая технология является еще и экономичной. Все дело в том, что расход материалов уменьшается за счет меньшего разбрызгивания металла, к примеру, в ручной сварке этот показатель составляет 15%, в флюсовой механизированной меньше 3%. Уменьшается объем угара, не образовываются огарки и другие неприятные моменты. Сохранение тепла под флюсом дает возможность сэкономить и электроэнергию. Уже доказано, что уменьшение потребления электрического тока происходит до 40%. Сокращаются и трудозатраты, которые обычно уходят на формирование кромок, на очистку шва после сварки от окалин, брызг и шлака.

Единственный минус – это ограничение по положению сварочной ванны. Варить можно в нижнем положении автоматами или полуавтоматами или с небольшим наклоном в пределах 10-15°.

Обязательно посмотрите видео, в котором показано, как можно варить две металлические детали под флюсом.

Источник: svarkalegko.com

Сварочные флюсы. Защита сварочной зоны

В процессе газовой и электродуговой сварки высокотемпературная зона обработки чрезвычайно увеличивает свою химическую активность. Следствием являются интенсивное окисление металла, испарение части материала сварочной проволоки, снижение интенсивности металлургических процессов, что препятствует эффективному плавлению. Наконец, с увеличением продолжительности сварки в ванне начинается скапливаться всё больше шлаков. Поэтому такую зону необходимо эффективно изолировать, что и выполняется сварочными флюсами – неметаллическими композициями с определённым набором свойств.

Принцип действия

Типовая сварочная зона при установившейся стадии процесса включает в себя следующие области:

  1. Зону дугового столба с внутренней температурой не менее 4000…5000 °С.
  2. Зону газового пузыря, которая образуется вследствие интенсивного атомарного испарения компонентов в кислородной среде.
  3. Шлаковый расплав, который, будучи легче металла, располагается в верхней части газовой полости.
  4. Слой расплавленного металла в нижней части полости.
  5. Шлаковую корку, которая образует верхнюю, твёрдую границу сварочной зоны.

Кроме того, свой вклад в поведение свариваемого металла вносит также сварочная проволока. Таким образом, при всех разновидностях сварки в миниатюре моделируется обычный металлургический процесс получения металла, но без защитного покрытия и чёткой протяжённости, которые в первом случае ограничиваются объёмом мартеновской или электропечи.

Обезопасить свариваемый металл от окисления и шлаковой корки, ухудшающей качество готового шва можно, применив непрерывную подачу в сварочную зону легкоплавких и в то же время – химически инертных компонентов. Ими и являются сварочные флюсы. Они могут применяться также для целей поверхностной наплавки. Применение флюсов снижает уровень пыли, которая всегда образуется при сварке.
При использовании данных материалов должны обеспечиваться следующие условия:

  • Сварочный флюс не должен снижать производительность сварки, а, наоборот, стабилизировать её;
  • Материал не должен вступать в химические реакции, как с основным металлом, так и с металлом сварочной проволоки;
  • На протяжении всего рабочего цикла должна обеспечиваться изолированность зоны сварочного пузыря от окружающей среды;
  • После окончания процесса остатки флюса, связываясь со шлаковой коркой, должны легко удаляться из зоны обработки. При этом до 70…80% материала флюса можно, после соответствующей очистки, вновь использовать при сварке.
Читать еще:  Классификация транзисторов по функциональному назначению

Эти требования довольно сложны и противоречивы, поэтому оптимальный состав и технология подачи сварочных флюсов определяется под конкретный вид сварки, конфигурацию соединяемых частей металла и производительность процесса.

Классификация сварочных флюсов

Все разновидности сварочных флюсов характеризуются следующими параметрами:

  1. Своим внешним видом – могут быть порошковидными, зернистыми/кристаллическими, пастоподобными и даже газовыми. Например, для целей электросварки или наплавки оптимальными считаются сварочные флюсы в виде порошка или мелких гранул (при этом материал должен обладать ещё и соответствующими показателями электропроводности). В то же время при газосварке или пайке лучше применять флюсы в виде паст, порошка или газа.
  2. Химическим составом, к которому предъявляются требования химической инертности при весьма высоких температурах, а также способности к эффективной диффузии некоторых составляющих флюсов в металл сварного шва.
  3. Способом получения. Различают плавящиеся и неплавящиеся флюсы. Первые эффективнее при наплавке, когда поверхность металла должна быть эффективно дополнена иными химическими элементами (например, для улучшения внешнего вида и повышения антикоррозионных свойств). Неплавящиеся флюсы призваны улучшить механические показатели готового шва, поэтому их используют при сварке высокоуглеродистых сталей и цветных металлов, например, алюминия, которые в обычных условиях плохо свариваются.
  4. По своему назначению. Например, легированная сварочная проволока с флюсом позволяет улучшить химсостав, и повысить уровень механической прочности исходного металла. Особо ценятся флюсы универсального применения, которые можно использовать не только для сварки стали, но также для сварки цветных металлов и сплавов.

Типовыми составляющими любого сварочного флюса являются кремнезём и марганец. Однако для целей легирования в состав флюсов могут включаться различные ферросплавы и металлы.

Классификацию рассматриваемых материалов часто производят также и по их марке. Она определяется предприятием-разработчиком. Например, все марки флюсов, которые были разработаны Институтом электросварки имени Патона, в своём обозначении обязательно имеют буквы АН (академия наук). Своё «фирменное» обозначение ФЦ имеют и флюсы, разработанные Центральным НИИ транспортного машиностроения. Несмотря на то что рецептура практически всех флюсов стандартизирована (например, флюсы, предназначенные для автоматической сварки под флюсом сварочными тракторами, выпускаются по требованиям ГОСТ 9087), единой маркировки данных материалов нет.

Технология получения

Она определяется химическим составом сварочного флюса.

Неплавленые флюсы имеют керамическую основу, и получаются механическим измельчением компонентов на шаровых мельницах. В зависимости от размера фракций такие флюсы подразделяются на мелкие с размером зерна 0,25…1,0 мм, и нормальные, с размером зерна до 3…4 мм. Первые применяются при сварке проволокой небольших диаметров, не превышающих 1,0…1,5 мм; в обозначение таких флюсов добавляют букву М. В случае значительного количества компонентов в марке неплавленого флюса, их предварительно связывают между собой склеиванием, а затем уже размалывают до требуемого размера частиц.

В состав неплавленых флюсов входят, кроме кремнезёма, марганцевая руда, ферросплавы, металлические порошки и оксиды некоторых элементов. Критерием отбора считается способность этих компонентов усиливать металлургические процессы, которые протекают в зоне сварки. В результате улучшаются условия для поверхностного легирования и раскисления металла, сварной шов приобретает более мелкозернистую структуру, а количество вредных примесей в шве уменьшается. Легирующие способности неплавленых флюсов позволяет применять более дешёвую сварочную проволоку.

Вместе с тем, неплавленые флюсы имеют и свои недостатки. Например, их упаковка должна быть гораздо более тщательной, поскольку все компоненты таких флюсов гигроскопичны и легко впитывают влагу, ухудшающую качество материала. Неплавленые флюсы более требовательны к соблюдению технологического процесса сварки, поскольку при этом могут существенно измениться условия легирования.


К неплавленым флюсам относят также магнитные. По своей эффективности они подобны керамическим, но содержат дополнительно ещё железный порошок, что увеличивает производительность сварки.

Плавленые флюсы используются преимущественно в технологиях автоматической сварки всех разновидностей. Технология их получения более сложная, и включает в себя следующие этапы:

  • Подготовку, и размол всех компонентов, которые должны быть в составе флюса (кроме тех, что используются в неплавленых флюсах, туда включают также плавиковый шпат, глинозём, мел и ряд других);
  • Перемешивание механической смеси в специальных вращающихся мельницах;
  • Плавку в газопламенных печах с защитной атмосферой или в электродуговых печах;
  • Гранулирование, которое выполняется для того, чтобы итоговые фракции имели нужных размер зёрен. Для этого расплав флюса выпускается в воду, где и затвердевает в шарообразные частицы;
  • Сушку во вращающихся сушильных барабанах;
  • Окончательное просеивание и упаковку.

Плавленые сварочные флюсы состоят из оксида марганца и кремнезёма SiO2. Марганец обеспечивает восстановление оксидов железа, которые постоянно образуются в процессе сварки, а также связывает находящуюся в шлаках серу в сульфид, который впоследствии легко удаляется с поверхности сварного шва. Кремний, в свою очередь, повышает сплошность металла в зоне шва, поскольку препятствует росту концентрации окиси углерода при сварке. Хорошие раскисляющие свойства кремния способствуют увеличению однородности химического состава металла при сварке под флюсом.

Плавленые флюсы имеют прозрачную или светло-жёлтую окраску. Их плотность не превышает 1,6…1,8 г/см 3 .

Действие сварочных флюсов при проведении сварки

Для ручной сварки флюс насыпается слоем толщиной до 60 мм на поверхности металла, которые прилегают к будущему стыку. При недостаточной толщине слоя флюса может быть непровар металла, с образованием трещин и раковин. После этого возбуждается разряд (при электросварке) или поджигается горелка – при газопламенной. По мере перемещения сварочного электрода слой флюса подсыпается на новые поверхности. Поскольку размеры столба в дуги больше высоты флюса, то разряд протекает полностью в жидком расплаве компонентов, которые воздействуют на металлический расплав с удельным давлением до 8…9 г/см 2 . В результате проведения сварки под флюсом исключается разбрызгивание металла, сокращается расход сварочной проволоки и повышается производительность процесса. Это происходит потому, что наличие флюса позволяет использовать более высокие значения рабочего тока без опасности получения прерывистого сварочного шва. Для сравнения – токи 450…500 А при открытой сварке применять невозможно, т. к. дуга выплёскивает металл из сварочной ванны.

В условиях автоматической или полуавтоматической сварки сварочные флюсы используются так. Флюс подаётся из бункера по специальной трубке. Чуть позже включается подача электродной проволоки с катушки, которая расположена после ёмкости с флюсом. По мере выполнения сварки часть флюса, которая не была использована и связана шлаками, пневматически отсасывается в специальную ёмкость. Расплавленная и охлаждённая шлаковая корка впоследствии механически удаляется с поверхности сварного шва.

Положительными факторами применения сварочных флюсов являются:

  1. Отсутствие потребности в предварительной разделке кромок будущего шва, поскольку при больших токах (для электросварки), либо повышенной концентрации кислорода (при газовой сварке) расплавление металла протекает значительно интенсивнее.
  2. Отсутствие угара металла, как в зоне шва, так и на поверхностях, которые прилегают к нему. Всё это сопровождается повышением качества готового сварного шва.
  3. Более устойчивое горение дуги.
  4. Увеличение КПД источника питания, поскольку снижаются потери энергии, затрачиваемой на нагрев металла, его разбрызгивание и повышенного расхода сварочной проволоки с флюсом.
  5. Более комфортные условия труда сварщика, поскольку значительная часть пламени дуги экранируется слоем флюса.

Ограничением для применения сварочных флюсов считается невозможность быстрого осмотра места выполненной сварки. Это повышает требования к качеству подготовительных работ, особенно, если сваркой соединяют детали сложной конфигурации. Кроме того, сами флюсы достаточно дороги, а их расход сопоставим с затратами на сварочную проволоку.

Источник: proinstrumentinfo.ru

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector