Сварка под флюсом – все достоинства и тонкости процесса

1 Дуговая сварка под флюсом – ГОСТ 8713-79 и 11533-75

Принципы выполнения такого вида сварочных работ были разработаны в конце 19 столетия Н.Славяновым. А вот практические основы электродуговой сварки заложил Д.Дульчевский в 1927 году. Тогда же им был создан и первый в мире сварочный агрегат, функционировавший в автоматическом режиме. Это изобретение весьма активно начало внедряться на строительных и промышленных объектах Советского Союза.

Сам же процесс сварки (как, впрочем, и оборудование для него) постоянно совершенствовался силами ученых НИИ электросварочных агрегатов СССР, ЦНИИ Тяжелого машиностроения, Институтом Е.О.Патона. Согласно ГОСТ 8713-79 сварочные работы с применением флюса изделий и конструкций из сплавов и сталей на никелевой и железоникелевой основе могут быть по способам выполнения следующими:

• механизированными: МФ – на весу, МФш – с наложением предварительно подварочного шва, МФо – на остающейся прокладке;
• автоматическими: АФо – на подкладке, АФф – на флюсовой подушке, АФк – с подваркой (предварительной) корня шва, АФп – на медном ползуне, АФ – на весу, АФш – с наложением (предварительным) шва подварочного, АФм – на флюсомедной прокладке.

К основным видам сварных соединений в этом случае относят:

• одностороннее, двухстороннее, одностороннее замковое стыковое: со скосом кромок (в том числе и с криволинейным), со скосами (симметричными) одной кромки, с ломаным скосом, без скоса с обязательной строжкой впоследствии, с отбортовкой кромок, с несимметричными скосами обеих кромок;
• одно- и двухстороннее угловое: несимметричные скосы, со скосом и без такового, а также с отбортовкой;
• одно- и двухстороннее нахлесточное без скоса;
• двух- и одностороннее тавровое.

А вот в ГОСТ 11533-75 описывает все типы дуговой полуавтоматической и автоматической сварки изделий из низколегированных и углеродистых сталей, которые расположены под тупыми и острыми углами. К таким типам относят сварку:

• дуговую полуавтоматическую на стальной подкладке – Пс, полуавтоматическую – П и полуавтоматическую с подварочным швом – Ппш;
• автоматическую с подварочным швом, накладываемым предварительно – Апш;
• автоматическую на подкладке из стали – Ас.

2 Сущность и технология механизированной и автоматической сварки

Данный процесс предполагает, что дуга между изделием и концом сварочного электрода горит под флюсом – слоем специального сыпучего соединения. Основной металл и электродная проволока начинают расплавляться в результате теплового воздействия дуги. В это же время отмечается и расплавление некоторого объема используемого флюса. В итоге в сварочной зоне формируется газовая полость, которая наполняется парами сыпучего соединения и металла, а также газами.

В верхней своей области полость ограничивается расплавленным флюсом. Он предохраняет расплавленный металл и сварочную дугу от негативного влияния окружающей среды. Кроме того, он производит в сварочной ванне обработку (металлургическую) металла. Расплавленный флюс в процессе удаления дуги затвердевает за счет реакции со сталью, что приводит к формированию шлаковой корки. Избавиться от нее по окончании сварки несложно, следует только дождаться охлаждения изделия.

Пневматический специальный механизм, располагающий флюсоустройством, собирает ту часть флюса, которая не была израсходована. Впоследствии она вновь применяется для сварки.

Технология сварочного процесса с использованием флюса имеет ряд нюансов и достоинств:

• Теоретическая возможность применения токов величиной до 4 тысяч ампер (на практике используют ток в пределах 1000–2000 ампер). При открытой дуге данный показатель не может быть более 600 ампер, так как в этом случае правильное создание шва станет фактически нереальным из-за разбрызгивания металла. При этом производительность сварочных мероприятий увеличивается существенно быстрее, нежели растет сила тока. Также отмечается сам характер формирования шва.
• Закрытая дуга в процессе сварки имеет высокую мощность. За счет этого основной металл расплавляется на большую глубину, что дает возможность в некоторых случаях не осуществлять разделку кромок (открытая маломощная дуга способна лишь немного расплавить кромки шва).
• Производительность сварочного процесса (под ней понимают получаемый метраж шва за один час работы дуги) под флюсом до 10 раз выше, чем при выполнении работ с использованием открытой дуги (подразумевается, что сварочные токи при этом характеризуются идентичными значениями).
• Формирование "газового пузыря", в котором флюс выполняет функции его стенок, значительно снижает потери на разбрызгивание и угар. Величина таких потерь равняется максимум двум процентам от массы электродного расплавленного металла. Благодаря этому, процесс гарантирует получение высококачественных и равномерных швов. Немаловажным является и то, что электродная проволока расходуется по-настоящему экономно. Кроме того, расходуется намного меньше электрической энергии.

Конкретные режимы сварки под флюсом подбираются по основным и дополнительным характеристикам. К первым относят:

• сечение электродной проволоки;
• полярность и род тока;
• скорость сварочного процесса;
• напряжение дуги.

К дополнительным же параметрам причисляют:

• геометрические величины и плотность флюса, а также его состав;
• вылет проволоки (электродной);
• положение при сварке того или иного вида электрода и непосредственно свариваемой конструкции.

3 Какие материалы используют для сварочных работ под флюсом?

От грамотного подбора электродной проволоки зависит качество сварки. Ее химсостав устанавливает механические параметры шва. Рекомендуется применять стальную проволоку, которая соответствует Государственному стандарту 2246-70. Изготавливают ее из легированной, низкоуглеродистой и высоколегированной стали. Диаметры готовой проволоки при этом стандартизированы, они варьируются в пределах от 0,3 до 12 мм.

Поставляется такая продукция обычно в 80-метровых (не более) бухтах, реже в кассетах либо катушках (требуется согласие потребителя). Перед использованием проволоки, хранившейся некоторое время на складах, профессионалы советуют производить ее очистку и специальную несложную обработку бензином или керосином, что позволяет удалить ржавчину и загрязнения с изделия.

Для сварки изделий из алюминиевых листов выпускают проволоку по стандарту 7871-75. Также часто применяют омедненную проволоку (ГОСТ 16130-72), которая не требует предварительной обработки перед сваркой. На условия протекания сварочного процесса и качество шва, конечно же, оказывает влияние и то, какой флюс был выбран. Его состав определяет характеристики газовой атмосферы и жидкого шлака. От взаимодействия последнего с металлом в свою очередь зависит и структура металла шва. А она обуславливает стойкость против формирования трещин.

Выбирая флюсы, стоит помнить, что они необходимы для:

• легирования металла шва;
• изоляции (физического плана) сварочной ванны от окружающей среды;
• создания поверхности шва;
• стабилизации разряда дуги.