Сварка полуавтоматическая под флюсом: автоматическая, полуавтоматическая и ручная, технология процесса и оборудование — Лазерная резка металла от "ТМК" Ярославль (Тутаев)

Содержание

автоматическая, полуавтоматическая и ручная, технология процесса и оборудование

Сварка под флюсом – это способ сварки деталей из высоколегированной марганцевой, никелевой или фторидной стали, при котором сварочная ванна и шов защищены от окисления слоем флюса в виде порошка или гранул.

Содержание

1 Виды флюсов и их особенности
2 Описание технологии процесса
3 Оборудование для сварки
4 Выбор режима сварки
5 Достоинства и недостатки

Процесс формирования шва протекает в газовой полости под слоем непрерывно подаваемого флюса. Кроме функции защиты от окисления, флюс также легирует формируемый шов марганцем и кремнием, повышая его прочность и формируя соединение с высокой степенью однородности.

ГОСТ на сварку флюсом 8713-79 устанавливает размеры и типы сварных соединений, а также способы наложения шва под флюсом.

Виды флюсов и их особенности

По способу изготовления флюсы бывают:

плавленые;
керамические.

Плавленые флюсы изготавливают из шлакообразующих марганцевых руд и кварцевого песка путем размалывания, смешивания и расплавления с последующим гранулированием. Такие флюсы экономичны и хорошо подходят для сварки деталей из низколегированной стали.

Керамические (неплавленные) флюсы изготавливают из окислителей и солей амфотерных металлов, которые измельчают, смешивают с жидким стеклом до однородного состояния, после чего гранулируют и прокаливают.

Примерная стоимость керамических флюсов на Яндекс.маркет

Керамические флюсы имеют мелкодисперсную порошкообразную структуру, они применяются для сваривания сложных высоколегированных стальных сплавов, при этом состав флюса подбирается под конкретную марку свариваемой стали.

По химическому составу флюсы бывают:

солевые;
оксидные;
смешанные.

Солевые флюсы содержат соли фторидов и хлоридов, применяются для электросварки титана и стали, легированной никелем и хромом. Оксидные флюсы содержат оксиды активных металлов и кремния, применяются для сварки низкоуглеродистой стали. Смешанные флюсы содержат оксиды и соли металлов в различных пропорциях, применяются для сваривания многокомпонентных сплавов или деталей из разных металлов.

Описание технологии процесса

Существует три основных способа сварки под флюсом:

автоматический;
полуавтоматический;
ручной.

При автоматической сварке траектория и скорость движения электрода, а также скорость подачи проволоки регулируется управляющим процессором, рабочие участвуют только в качестве контролеров процесса для экстренного отключения сварочного агрегата.

Полуавтоматическая сварка под флюсом предполагает, что скорость подачи проволоки, сила тока сварки и угол наклона электрода к линии сварки регулируются автоматически, а ведение дуги осуществляется сварщиком вручную – через рукоятку или дистанционное управление. Полуавтоматический сварочный агрегат позволяет вручную изменять отдельные параметры тока непосредственно во время процесса сварки.

Сварка под флюсом вручную применяется в небольших агрегатах, где система подачи флюса встроена в неплавящийся электрод, при этом сварщик регулирует направление движения, угол наклона и скорость хода электрода в ручном режиме, специальными кнопками управляя подачей флюса и силой тока сварки.

Общий порядок действий при сварке под флюсом:

С поверхностей деталей снимается оксидная пленка.
Детали закрепляются на сварочной плите.
Выбираются настройки и режим сварочного аппарата.
Заполняется резервуар для флюса.
Устанавливается бухта наплавной проволоки, конец которой заправляется в электрод.
Происходит процесс сваривания.
После остывания деталей собирается неизрасходованный флюс, и шов очищается от шлака.

Важно следить за расходованием проволоки и флюса, чтобы не допустить работы электрода вхолостую и повреждения деталей.

Оборудование для сварки

Для сварки флюсом потребуются стационарные условия и оборудование:

сварочная плита;
наплавная проволока;
неплавящийся электрод;
система подачи флюса;
система контроля.

Сварочные плиты выполняются на бетонном основании из жаростойких материалов с возможностью закрепления деталей. Проволока берется из материала свариваемых деталей, толщина от 0,3 до 12 мм. Электрод изготавливается из вольфрамового сплава с керамической оплеткой.

Система подачи флюса представляет собой резервуар и шланг, конец которого отстоит от электрода на 10-30 см. Диаметр шланга подачи флюса должен позволять гранулам свободно сыпаться перед электродом.

Схема процесса автоматической сварки под слоем флюса

Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом контролируется программным обеспечением, регулирующим направление и скорость движения электрода вдоль линии сваривания.

Выбор режима сварки

В зависимости от толщины и металла свариваемых деталей выбирается режим сварки под флюсом. Для каждого режима существует свой диапазон напряжения, силы тока сварки и диаметр проволоки. Скорость формирования шва колеблется в пределах от 6 до 100 метров в час.

Если толщина свариваемых деталей от 2 до 10 мм, то выбирается режим сварки на стальной подкладке под стыком деталей. Режим на флюсовой подушке подходит для сварки деталей толщиной 10-25 мм, а сварка деталей толщиной 16-70 мм выполняется в режиме предварительной ручной проварки нижней части шва.

С увеличением толщины свариваемых деталей растет диаметр проволочного электрода и сварочный ток, но уменьшается скорость формирования сварного шва.

Сила тока сварки (А) зависит от толщины проволоки (мм) следующим образом:

2 мм – 200-400 А;
3 мм – 300-600 А;
4 мм – 400-800 А;
5 мм – 700-1000 А;
6 мм – 700-1200 А.

Напряжение сварки существенно увеличивается только при толщине деталей свыше 25 мм.

Достоинства и недостатки

К преимуществам сварки под флюсом относятся:

высокая степень автоматизации процесса;
возможность проведения сварки под большой силой тока;
высокая скорость сварки;
качественный шов без окислов и раковин;
возможность увеличения сварной ванны для более качественного провара.

Системы автоподачи флюса и сохранение постоянного расстояния от электрода до шва позволяет сваривать сложные детали с минимальным участием рабочих. Защитный слой флюса не дает расплавленному металлу разбрызгиваться, что позволяет производить сварку под высокими токами, многократно увеличивая скорость формирования и качество шва.

Однородность шва достигается за счет изоляции сварной ванны от кислорода воздуха, а также из-за легирования шва компонентами флюса, которые можно подобрать специально для материала свариваемых деталей. Также сварка под флюсом дает возможность использования одновременно двух электродов, расположенных на расстоянии 10-20 мм друг от друга и питаемых от одного источника тока – это позволяет сделать больше сварную ванну под флюсом, увеличив таким образом скорость сварки и степень однородности готового изделия.

К недостаткам сварки под флюсом относят трудности контроля процесса и технологическую сложность. Агрегаты для сварки под флюсом занимают большие площади и требуют обслуживания квалифицированными кадрами. Сварной шов формируется под слоем флюса и у сварщика нет возможности контролировать качество шва в режиме реального времени. Избежать брака можно путем дополнения агрегата ультразвуковыми или лазерными системами контроля наличия дефектов.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом

Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом является высокопроизводительным сварочным процессом при изготовлении технологических трубопроводов. При сварке под флюсом сварочная дуга горит между голой электродной проволокой и свариваемым изделием под слоем сыпучего материала, называемого флюсом. Флюс в основном играет такую же роль, как и покрытие электрода при ручной дуговой сварке и, кроме того, закрывает дугу, вследствие чего при этой сварке не требуется защищать глаза специальными стеклами.

Сварку под флюсом осуществляют с помощью сварочной головки.

Полуавтоматическая сварка отличается от автоматической тем, что сварочную головку перемещают вдоль шва вручную.

Подготовляют кромки свариваемых труб и деталей и собирают их для автоматической и полуавтоматической сварки более тщательно, чем для ручной. Глубокий провар и жидкотекучесть расплавленного металла требуют выдерживать при сборке одинаковые размеры зазоров и разделок фасок, что обеспечивает получение высокого качества сварных швов и высокую производительность процесса.

Производительность автоматической и полуавтоматической сварки под слоем флюса в 2—5 раз выше по сравнению с ручной и достигается за счет увеличения плотности тока, увеличения скорости сварки и повышения коэффициента наплавки.

Эксплуатационные преимущества заключаются в полной или частичной автоматизации процесса сварки и, как следствие, улучшении условий труда сварщика.

При автоматической и полуавтоматической сварке труб из малоуглеродистой и низколегированной стали применяют плавленые флюсы АН-348А, ОСЦ-45, ФЦ-9, а из высоколегированной стали аустенитного класса флюс ФЦЛ-2. Неплавленые керамические флюсы К-2 и КВС-19 применяют для сварки легированных и углеродистых сталей.

Для сварки под флюсом стальных труб в основном используют калиброванную холоднотянутую сварочную проволоку круглого сечения. Сварочную проволоку изготовляют диаметром от 0,3 до 12 мм из стали различного химического состава. Наиболее часто применяют проволоку диаметром от 0,8 до 5 мм.

Для сварки труб из малоуглеродистой и низколегированной стали применяют сварочную проволоку Св-08, Св-08ГА, Св-20Г2 и др. Для сварки труб из легированной и высоколегированной стали используют сварочную проволоку из сталей тех же классов (аустенитную, перлитную).

Рис. 80. Трактор ТС-17М:

1 — механизм подачи проволоки, 2 — механизм поперечной корректировки, 3 — бункер для флюса,
4 — кассета, 5 — пульт управления, 6 — коробка скоростей сварки, 7 — механизм включения передвижения трактора, 8 — электродвигатель, 9 — коробка скоростей подачи проволоки

Сварочный дуговой автомат состоит из трех основных частей: сварочной головки, источника питания сварочной дуги и аппаратного ящика с пультом управления. Для автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом труб, узлов и деталей трубопроводов наибольшее применение нашли сварочные тракторы ТС-17М, АДС-500, АДС-1000-2, сварочные головки типа ПТ-56, ПТ-1000 и полуавтоматы ПШ-5, ПШ-54, ПДШМ-500.

Сварочными тракторами называют аппараты, перемещающиеся непосредственно по свариваемому изделию.

Сварочный трактор представляет собой самоходную тележку, на которой установлены механизм подачи электродной проволоки с токоподводящим мундштуком, бункер для флюса, кассета с электродной проволокой и пульт управления. Наиболее простым, малогабаритным и легким из всех существующих в настоящее время сварочных тракторов является сварочный трактор ТС-17М (рис. 80). Поскольку этот трактор небольших габаритных размеров, его можно применять при сварке внутренних швов цилиндрических изделий диаметром от 1

м и выше. Трактор рассчитан на сварку электродной проволокой диаметром от 1,6 до 5 мм при сварочном токе 200—1000 а. Им можно сваривать любые швы в нижнем и близком к нижнему положениях.

Рис. 81. Универсальный держатель ДШ-5:

1 — бункер для флюса, 2 — щиток для регулирования подачи флюса, 3— шланг, 4 — кнопка управления, 5 — упор, 6 — электродная проволока, 7 —трубчатый наконечник

Рис.

82. схема установки для шланговой полуавтоматической сварки труб под флюсом с помощью полуавтомата ПШ-54:

1 — дроссель, 2— сварочный трансформатор, 3 — щиток, 4 — аппаратный шкаф, 5 — подающий механизм полуавтомата, 6 — крюк для подвешивания подающего механизма. 7 — кассеты для электродной проволоки, 8 — гибкий шланг, 9 —держатель

Шланговые полуавтоматы ПШ-5, ПШ-54 и ПДШМ-500 благодаря своей простоте и надежности в работе получили широкое применение в трубозаготовительных цехах и заводах. Полуавтоматы предназначены для дуговой сварки под флюсом переменным или постоянным током сплошных и прерывистых прямолинейных, круговых и криволинейных швов, угловых, стыковых и нахлесточных соединений. Полуавтоматами сваривают изделия из малоуглеродистой стали толщиной 3—20

мм и швы, расположенные на горизонтальных и наклонных (до 15°) плоскостях и в труднодоступных местах. Полуавтомат ПШ-5 работает по принципу постоянной подачи проволоки.

Скорость подачи проволоки изменяется сменными шестернями. Полуавтомат рассчитан на сварку электродной проволокой диаметром 1,2— 2,5 мм при силе тока до 600 а. Область применения полуавтомата значительно расширяется с применением сменных специализированных держателей (ДШ-5, ДШ-7, ДШ-16, ДШ-17). Наибольшее применение нашел универсальный держатель ДШ-5 (рис. 81).

Полуавтомат ПШ-54 (рис. 82) комплектуется из тех же узлов, что и полуавтомат ПШ-5, но в отличие от него имеет ряд усовершенствований. В частности, вместо сменных шестерен подающий механизм 5 снабжен легкой коробкой скоростей. Держатель 9 полуавтомата ДШ-54 имеет то же устройство, что и держатель ДШ-5.

1. В чем преимущества автоматической и полуавтоматической сварки перед ручной?

2. Объясните назначение флюса при сварке?

3. Назовите основные марки сварочной проволоки.

4. Какое основное оборудование применяют для автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом?

5. В чем отличие шланговых полуавтоматов от сварочного трактора?

Все материалы раздела «Сварка труб» :

● Способы сварки трубопроводов и виды сварных соединений

● Подготовка труб под сварку

● Технология газовой сварки и резки

● Кислородно-флюсовая и дуговая резка

● Технология ручной электродуговой сварки, электроды

● Источники питания сварочной дуги

● Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом

● Автоматическая и полуавтоматическая сварка в защитных газах

● Сварка трубопроводов из легированной стали

● Сварка трубопроводов высокого давления, термообработка сварных соединений

● Сварка трубопроводов из алюминия и его сплавов, из меди и ее сплавов

● Пайка трубопроводов, дефекты сварных швов

● Контроль качества сварных швов

● Виды сварки и применяемое оборудование

● Сварка и склеивание винипластовых труб

● Сварка полиэтиленовых трубопроводов

● Правила техники безопасности при резке и сварке трубопроводов

Процесс дуговой сварки под флюсом — TWI

Особенности процесса

Подобно сварке MIG, SAW включает образование дуги между электродом из оголенной проволоки, подаваемым непрерывно, и заготовкой. В процессе используется флюс для получения защитных газов и шлака, а также для добавления легирующих элементов в сварочную ванну. Защитный газ не требуется. Перед сваркой на поверхность детали наносится тонкий слой порошкового флюса. Дуга движется вдоль линии стыка, и при этом избыточный флюс рециркулируется через воронку. Оставшиеся слои расплавленного шлака легко удаляются после сварки. Поскольку дуга полностью покрыта слоем флюса, потери тепла чрезвычайно малы. Это обеспечивает тепловой КПД до 60% (по сравнению с 25% для ручной металлической дуги). Отсутствует видимое свечение дуги, сварка выполняется без брызг и нет необходимости в удалении дыма.

Рабочие характеристики

SAW обычно работает как полностью механизированный или автоматический процесс, но может быть и полуавтоматическим. Параметры сварки: ток, напряжение дуги и скорость перемещения влияют на форму валика, глубину проплавления и химический состав наплавленного металла. Поскольку оператор не может видеть сварочную ванну, необходимо больше полагаться на настройки параметров.

Варианты процесса

В зависимости от толщины материала, типа соединения и размера компонента, следующие изменения могут увеличить скорость наплавки и улучшить форму валика.

Провод

ПАВ обычно работает с одним проводом на переменном или постоянном токе. Распространенные варианты:

двужильный провод
многожильный (тандемный или тройной)
одинарная проволока с добавлением горячей или холодной проволоки
добавка металлического порошка
трубчатая проволока

Все они способствуют повышению производительности за счет значительного увеличения скорости наплавки металла сварного шва и/или скорости перемещения.

Также установлен вариант процесса с узким зазором, в котором используется метод осаждения двух или трех валиков на слой. См. Что такое сварка в узкий зазор?

Флюс

Флюсы, используемые в SAW, представляют собой гранулированные плавкие минералы, содержащие оксиды марганца, кремния, титана, алюминия, кальция, циркония, магния и другие соединения, такие как фторид кальция. Флюс специально разработан для совместимости с данным типом электродной проволоки, так что комбинация флюса и проволоки обеспечивает желаемые механические свойства. Все флюсы вступают в реакцию со сварочной ванной, формируя химический состав и механические свойства металла шва. Обычно флюсы называют «активными», если они добавляют в сварной шов марганец и кремний, а количество добавляемых марганца и кремния зависит от напряжения дуги и уровня сварочного тока. Основными типами флюса для ПАВ являются:

Связанные флюсы — производятся путем сушки ингредиентов, а затем связывания их соединением с низкой температурой плавления, таким как силикат натрия. Большинство связанных флюсов содержат металлические раскислители, которые помогают предотвратить пористость сварного шва. Эти флюсы эффективны против ржавчины и прокатной окалины.
Плавленые флюсы — получают путем смешивания ингредиентов, последующего их плавления в электропечи с образованием химически однородного продукта, охлаждают и измельчают до требуемой крупности частиц. Гладкая стабильная дуга со сварочным током до 2000 А и стабильными свойствами металла шва являются главным преимуществом этих флюсов.

Применение

SAW идеально подходит для продольных и кольцевых стыковых и угловых сварных швов. Однако из-за высокой текучести сварочной ванны, расплавленного шлака и слоя рыхлого флюса сварку стыковых соединений, как правило, проводят в плоском положении, а угловых соединений — как в плоском, так и в горизонтально-вертикальном положениях. Для кольцевых соединений заготовка вращается под неподвижной сварочной головкой, при этом сварка происходит в плоском положении. В зависимости от толщины материала могут выполняться однопроходные, двухпроходные или многопроходные процедуры сварки. Толщина материала практически не ограничена при условии соответствующей подготовки шва. Наиболее часто свариваемыми материалами являются углеродисто-марганцевые стали, низколегированные стали и нержавеющие стали, хотя этот процесс позволяет сваривать некоторые цветные материалы при разумном выборе комбинаций электродной присадочной проволоки и флюса.

Системы погруженной дуги | Сварка под флюсом

Сварка под флюсом (SAW)

Основными преимуществами дуговой сварки под флюсом являются эффективность и качество. Когда требуется большое количество присадочного материала, поддуговой процесс обеспечивает высокую скорость наплавки с глубоким проплавлением сварного шва.

Red-D-Arc предлагает комплектные системы для дуговой сварки под флюсом, доступные для продажи, аренды и аренды. У нас есть обширный перечень источников питания, одиночных и тандемных головок для поддуговой сварки, механизмов подачи проволоки, систем управления, систем управления флюсом и камер наблюдения за сваркой, а также поддуговых тракторов и оборудования для позиционирования сварки.

Red-D-Arc предлагает полуавтоматы и автоматические аппараты для дуговой сварки под флюсом на продажу, в аренду и в аренду. Мы предлагаем источники переменного и/или постоянного тока мощностью от 400 до 1500 ампер.

Имеющиеся источники питания для дуги под флюсом оснащены новейшей цифровой технологией управления процессом для увеличения скорости сварки, стабильно более высокого качества сварки и повышения эффективности в среде с одной или несколькими дугами.

Головки и органы управления для дуговой сварки под флюсом

Одиночные и тандемные (многопроволочные и многодуговые) головки для дуговой сварки под флюсом доступны для продажи, аренды и аренды. Тандемные системы включают в себя многодуговые головки с 6 сварочными дугами и многопроволочные головки, способные работать с 4 проволоками. Все они доступны для работы с глубокими канавками и узкими зазорами. У нас есть большой опыт проектирования сварочных головок специального назначения, отвечающих любым требованиям.

Система тандемной сварки Red-D-Arc оснащена интерфейсом с сенсорным экраном для мониторинга данных и обеспечивает полный контроль сварки. Многодуговая центральная консольная система обеспечивает контроль до 6 сварочных головок и позволяет сохранять и загружать параметры сварки. Эргономичный ручной подвесной пульт позволяет оператору гибко наблюдать за сваркой и регулировать параметры «на лету».

Доступные механизмы/контроллеры подачи проволоки включают автоматические механизмы подачи проволоки NA3S, NA4 и NA5R.

Обеспечение удаления неиспользованного флюса и шлака с заготовки с помощью системы рекуперации флюса предотвращает попадание абразивного флюса на движущиеся части сварочной системы, обеспечивает более чистый сварной шов и снижает потери за счет возврата чистого многоразового флюса в бункер.

Red-D-Arc предлагает надежные системы рекуперации флюса различных размеров и возможностей для удовлетворения любых требований к сварке под дугой.

LT7 — это самоходный механизированный механизм подачи проволоки постоянного тока для дуговой сварки под флюсом. Идеально подходит для тяжелой промышленности, где требуются длинные сварные швы в плоском и горизонтальном положении. Его можно использовать как с дополнительной дорожкой, так и без нее. LT7 может работать с проводами диаметром от 3/32 до 3/16 дюйма.

Безопасная проверка настройки оборудования, контроль качества сварки и оповещение оператора о других проблемах со сваркой до того, как они приведут к производственным проблемам.

Системы видеонаблюдения серии Xiris XVC предназначены для наблюдения за процессом сварки вдали от непосредственной зоны сварки, обеспечивая безопасный, бесшумный обзор в режиме реального времени при стандартных условиях и условиях высокой мощности сварки. Прочный корпус, кристально чистое изображение, одинарное или двойное перекрестие и регулируемое поле зрения.

Позиционеры

Red-D-Arc обеспечивают вращение заготовки на 360° и наклон вперед на 135° для позиционирования сварных швов во время сварки под флюсом. Полностью изготовленные стальные рамы и основания поддерживают прямозубые цилиндрические шестерни вращения и наклона, приводимые в движение червячными редукторами, что обеспечивает повышенную безопасность и долговечность.

Манипуляторы Red-D-Arc

с дополнительной тележкой обеспечивают превосходные результаты сварки с максимальной производительностью за счет последовательного и точного размещения сварочных головок для дуговой сварки под флюсом, включая сварку внутри, снаружи, продольно и по окружности, а также могут использоваться в сочетании с полировкой и шлифовальные головки.

Наборы поворотных роликов

Red-D-Arc имеют полностью изготовленную стальную конструкцию основания с колесными кронштейнами, которые можно вручную позиционировать для размещения сосудов различного диаметра вокруг постоянной центральной линии. Вращение судна осуществляется с помощью системы с двумя двигателями и приводом на два колеса, что устраняет необходимость в торсионных трубах.

Системы подгонки

Red-D-Arc предназначены для выравнивания двух сосудов в процессе сборки перед сваркой. Экономия достигается за счет значительного сокращения времени и усилий, необходимых для выравнивания и подъема банок.