Сварочная проволока автоматической сварки

Обновлено: 24.01.2025

В современном мире нет ни одного промышленного предприятия, которое бы в своей производственной деятельности не использовало электродуговую сварку. Благодаря этому фактору отечественный рынок полуавтоматических аппаратов постоянно растёт и активно развивается.

Сегодня он представлен широким рядом технических средств, специфических приспособлений и расходных материалов, самым востребованным из которых является сварочная проволока для полуавтоматов. Этот важный компонент по своим характеристикам должен максимально соответствовать свойствам металла, из которого изготовлены соединяемые детали. Поэтому было разработано большое количество присадочных изделий, наиболее подходящих под определённый вид работ.

Разновидности проволоки

Сварочная проволока — это незаменимый элемент для успешного проведения рабочих операций в различных отраслях промышленности и коммунального хозяйства. С её помощью осуществляется соединение нескольких металлических сегментов в цельную конструкцию.

К особенностям этого присадочного материала относятся простота использования и отменное качество выполняемых работ. Грамотный выбор проволоки способствует не только повышению надёжности сварного шва, но и значительному увеличению производительности.

Проволока для полуавтомата, как правило, поставляется в бухтах, мотках и катушках. Масса первого вида упаковки иногда достигает 1,3 тонны. Вес второго типа тары может варьироваться от 15 до 120 килограмм. Показатели массы третьей формы упаковки находятся в диапазоне от 5 до 18 килограмм.

Зачастую проволока помещается в коробки или полиэтиленовые пакеты. В том случае, если продукция не имеет упаковки, то перед применением проволока подвергается высушиванию при температуре 200°C.

Порошковая

Данная проволока представляет собой полый объект, изготовленный из металла, свободное пространство которого заполнено порошком и флюсом. Эти материалы позволяют защитить шов от воздействия кислорода и вредных веществ, образующихся в процессе сварки.

Немаловажным фактором здесь также выступает и обеспечение безопасности органов дыхания специалиста, выполняющего технологические работы.

Использование в сварочной проволоке специальных добавок облегчает поджиг дуги и способствует уменьшению разбрызгивания металла, что самым благоприятным образом сказывается на формировании качественного шва. Горение дуги осуществляется во флюсовой среде, которая позволяет защитить зону свариваемого участка от негативного воздействия окружающей среды.

Для работ с использованием порошковой проволоки не требуется тяжёлых газовых баллонов, с которыми связаны многие хлопоты: хранение, заправка и возможная утечка.

Омедненная

Омедненная проволока — это изделие, предназначенное для работы с углеродистыми и низко углеродистыми сталями. Она покрыта специальным медным составом и используется для сваривания объектов в среде защитных газов.

Данная проволока позволяет выполнять прочное и качественное соединение изделий, которое отличается аккуратным и ровным швом.

Эта продукция эффективно применяется в таких сферах, как:

Строительное производство;
Автомобильная промышленность;
Самолёто- и судостроение.

Она обладает высокими показателями наплавки и незаменима при выполнении следующих процедур:

Формирования валика на сварочном шве;
Наполнения промежутка посередине краёв соединяемой конструкции.

Проволока характеризуется стабильным химическим составом, хорошими прочностными показателями и низкой себестоимостью.

Легированная

Такой тип проволоки применяется в качестве присадочного компонента для проведения ручной и полуавтоматической сварки. Изделия бывают следующих типов:

Высоколегированные — в своём составе содержат большое количество присадок;
Низколегированные — имеют малый объём добавок;
Углеродистые — включают в себя более 0,2% углеродистых элементов.

Благодаря тому, что одной из функций проволоки является восстановление легирующих соединений в металле, она отличается высоким уровнем пластичности и выносливости к деформациям, а также обладает отменной стойкостью к образованию коррозии.

Проволока используется в основном для соединения массивных деталей и труб, обладающих большим диаметром. Она позволяет создавать качественные герметичные швы и способна работать в нескольких положениях.

Сварочная проволока с флюсом

Проволока с флюсом обладает высокой степенью плавления, позволяя успешно проводить сварочные операции с тугоплавкими материалами. Соединение деталей осуществляется без разбрызгивания частиц металла, а корка, образовавшаяся в процессе сварки способна надёжно защитить дугу и материал от воздействия внешней среды. Благодаря этим факторам создаётся ровный и плотный шов, отличающийся однородностью и высокой прочностью. А шлаковые корки, сформировавшиеся на нём, очень легко удаляются.

Высокий уровень производительности при наплавке и отсутствие металлических брызг — это те важные факторы, благодаря которым так популярен данный материал. Этот вид проволоки безвреден для здоровья человека, его можно приобрести в большинстве строительных магазинов, и он имеет довольно низкую цену.

Сварочная проволока для нержавейки

Этот вид сварочного материала предназначен для соединения деталей, изготовленных из нержавеющей стали. Он позволяет защитить зону шва от образования коррозии и помогают ему в этом такие компоненты, как углерод, марганец, фосфор, азот и хром.

Изготавливается проволока по технологии вытяжки стали. В зависимости от характера обработки она может быть:

Твёрдой;
Мягкой;
Термической.

Рекомендуется использовать проволоку по структурным характеристикам, идентичную соединяемым деталям, так как в этом случае прочность шва будет наивысшей. Стоимость изделия сегодня весьма существенна и в среднем составляет около 15 долларов за килограмм.

При проведении работ необходимо максимально точно настроить в полуавтомате такие параметры, как напряжение и импульсную подачу материала, что позволит значительно сэкономить ресурсы. Нержавеющая сварочная проволока широко применяется в автомобилестроении, пищевой промышленности и при изготовлении медицинских приборов.

Алюминиевая сварочная проволока

Этот тип проволоки предназначен для сварки алюминия и его сплавов. Изделие обладает неплохой прочностью, отличной коррозионной стойкостью и хорошей степенью пластичности. Она изготавливается из алюминия в сочетании с такими компонентами, как марганец, кремний и магний.

Сварочные мероприятия с применением проволоки проводятся в среде защитных газов (аргона, гелия) аргонно-дуговым аппаратом. Важным фактором при проведении работ является своевременное использование алюминиевого материала, так как после вскрытия упаковки проволока подвержена быстрому окислению. А это ухудшает качество материала и негативным образом сказывается на качестве сварочных операций.

Особенно внимательно следует подходить к выполнению работ на участках с повышенной влажностью. Используется алюминиевая проволока в пищевой отрасли, лёгкой промышленности, судостроении и нефтедобывающей сфере.

Маркировка

Основные требования, регламентирующие все вопросы производства проволоки для сварочных работ, представлены ГОСТом 2246-70. Сегодня изготавливается порядка 80 разновидностей этого вида изделий. И для того, чтобы понять, что собой представляет тот или иной тип продукции, ему присваивается определённая маркировка, помогающая разобраться в составе товара и его характеристиках. В качестве наглядного примера может послужить популярная сварочная проволока св08г2с.

Её расшифровка представлена следующими значениями:

Сочетание литер «св» указывает на то, что данное изделие относится к сварочной проволоке;
Комбинация цифр «08» говорит о количестве углерода (в сотых долях), содержащегося в изделии;
Литера «г» подчёркивает наличие марганца в составе проволоки;
Цифра «2» — это объём марганца в элементе;
Литера «с» говорит о наличии в проволоке кремния, но если после буквенного обозначения нет никакой цифры, то это значит, что в изделии его содержится менее 1%, но более 0,5%.

По маркировке, изложенной выше, можно сказать, что представленное изделие является легированной низкоуглеродистой проволокой, в составе которой присутствуют такие присадки, как кремний и марганец.

Диаметр проволоки

Проволока для полуавтоматических устройств бывает следующих диаметров:

Такие размерные показатели позволяют полностью удовлетворить потребности профессиональных сварщиков. Для узкоспециализированных целей прекрасно подойдут изделия с диаметром от 3,0 до 6,0 миллиметра.

Необходимый размер проволоки подбирается в соответствии с характеристиками сварочного тока и толщиной соединяемых элементов.

В качестве критериев подбора также выступают:

Химический состав материала;
Величина площади наплавки;
Количество проходов для формирования шва.

Следует отметить, что при выборе проволоки важно обращать внимание на такие показатели металла, как ударная вязкость и сопротивление разрыву.

Заключение

Для облегчения процесса сварки и увеличения эффективности операций при соединении тугоплавких металлов и сплавов широко используются современные присадочные материалы. Одним из самых востребованных на сегодня является сварочная проволока для полуавтоматов. Она позволяет эффективно проводить все работы при помощи инвертора, не используя при этом хрупкие электроды.

Автоматизированная сварка с использованием присадочной проволоки способствует созданию гибкого, прочного и надёжного шва. Для достижения наилучшего результата необходимо подобрать такой вид присадки, который смог бы максимально точно соответствовать составу свариваемого металла. При возникновении затруднений в решении этих вопросов потребуется обратиться за помощью к профессионалам, которые сумеют составить список необходимых рекомендаций.

Флюсы и проволоки для автоматической сварки и наплавки

Флюс OK Flux 10.71 - основной, керамический, обеспечивающий небольшое восстановление Mn и Si. Он предназначен для электродуговой одно и многопроходной сварки на постоянном и переменном токе стыковых соединений из углеродистых, низколегированных конструкционных сталей перлитного класса и высокопрочных сталей с обеспечением требуемой ударной вязкости до -40°С (с нормативным временным сопротивлением разрыву до 600 МПа). OK Flux 10.71 является флюсом алюминатно-основного типа, обладающим для данной шлаковой системы достаточно высокой электропроводностью, как на постоянном, так и на переменном токе.

Флюс ESAB OK Flux 10.62 – является высокоосновным, керамическим, пассивным флюсом, предназначенным для многопроходной, стыковой сварки углеродистых, высокопрочных, а также низколегированных сталей с требованиями по ударной вязкости до температур -40 °С /-60 °С. Сварка может производиться как на постоянном, так и на переменном токе. Обладает высокой электропроводностью.

Флюс сварочный АН-47 предназначен для дуговой сварки низколегированных сталей повышенной прочности типа 09Г2, 09Г2С, 10ХСНД, а так же других марок низколегированных и нелегированных углеродистых сталей низколегированными сварочными проволоками марок: СВ-08ГА, СВ-08Г2С, СВ-08МХ, СВ-08ХМ, СВ-08НМ, S2, S2Мо и другими.

Флюс cварочный АН-348А предназначен для механизированной сварки и наплавки конструкций из низкоуглеродистых нелегированных и низколегированных сталей, нелегированной и низколегированной проволокой марок СВ-08, СВ-08ГА, S1, S2 при температурах эксплуатации конструкций до – 40°С.

Сварочный флюс АН-26С предназначен для механизированной дуговой сварки коррозионностойких и жаропрочных хромоникелевых сталей сварочной проволокой марок СВ-06Х19Н9Т, СВ-01Х19Н9, СВ-08Х19Н10Б и др. Внешний вид «стекловидный».

Флюс cварочный ОСЦ-45 gредназначен для механизированной дуговой сварки углеродистых нелегированных и низколегированных судостроительных сталей, наплавки широкой номенклатуры изделий из углеродистых и низколегированных сталей, а также импортных сталей типа Н11/Н111, 17Mn4, StE255, 15Mo3, StE355б в сочетании с проволоками марок СВ-08, СВ-08Га, S1, S2, S2Mo.

Флюс сварочный АН-60 предназначен для дуговой автоматической сварки на повышенной скорости (до 180 м/ч) конструкций из углеродистых и низколегированных сталей.

Флюс сварочный ОСЦ-45М предназначен для механизированной дуговой сварки углеродистых нелегированных и низколегированных судостроительных сталей, наплавки широкой номенклатуры изделий из углеродистых и низколегированных сталей, сварочной проволокой диаметром не более 3,0 мм

Сварочный флюс ESAB ОК 10.93 – это агломерированный фторидно-основный сварочный флюс для дуговой сварки под флюсом нержавеющих сталей. Сварочный флюс Эсаб такого типа применяется для одно и многопроходной сварки, в том числе и листов неограниченной толщины, обеспечивая при этом отличные сварочно-технологические характеристики сварного шва.

Сварочный флюс АН-26П аналогичен флюсу АН-26С. Механизированная дуговая сварка коррозионностойких и жаропрочных хромоникелевых сталей сварочной проволокой марок СВ-06Х19Н9Т, СВ-01Х19Н9, СВ-08Х19Н10Б и др. Внешний вид «пемзовидный».

Качественные высокотехнологичные медно-фосфорные и медно-цинковые флюсы ПВ-209, ПВ-209Х предназначены для пайки меди, сплавов меди и серебра, сталей, никелевых сплавов в различных сочетаниях.

Покупателям

Контактная информация

Мы принимаем к оплате:

Сварочная проволока

Сварка порошковой проволокой может выполняться на том же оборудовании, что и сварка полуавтоматом. Сокращенное наименование этого процесса, принятое за рубежом - FCAW (Flux Cored Arc Welding).

Сварка под флюсом: присадочные материалы и флюсы

Правильный выбор марки сварочной (электродной) проволоки и флюса - один из главных элементов разработки технологии сварки под флюсом.

Историческая справка об изобретении сварки

Сваркой называется технологический процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого.

Введение в дуговую сварку в защитных газах (TIG, MIG/MAG)

MIG и MAG сварка, что это и как расшифровать?

MIG сварка — это аббревиатура, состоящая из первых букв полного названия данного способа Metal Inert Gas (Метал Инертный Газ), а расшифровка MAG - Metal Active Gas (Метал Активный Газ). У нас же чаще всего используется название полуавтоматическая сварка или механизированная дуговая сварка плавящимся электродом в среде защитного газа, а в США - GMAW т.е. Gas Metal Arc Welding (Газ Метал Дуговая Сварка).

Но все эти различные названия и аббревиатуры — это по сути электрическая дуговая сварка, при которой сварочная проволока подается автоматически с постоянной скоростью, а сварочная горелка перемещается вдоль шва вручную. При этом дуга, вылет сварочной проволоки, ванна расплавленного металла и ее застывающая часть защищены от воздействия окружающего воздуха защитным газом.

Так как при данном способе сварочная проволока подается автоматически, а горелка перемещается вдоль шва вручную, этот способ сварки еще называется механизированным, а сварочная установка – механизированным аппаратом (сварочным полуавтоматом). Однако сварку в защитных газах можно выполнять также и в автоматическом режиме, когда используются передвижные тележки или передвижные сварочные головки.

Сварка под флюсом (SAW)

Юхин Н.А. Механизированная дуговая сварка плавящимся электродом в защитных газах (MIG/MAG)

В иллюстрированном пособии изложены принципы и особенности механизированной дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов. Содержатся данные о сварочных материалах и оборудовании. Приведены рекомендации по технике и технологии сварки сталей, сплавов и цветных металлов. Использованы материалы Института сварки России.

Юхин Н.А. Ручная сварка при сооружении и ремонте трубопроводов пара и горячей воды

В иллюстрированном пособии изложены принципы и особенности ручной дуговой сварки трубопроводов пара и горячей воды покрытым электродом, аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом и газовой сварки ацетиленокислородным пламенем. Содержатся сведения о технологии и технике сварки трубопроводов, их ремонте с помощью сварки. Пособие рассчитано на электросварщиков ручной сварки и газосварщиков, занятых сооружением и ремонтом трубопроводов пара и горячей воды

Электродная проволока: марки, обозначение, поставка

Химический состав электродной проволоки определяет состав металла шва и, следовательно, его механические свойства.

Стальная сварочная проволока, изготавливаемая по ГОСТ 2246-70, который предусматривает 77 марок проволоки.

В условные обозначения марок проволоки входит индекс Св (сварочная) и следующие за ним цифры и буквы. Цифры после индекса Св указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента.

Так же, как и в марках стали, легирующие элементы в марках проволоки обозначаются буквами:

А - азот;
Ю - алюминий;
Р - бор;
Ф - ванадий;
В - вольфрам;
К - кобальт;
С - кремний;
Г - марганец;
Д - медь;
М - молибден;
Н -никель;
Б - ниобий;
Е - селен;
Т - титан;
Х - хром.

Цифры, следующие за буквенными обозначениями химических элементов, указывают среднее содержание элемента в процентах. Если содержание легирующего элемента менее 1%, то ставится только соответствующая буква.

Буква А в конце условных обозначений марок низкоуглеродистой и легированной проволок указывает на повышенную чистоту металла по содержанию серы и фосфора. В проволоке марки СВ-08АА содержится не более 0,020% серы и не более 0,020% фосфора.

В условном обозначении сварочной проволоки перед индексом Св указывается цифра, обозначающая диаметр проволоки в мм, а после условного обозначения - номер ГОСТа.

Например: сварочная проволока диаметром 3 мм марки Св-08А, предназначенная для сварки (наплавки), с неомедненной поверхностью условно обозначается таким образом: проволока 3 Св-08А ГОСТ 2246-70.

Если проволока поставляется с омедненной поверхностью, то после марки проволоки ставится буква О.

Буква Э обозначает, что проволока предназначена для изготовления электродов.

Буквы Ш, ВД или ВИ обозначают, что проволока изготовлена из стали, выплавленной электрошлаковым или вакуумнодуговым переплавом, или переплавом в вакуумно-индукционных печах.

Сварочные проволоки делятся на:

низкоуглеродистые (с суммарным содержанием легирующих элементов до 2%);
легированные (суммарное содержание легирующих элементов от 2 до 6%) и высоколегированные (суммарное содержание элементов более 6%).

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 проволоку 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. Рекомендуется также 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.

В соответствии с требованиями EN 756 обозначение сварочных проволок строится по схеме:

Ni0,5 ? Ni = 0,4. 0,8;

Сварочные флюсы: функции, классификация, общие требования

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 сварочных флюсов

Флюсы выполняют следующие функции:

физическую изоляцию сварочной ванны от атмосферы;
стабилизацию дугового разряда;
химическое взаимодействие с жидким металлом; 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.

Необходимая высота слоя флюса для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей на различных режимах следующая:

Сварочный ток, А	200 - 400	600 - 800	1000 - 1200
Высота слоя флюса, мм	25 - 35	35 - 40	45 - 60

В состав флюса вводят элементы-стабилизаторы, повышающие стабильность горения дуги. Введение этих элементов позволяет применять переменный ток для сварки, более широко варьировать режимы сварки.

Химический состав металла шва формируется за счет основного и электродного металлов. Состав флюса также может приводить к изменениям химического состава металла шва. Однако эти изменения возможны, как правило, только в пределах долей процента. Для легирования металла шва применяют керамические флюсы.

Формирующая способность флюсов определяется вязкостью шлака, характером ее зависимости от температуры, межфазным натяжением на границе металл- шлак и т. п. Формирующая способность в значительной степени зависит от мощности дуги. При сварке мощной дугой (ток свыше 1000 А) хорошее формирование обеспечивают "длинные" флюсы, вязкость которых при повышении температуры монотонно уменьшается. При сварке кольцевых швов малого диаметра для предотвращения отекания шлака следует использовать "короткие" флюсы, вязкость которых резко уменьшается с повышением температуры.

Существенное влияние на формирование шва оказывает газопроницаемость флюса, которая определяется размерами частиц и насыпной массой флюса. Рекомендуемые размеры частиц стекловидного флюса в зависимости от мощности дуги, обеспечивающие удовлетворительное формирование шва, приведены ниже.

Сварочный ток, А	200 - 600	600 - 1200
Грануляция частиц, мм	0,25 – 1,6	0,4 – 2,5

Классификация флюсов

Флюсы можно классифицировать по:

способу изготовления;
химическому составу;
строению и размеру частиц;
назначению.

По способу изготовления флюсы подразделяются на:

плавленые;
керамические;
механические смеси.

Плавленые флюсы получают путем сплавления компонентов шихты в электрических или пламенных печах.

Керамические флюсы производят из смесей порошкообразных материалов, скрепляемых с помощью клеящих веществ, главным образом жидкого стекла. Спеченные флюсы изготовляют путем спекания компонентов шихты при повышенных температурах без их сплавления. Полученные комки затем измельчают до требуемого размера.

Флюсы-смеси изготовляют механическим смешением крупинок различных материалов или флюсов. Большим недостатком механических смесей является склонность к разделению на составляющие при транспортировке и в процессе сварки вследствие разницы в плотности, форме и размере крупинок. Поэтому механические смеси не имеют постоянных составов и сварочных свойств и недостаточно надежно обеспечивают получение стабильного качества сварных швов.

В зависимости от химического состава флюсы классифицируют по содержанию:

Низкокремнистые флюсы содержат менее 35% оксида кремния (SiO₂). При содержании более 1% оксида марганца (МnО) флюс называют марганцевым. Высококремнистые флюсы содержат более 35% SiО₂; в составе безмарганцевых флюсов менее 1% MnO. Особую группу при классификации флюсов по химическому составу занимают бескислородные флюсы.

По степени легирования различают флюсы:

пассивные (практически не легирующие металл шва);
слаболегирующие (плавленые);
и легирующие (керамические).

По строению частиц плавленые флюсы разделяют на:

стекловидные (прозрачные зерна)
пемзовидные (зерна пенистого материала белого или светлых оттенков желтого, зеленого, коричневого и других цветов).

Пемзовидные флюсы имеют меньшую насыпную массу (0,7-1,0 кг/дм 3 ), чем стекловидные (1,1-1,8 кг/дм 3 ). Наибольшее применение нашли плавленые флюсы.

В зависимости от назначения и преимущественного применения различают флюсы для электродуговой и для электрошлаковой сварки, а также для механизированной сварки и наплавки углеродистых сталей, легированных сталей, цветных металлов и сплавов. Такое разделение в известной степени условно, поскольку флюсы, преимущественно применяющиеся для сварки и наплавки металлов или сплавов одной группы, могут быть с успехом использованы для сварки и наплавки металлов другой группы. Вместе с тем флюсы, предназначенные для сварки одних цветных металлов или одних марок легированных сталей, могут оказаться непригодными для сварки других цветных металлов или других марок легированных сталей.

Общие требования к флюсу

Флюсы для механизированной сварки должны обеспечивать устойчивое протекание процесса сварки, отсутствие кристаллизационных трещин и пор в металле шва, требуемые механические свойства металла шва и сварного соединения в целом, хорошее формирование шва, легкую отделимость шлаковой корки, минимальное выделение токсичных газов при сварке, а также иметь низкую стоимость и возможность массового промышленного изготовления.

В соответствии с EN 760 сварочные флюсы классифицируют по химическому составу как показано в таблице ниже.

Классификация (типы) флюсов по химическому составу

Al₂O₃ > 20%; CaF₂ (общее содержание фтора) 20%

SiO ₂ 20%; CaF₂ (общее содержание фтора) > 15%

Сочетания флюс-проволока при сварке под флюсом

Если сварочно-технологические характеристики процесса сварки под флюсом определяются в основном свойствами флюса, то механические свойства металла швов и сварных соединений зависят от сочетаний "флюс-проволока".

Получение качественных швов на углеродистых и некоторых низколегированных конструкционных сталях обеспечивается путем использования следующих сочетаний флюсов и сварочных проволок: плавленый высококремнистый марганцевый флюс и низкоуглеродистая или марганцовистая сварочная проволока, плавленый высококремнистый безмарганцевый флюс и марганцовистая сварочная проволока, керамический флюс и низкоуглеродистая или марганцовистая проволока.

При использовании плавленого высококремнистого марганцевого флюса и низкоуглеродистой или марганцовистой сварочной проволоки либо плавленого высококремнистого безмарганцевого флюса и марганцовистой сварочной проволоки последняя должна быть из кипящей или полуспокойной стали. Успокоение металла сварочной ванны и предупреждение пористости при сварке кипящей стали осуществляется в результате введения некоторого количества кремния из флюса в зону сварки. Легирование металла шва марганцем с целью повышения его стойкости против образования кристаллизационных трещин производится через флюс (первое и третье сочетания) или через проволоку (второе и третье сочетания).

Сварочные свойства высококремнистых марганцевых флюсов несколько лучше, чем свойства высококремнистых безмарганцевых. Положительной характеристикой высококремнистых марганцевых флюсов является высокая стойкость сварных швов против образования кристаллизационных трещин. Это обусловливается малым переходом серы из флюсов данного типа в металл шва и сравнительно сильным выгоранием углерода из металла сварочной ванны. Кроме того, на качество шва положительно влияет более низкое по сравнению с марганцовистой проволокой содержание углерода в низкоуглеродистой проволоке, используемой в сочетании с высококремнистыми марганцевыми флюсами. При сварке под ними пористость сварных швов меньше, чем при сварке под высококремнистыми безмарганцевыми флюсами.

Если прочность и химический состав металла шва определяются химическими составами сварочной проволоки и основного металла, то его ударная вязкость в значительной степени зависит от флюса. Высокая ударная вязкость металла шва обеспечивается при его мелкокристаллической структуре, низком содержании неизбежных вредных примесей и неметаллических включений. Для выполнения этих требований во флюсе обычно снижают содержание SiO₂. Поэтому при сварке низколегированных сталей преимущественно применяются низкокремнистые флюсы. Дополнительным требованием является возможно более низкое содержание водорода в металле шва. Измельчению структуры металла шва способствует также уменьшение погонной энергии сварки. Однако при этом уменьшается эффективность процесса сварки вследствие увеличения количества проходов.

В процессе сварки современных низколегированных сталей повышенной прочности допускается лишь ограниченный подвод тепла для исключения повреждения структуры основного металла в околошовной зоне. Это требование обеспечивается путем наложения многослойных швов при сварке металла средней и большой толщины. В связи с этим флюсы, предназначенные для сварки таких сталей, должны обеспечивать легкую отделимость шлаковой корки, высокие качество формирования шва и его механические свойства. В результате повышения механических свойств металла шва путем применения соответствующего сочетания флюса и проволоки исключается необходимость наложения неэкономичных тонких швов при многопроходной сварке толстого металла.

Реакции шлак-металл и газ-металл, восстановление и выгорание элементов

Во время сварки плавлением происходит взаимодействие между жидкими шлаком и металлом. Длительность этого взаимодействия обычно очень невелика. При электродуговой сварке она колеблется от 10 с до 1 мин. Взаимодействие прекращается после затвердевания металла и шлака. Несмотря на кратковременность, реакции взаимодействия между шлаком и металлом при электродуговой сварке могут проходить очень энергично, что обусловливается высокой температурой нагревания металла и шлака, большими поверхностями их контактирования и сравнительно большим относительным количеством шлака.

Взаимодействие между шлаком и металлом описывается реакциями вытеснения из шлака в металл одного элемента другим или распределения между шлаком и металлом. Реакции вытеснения преимущественно ведут к обогащению или обеднению металла шва легирующими элементами, реакции распределения - к образованию в металле шва неметаллических включений.

В процессе реакций вытеснения на поверхностях контактирования жидких металла и шлака взаимодействуют атомы металла и молекулы окислов шлака. Весьма существенную роль при этом играют реакции восстановления кремния и марганца:

(МnО) + [Fe] = (FeO) + [Mn]; (SiO₂) + 2 [Fe] = 2 (FeO) + [Si].

Символы в круглых скобках обозначают элементы и соединения, находящиеся в шлаке, в квадратных - в металле. При высоких температурах реакции преимущественно идут слева направо (восстановление марганца и кремния из шлака в металл), при снижении температуры - справа налево (окисление марганца и кремния и переход их из металла в шлак). Направление реакций зависит также от концентрации реагирующих веществ. Если в металле сварочной ванны содержится мало марганца и кремния, а в шлаке много МпО и SiO₂ и мало FeO, марганец и кремний при высоких температурах (вблизи дуги) восстанавливаются из шлака в металл. Если в металле сварочной ванны много марганца и кремния, а в шлаке нет МпО и SiO₂, или много FeO, марганец и кремний окисляются даже в зоне высоких температур сварочной ванны.

Реакции взаимодействия между шлаком и металлом сварочной ванны проходят в условиях быстрого изменения температуры и постоянного обновления состава реагирующих фаз. В связи с этим изменяются как интенсивность прохождения этих реакций, так и их направление. Однако, хотя взаимодействие шлака и металла при сварке не достигает состояния равновесия, оно всегда направлено в сторону его установления.

Интенсивность взаимодействия шлака и металла зависит от режима сварки, причем, наиболее сильно на нее влияют сила тока и напряжение дуги; плотность тока и скорость сварки оказывают малое влияние. Уменьшение силы тока и увеличение напряжения дуги усиливают взаимодействие шлака и металла, увеличивают интенсивность восстановления или окисления кремния и марганца при сварке, усиливают переход серы и фосфора из шлака в металл или из металла в шлак. При автоматической сварке под флюсом заданный режим поддерживается постоянным, в единицу времени плавятся определенные количества электродного и основного металлов, одинаково проходят процессы взаимодействия металлической, шлаковой и газовой фаз при высоких температурах. Благодаря постоянству режима автоматической сварки получается шов стабильного химического состава. Если известны химический состав основного металла и сварочной или присадочной проволоки, а также характер изменения химического состава металла сварочной ванны в результате взаимодействия со шлаковой или газовой фазой, то можно заранее приблизительно рассчитать химический состав шва, который получится при сварке на выбранном режиме.

Обращение с флюсами для сварки и их хранение

Во избежание появления пор в швах влажность сварочных флюсов не должна превышать установленных норм. Влажность флюса АН-60 не должна превышать 0,05%; для остальных марок плавленных флюсов, выпускаемых по ГОСТ 9087-81 не более 0,10%.

Флюсы повышенной влажности просушивают в печах при 100-110°С (стекловидные флюсы) и 290-310°С (пемзовидные флюсы). Фторидные флюсы прокаливают при 500-900°С.

При повторном использовании флюсов размеры их частиц уменьшаются. Поэтому следует периодически просеивать флюс через сито и произоводить сварку под флюсом на меньших сварочных токах.

При сварке под флюсом сварочная дуга горит между изделием и торцом сварочной проволоки. По мере расплавления проволока автоматически подается в зону сварки. Дуга закрыта слоем флюса. Сварочная проволока перемещается в направлении сварки с помощью специального механизма (автоматическая сварка) или вручную (полуавтоматическая сварка).

Под влиянием тепла дуги основной металл и флюс плавятся, причем флюс образует вокруг зоны сварки эластичную пленку, изолирующую эту зону от доступа воздуха. Капли расплавляемого дугой металла сварочной проволоки переносятся через дуговой промежуток в сварочную ванну, где смешиваются с расплавленным основным металлом. По мере перемещения дуги вперед металл сварочной ванны начинает охлаждаться, так как поступление тепла к нему уменьшается. Затем он затвердевает, образуя шов. Расплавляясь, флюс превращается в жидкий шлак, который покрывает поверхность металла и остается жидким еще некоторое время после того, как металл уже затвердел. Затем шлак затвердевает, образуя на поверхности шва шлаковую корку.

Одной из разновидностей этого способа сварки является сварка по флюсу. При этом используется значительно меньшая толщина слоя флюса, чем при сварке под флюсом. Дуга горит в условиях свободного доступа воздуха. Расплавляемый металл проволоки при переходе через дуговой промежуток не имеет шлаковой защиты. Металл сварочной ванны и шов покрыты тонким слоем шлака. При сварке по флюсу металл значительно хуже защищен от воздуха, чем в процессе сварки под флюсом. Кроме того, излучение дуги и интенсивное выделение дыма и паров оказывают вредное действие на обслуживающий персонал. Этот способ сварки используется для сварки алюминия и его сплавов.

Оборудование для сварки под флюсом: характеристики источника питания, тип тока

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) – для сварки проволокой до 3 мм
С автоматическим регулированием напряжения на дуге и зависимой от него скоростью подачи электродной проволоки (аппараты с авторегулированием) – для сварки проволокой диаметром более 3 мм.

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 (см. статью Вольт-амперная характеристика дуги).

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 изменяя напряжение холостого хода внешней характеристики источника питания.

На аппаратах с авторегулированием напряжение на дуге задается на пульте управления 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, высоты слоя флюса и др.) аналогична для аппаратов обоих типов и определяется конструктивными особенностями конкретного аппарата.

Конструкция соединения для сварки под флюсом

Форму разделки кромок для механизированной сварки под флюсом выбирают в зависимости от толщины свариваемых изделий и в соответствии с:

-79 "Швы сварных соединений. Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом. Основные типы и конструктивные элементы" -75 "Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом. Соединения сварные под острыми и тупыми углами" -70 "Швы сварных соединений из двухслойной коррозионно-стойкой стали" -78 "Сварные соединения и швы. Электрошлаковая сварка. Основные типы и конструктивные элементы".

Область применения сварки под флюсом

Механизированная сварка под флюсом является одним из основных способов сварки плавлением. Если в первые годы освоения сварку под флюсом применяли только при изготовлении сварных конструкций из низкоуглеродистых сталей, то сейчас успешно сваривают низколегированные, легированные и высоколегированные стали различных классов, сплавы на никелевой основе. Освоена сварка под флюсом титана и его сплавов. Под флюсом сваривают медь и ее сплавы, а также алюминий и алюминиевые сплавы. Изделия, полученные сваркой под флюсом, надежно работают при высоких температурах и в условиях глубокого холода, в агрессивных средах, в вакууме и в условиях высоких давлений.

Наиболее выгодно использовать механизированную сварку под флюсом при производстве однотипных сварных конструкций, имеющих протяженные швы и удобных для удержания флюса. Экономически целесообразнее сваривать под флюсом металл толщиной от 1,5 - 2,0 до 60 мм. Нецелесообразно сваривать конструкции с короткими швами.

Технологии сварки под флюсом одной или несколькими проволоками

Существуют разновидности сварки под флюсом, когда в некоторых случаях целесообразно применение двухдуговой или многодуговой сварки. При этом дуги питаются от одного источника или от отдельного источника для каждой дуги. При сварке сдвоенным (расщепленным) электродом дуги, горящие в общую ванну, питаются от одного источника. Это несколько повышает производительность сварки за счет повышения количества расплавленного электродного металла.

Электроды по отношению к направлению сварки могут быть расположены последовательно или перпендикулярно. При последовательном расположении глубина проплавления шва несколько увеличивается, а при перпендикулярном уменьшается. Второй вариант расположения электродов позволяет выполнять сварку при повышенных зазорах между кромками. Изменяя расстояние между электродами, можно регулировать форму и размеры шва. Удобно применение этого способа при наплавочных работах. Однако недостатком способа является некоторая нестабильность горения дуги.

При двухдуговой сварке используют два электрода (при многодуговой несколько). Дуги могут гореть в общую или раздельные сварочные ванны (когда металл шва после первой дуги уже полностью закристаллизовался). При горении дуги в раздельные сварочные ванны оба электрода обычно перпендикулярны плоскости изделия. Изменяя расстояние между дугами, можно регулировать термический цикл сварки, что важно при сварке закаливающихся сталей. Эта схема позволяет вести сварку на высоких скоростях, в то время как применение повышенного тока при однодуговой сварке приводит к несплавлениям - подрезам по кромкам шва. При двухдуговой сварке вторая дуга, горящая в отдельную ванну, электродом, наклоненным углом вперед (угол ?=45-60°), частично переплавляет шов, образованный первой дугой, и образует уширенный валик без подрезов. Для питания дуг с целью уменьшения магнитного дутья лучше использовать разнородный ток (для одной дуги - переменный, для другой - постоянный).

Читайте также: