Сварка под слоем флюса - Технология

Подробности

Опубликовано 25.05.2012 16:08

Просмотров: 36418

ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ

Основные параметры режима дуговой сварки под флюсом - это сила сварочного тока, его род и полярность, напряжение дуги, скорость сварки, диаметр и скорость подачи электродной проволоки. Дополнительные параметры - вылет электрода (расстояние от его торца до мундштука), наклон электрода или изделия, марка флюса, подготовка кромок и вид сварного соединения. С увеличением силы сварочного тока возрастает давление дуги, вследствие чего жидкий металл сварочной ванны более интенсивно вытесняется из-под электрода и дуга погружается в глубь основного металла. Глубина проплавления основного металла при этом увеличивается, дуга укорачивается и становится менее подвижной. Вследствие этого ширина шва при увеличении силы тока остается неизменной, несмотря на увеличение объема сварочной ванны. Швы становятся глубокими, но не широкими (рис. 76). Величина усиления такого шва велика, так как растет количество электродного металла, расплавленного в единицу времени. Такие швы менее стойки к образованию трещин и плохо работают при вибрационных нагрузках. Следует отметить, что с ростом силы тока при неизменных остальных условиях уменьшается количество расплавляемого флюса. С увеличением диаметра проволоки при неизменном сварочном токе усиливается блуждание дуги по торцу ~ ^ электрода и по поверхности сварочной ванны, из-за это-рис. 76. Влияние силы тока на форму шва: го ширина сварочной ванн а - нормальная; б - завышенная сила тока возрастает, а глубина проплавления уменьшается. Уменьшение диаметра проволоки при неизменном токе, напротив, способствует увеличению глубины проплавления и уменьшению ширины шва. С повышением напряжения на дуге при неизменном токе сварки увеличивается длина и подвижность дуги, в результате чего значительно возрастает ширина шва и уменьшается высота усиления. Глубина проплавления уменьшается незначительно. Таким образом, сила сварочного тока и напряжение дуги оказывают противоположное действие на форму шва. Поэтому для получения шва оптимальной формы увеличение силы сварочного тока при увеличении толщины свариваемого изделия должно обязательно сопровождаться соответствующим повышением напряжения дуги. С увеличением скорости сварки столб дуги отклоняется в сторону, противоположную направлению сварки, из-под дуги вытесняется больше жидкого металла и толщина его слоя уменьшается. Жидкий металл под дугой имеет высокое термическое сопротивление и препятствует поступлению теплоты от дуги к нерасплавленному металлу. Поэтому при возрастании скорости сварки вначале наблюдается увеличение глубины проплавления, затем при дальнейшем увеличении скорости сварки влияние уменьшения погонной энергии (количество энергии на единицу длины шва) становится преобладающим, в результате глубина провара и площадь сечения шва уменьшаются. С увеличением скорости сварки VCB уменьшаются остальные размеры шва, включая его ширину (рис. 77). Уменьшается также расстояние / от электрода до фронта плавления. При наклоне электрода углом вперед жидкий металл вытесняется из-под дуги, глубина проплавления увеличивается, при наклоне углом назад, напротив, уменьшается. Если электрод вертикален, а изделие наклонено и сварка ведется снизу вверх, "в горку", то глубина проплавления увеличивается. Наоборот, при сварке "под горку" глубина проплава уменьшается, но шов становится шире. Толщина кромки свариваемой детали й ее начальная температура также влияют на формирование шва. При сварке на морозе - значительно уже и выше. При сварке толстого металла швы уже и выше, чем при сварке тонкого металла. Если глубина проплавления составляет приблизительно три четверти толщины свариваемого металла, то даже относительно небольшое местное уменьшение его толщины (например, лыска или выточка) уже может привести к скачкообразному увеличению глубины провара и прожогам. Стыковые швы обычно стремятся выполнять за один проход, но , при сварке, например, закаленных или некоторых высоколегированных сталей требуется вести сварку в несколько проходов с целью ограничения количества тепла, поступающего в изделие. Кроме того, большие толщины сварить за один проход часто не удается. Если сталь не чувствительна к перегреву, то стыковые соединения толщиной до 20 мм можно сваривать за один проход, односторонним швом без разделки кромок. Для обеспечения полного провара сварка ведется по зазору в стыке деталей шириной 5...6 мм. При отсутствии зазора одностороннюю сварку без разделки кромок можно проводить на металле толщиной до 14 мм. Для предотвращения прожогов односторонние соединения сваривают в замок (рис. 78, а), на остающейся стальной подкладке » (рис. 78, б), на флюсо медной подкладке или на флюсовой подушке. В замок ведут сварку кольцевых соединений толстостенных цилиндрических сосудов и труб небольшого диаметра. На остающейся подкладке сваривают стыковые соединения толщиной до 10 мм при невозможности вести двухстороннюю сварку. При сварке подкладка частично оплавляется и приваривается к нижней части кромок. Остающаяся подкладка обычно делается из материала свариваемой детали. Используют также подкладки из асбеста, меди, которые после сварки убирают. Стыки с обратной стороны иногда заделывают огнеупорным материалом. При сварке на флюсовой подушке к обратной стороне стыка поджимают слой флюса, препятствующий вытеканию расплавленного металла. Форма и сечение шва по длине стыка определяются равномерностью зазора в стыке и поджатием флюсовой подушки (рис. 79). При слабом поджатии подушки шов получается ослабленным с выпуклым обратным валиком. При чрезмерном поджатии возможна вогнутость шва с обратной стороны. При сварке тонких листов толщиной до 10 мм флюс подушки г поджимается с помощью резиновых шлангов, в которые подают воздух. Прижимы могут быть механические, электромагнитные. При сварке массивных основного прохода. Это делают, когда нельзя использовать подкладку или когда сварку приходится вести по неравномерному зазору. Сварку одним электродом можно производить со скоростью не более 45 м/ч. В некоторых случаях нужны более высокие скорости, например при производстве сварных труб большого диаметра. Увеличение скорости можно получить при увеличении мощности дуги, однако при силе тока более 1300... 1500 А получить хорошее формирование шва без подрезов и в то же время с достаточной глубиной проплавления нельзя. Увеличение скорости сварки возможно только при двухдуговой сварке. Проволоки располагают только вдоль оси шва, первый электрод - вертикально, обеспечивая необходимую глубину провара, а второй наклоняют назад от направления движения, обеспечивая достаточную ширину шва и плавный переход от металла шва к основному металлу. Обе дуги питаются от независимых источников постоянного тока обратной полярности. Так можно получать скорость до 120 м/ч (табл. 15). Двумя дугами можно сваривать стыковые соединения из металла толщиной до 14 мм в один проход, причем в стыке должен быть зазор. Сварку необходимо вести на флюсовой или флюсомедной подкладке. Для увеличения скорости сварки более 140 м/ч применяют одновременно три дуги. Зажигание дуги под флюсом производится обычно путем включения сварочного тока при электроде, предварительно замкнутом на свариваемое изделие. Если применен автомат с регулированием скорости подачи проволоки по напряжению на дуге, то при включении тока электродная проволока короткое время двигается вверх, способствуя зажиганию дуги, после чего реверсируется и подается в дугу с требуемой скоростью. Если скорость подачи постоянна, то дуговой промежуток образуется в результате взрыва перемычки на торце электрода, замкнутого на изделие, мгновенно разогреваемой током короткого замыкания. В образовавшемся нагретом промежутке возбуждается дуга, длина которой устанавливается и поддерживается в результате саморегулирования. В процессе сварки необходимо следить за точным направлением электрода по оси стыка или по заданному направлению. Так как дуга при сварке под флюсом не видна, то заданное направление электрода определяют по указателям в виде штифта или светового пятна, движущимся на одной линии с электродом впереди него по копирному ролику, движущемуся по разделке. Применяют также устройства с фотоэлементами. Техника заварки кратера при окончании шва зависит от конструкции автомата. Если сварка производится на установках с неподвижным автоматом и перемещающимся изделием, то при подходе дуги к концу шва останавливают изделие и, не выключая тока, прекращают подачу электродной проволоки до естественного обрыва дуги. На сварочных тракторах при подходе дуги к концу шва останавливают трактор и непродолжительное время продолжают сварку на месте, затем, не выключая тока, останавливают подачу проволоки, дуга растягивается до естественного обрыва. В отдельных случаях используется автоматическая однопроходная сварка металла толщиной более 40 мм. В этом случае объем и глубина сварочной ванны велики, выделение газов затрудняется, увеличивает ся вероятность порообразования. Поэтому при однопроходной сварке толстого металла мощными дугами применяют флюсы с повышенной газопроницаемостью и толстую электродную проволоку диаметром до 8...12 мм. Сварку ведут на повышенном напряжении дуги, чтобы обеспечить получение швов нормальной чашеобразной формы, не склонных к образованию горячих трещин. В зависимости от типа свариваемого изделия вместе со сварочным оборудованием может использоваться разнообразное механическое оборудование. Наиболее распространенным видом такого оборудования являются вращатели. Эти устройства предназначены для вращения свариваемого изделия с заданной стабилизированной и регулируемой скоростью и отличаются от аналогичных по компоновке устройств - кантователей тем, что скорость вращения регулируется плавно в широком диапазоне. Вращатели используют двух видов: с центральной осью и внецентровые. Вращатели с центральной осью предназначены для перемещения относительно малых изделий, иногда имеющих небольшую жесткость, но требующих высокой точности позиционирования. Внецентровые вращатели представляют из себя роликовый стенд, содержащий размещенные на станине 4 два ряда роликов 5 и 6, часть которых соединена с приводом 7. Как правило, на таких роликовых стендах сваривают обечайки большого диаметра, имеющие высокую жесткость. При недостаточной жесткости внутрь обечаек могут устанавливаться распорные устройства (штанги, кольца, центраторы). Сварочные стенды весьма разнообразны по конструкции. Как правило, они предназначены для сварки плоских изделий из листового материала. Стенд состоит обычно из плоской рамы с размещенными на ней универсальными приспособлениями, включающими в себя опоры, упоры, прижимы, подкладные устройства, разнообразные по типоразмеру и конструкции. Сварочное оборудование (трактор) может передвигаться либо по изделию (направление задается специально устанавливаемым рельсом-направляющей), либо по специальным передвижным порталам, балкам.