Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Російський інженер Микола Гаврилович Славянов в 1888 році вперше в світі застосував метод дугового зварювання за допомогою металевого електрода під шаром флюсу.

Металевий електрод плавився в процесі роботи, тому Славянов назвав свій метод «електрична виливок металів».

У 1927 році радянський вчений Дмитро Антонович Дульчевскій удосконалив метод, який в подальшому отримав назву автоматична дугова зварка під шаром флюсу.

Автоматичне зварювання під флюсом

Суть процес а ось у чому. Між зварюються виробом і кінцем зварювального дроту горить електрична дуга. Зварювальний дріт плавиться. У міру розплавлення до місця зварювання подаються нові порції зварювального дроту. Дріт надходить в зону зварювання або за допомогою спеціального механізму, і в цьому випадку ми маємо справу з автоматичним зварюванням. Або вручну, і в цьому випадку зварювання буде напівавтоматична.

Сама електрична дуга закрита шаром флюсу і горить всередині газової хмари, що утворюється в результаті плавлення цього флюсу. Як наслідок немає вражаючого фактора для очей, як під час звичайної зварювання.

Зварюваний метал і флюс під вплив дуги плавляться. При цьому розплавлений флюс утворює захисну рідку плівку, яка перешкоджає зіткненню зварюється з киснем навколишнього повітря. Усередині розплавленого флюсу плавиться не тільки зварюваний метал, але і зварювальний дріт.

Всі ці розплавлені метали змішуються в так званій зварювальній ванні (невеликому просторі утворюється на місці зварювальних деталей, безпосередньо під електродом). У міру переміщення електричної дуги далі, метал в зварювальної ванні поступово охолоджується і стає твердим. Так, утворюється зварювальний шов.

Розплавлений флюс називається шлаком. Цей шлак у міру застигання утворює на поверхні зварювального шва шлакову кірку, яка легко видаляється за допомогою металевої щітки.

Переваги зварювання за допомогою закритої дуги

Є кілька плюсів:

  • Величина струму. При відкритій дузі величина струму не може перевищувати 600 ампер. У разі перевищення цього показника метал починає дуже сильно розбризкується і отримання якісного зварного шва стає неможливим. У разі закритої дуги величина струму може бути збільшена до 4000 ампер. Що, в свою чергу, призводить до різкого підвищення якості зварного шва і значного збільшення швидкості всього процесу в цілому.
  • Потужність дуги. Закрита дуга має більш високу потужність. Як наслідок, зварюваний метал розплавляється на велику глибину в процесі зварювання. Це, в свою чергу, дозволяє не робити оброблення крайок під зварювання (один з етапів попередньої підготовки). Відкрита дуга щодо малопотужні і без попередньої обробки кромок хороший зварювальний шов отримати неможливо.
  • Продуктивність. Під цим терміном розуміють метраж шва, за годину роботи дуги. Застосування флюсу підвищує продуктивність зварювального процесу в 10 разів, у порівнянні з традиційною зварюванням.
  • Газовий міхур. Формування з розплавленого флюсу захисного газового міхура призводить до цілого ряду позитивних результатів. Значно скорочуються втрати розплавленого металу в результаті розбризкування і чаду. Що, в свою чергу, призводить до більш економного витрачання електродного дроту. При цьому скорочуються загальні витрати електроенергії.

види флюсів

Флюси виконують цілий ряд дуже важливих функцій в процесі зварювання:

  • Ізолювання зварювальної ванни від кисню атмосфери.
  • Стабілізація дугового розряду.
  • Хімічне реагування з розплавленими металами.
  • Легування (поліпшення властивостей) зварного шва.
  • Формування зварювального шва.

Для зварювання низьколегованих, легованих і високолегованих сталей, а також для кольорових металів і сплавів застосовують різні види флюсів. Залежно від складу розрізняють висококремністие флюси, марганцеві, низькокремнистий і безмарганцевие. Особливу групу складають так звані безкисневі флюси.

За ступенем легування металу розрізняють флюси нейтральні - вони практично не легируют метал шва. Слаболегірующіе або плавлення. Легуючі або керамічні. За способом виготовлення флюси, в свою чергу, діляться на плавлення, керамічні та механічні суміші.

Залежно від хімічної будови розрізняють:

  • Сольові. Містять в своєму складі переважно фториди і хлориди металів. Застосовуються для зварювання кольорових металів.
  • Оксидні. У складі превалюють оксиди металів з невеликим вмістом фторидів. Використовуються для зварювання низьколегованих сталей.
  • Змішані. Представляють собою суміш оксидних і сольових флюсів. Застосовуються для зварювання високолегованих сталей.

електродний дріт

Дуже впливає на якість зварного шва. Вона встановлює його механічні параметри. Електродний дріт виготовляють з трьох видів стали: з легованої, низьковуглецевої, високолегованої. Діаметри дроту варіюються в залежності від призначення, від 0.2 до 15 мм. Зазвичай така дріт поставляється в стандартизованих 80 метрових бухтах або в касетах.

Слід зазначити, що в процесі довгого зберігання на складі дріт може покриватися шаром іржі. Тому перед використанням необхідно обробити місця, покриті іржею, гасом або спеціальною рідиною для видалення окислів металу.

Режими автоматичного зварювання

При виборі режиму враховують відразу кілька факторів. До цих факторів відноситься товщина зварювальних кромок, розміри майбутнього шва і його геометрична форма, глибина плавлення метала в зоні зварювання.

Залежно від свариваемой товщини вибирають відповідний діаметр електродного дроту. Діаметр електрода визначає величину сили струму. В результаті визначається швидкість подачі електрода в область зварювання і відповідно швидкість самої зварювання.

Для зварювання під флюсом застосовується дріт безперервного розтину. Діаметр від 1 до 7 мм. Сила струму може бути в межах 150-2500 ампер. Напруга дуги складає 20-55 Вт.

  • Сила струму і напруга електричної дуги. Збільшення сили струму автоматично призводить до зростання теплової потужності і підвищення тиску зварювальної дуги. Це призводить до збільшення глибини проплавлення, але при цьому практично не впливає на ширину зварювального шва.
  • Збільшення напруги дуги, в свою чергу, призводить до підвищення ступеня рухливості дуги і збільшення частки теплової енергії, що витрачається на розплавлення зварювального флюсу. При цьому збільшується ширина зварного шва, а його глибина не змінюється.
  • Діаметр електродного дроту і швидкість зварювання. Якщо величину струму не міняти, а діаметр дроту при цьому збільшувати, то це призведе до збільшення рухливості зварювальної дуги. Як наслідок ширина зварювального шва збільшиться, а глибина розплавлення металу зменшиться. При збільшенні швидкості зварювання зменшується глибина розплавлення металів і ширина зварювального шва. Це відбувається внаслідок того, що при більш високій швидкості метал проплавляется в менших обсягах, ніж при низькій швидкості зварювального процесу
  • Зварювальний струм і його полярність. Вид зварювального струму і його полярність дуже сильно впливають на розміри і форму зварювального шва, в силу того, що кількість тепла, що виникає на анод і катод зварювальної дуги, сильно змінюється. При постійному струмі прямої полярності глибина розплавлення зменшується на 45-55%. Тому, якщо необхідно отримати шов невеликої ширини, але з глибоким проплавлением металу, то для цього необхідно застосовувати постійний зварювальний струм зворотної полярності.
  • Винос електродного дроту. При збільшенні виносу електрода підвищується швидкість її прогріву і швидкість плавлення. В результаті за рахунок електродного металу збільшується обсяг зварювальної ванни, що, в свою чергу, перешкоджає розплавлення металу, що зварюється. Наслідком цього процесу є зменшення глибини проплавлення металу.
  • Кут нахилу електрода. Розташування електрода кутом вперед призводить до того, що розплавлений метал починає підтікати в зону зварювання. Як наслідок, глибина розплавлення зменшується, а ширина шва, навпаки, збільшується. Розташування електрода кутом назад призводить до того, що розплавлений метал витісняється із зони зварювання в результаті впливу електричної дуги. Це призводить до того, що глибина розплавлення збільшується, а ширина шва зменшується.

недоліки методу

Одним з головних недоліком цього методу є висока плинність розплавленого флюсу і металу в зварювальній ванні. В результаті зварювати цим методом можна тільки поверхні, що перебувають або в строго горизонтальному положенні, або відхиляються від горизонту на 10-15 градусів.

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія:

Металообробка