Сварка под слоем флюса - Автоматическая дуговая

Подробности

Опубликовано 25.05.2012 16:08

Просмотров: 36537

АВТОМАТИЧЕСКАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА ПОД ФЛЮСОМ

СУЩНОСТЬ И ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ

Многие сварные конструкции имеют прямолинейные или кольцевые (круговые) сварные швы большой длины. Выполнение таких швов не требует от сварщика особенных навыков кроме стабильного ведения процесса. В этих случаях возникает необходимость и возможность механизации процесса сварки. При ручной дуговой сварке сварщик совершает одновременно два движения: перемещает электрод вдоль стыка и подает его вниз с заданной скоростью для поддержания постоянной длины дуги. Эти две операции легко механизировать с помощью двух электромеханических приводов, содержащих электродвигатель с элементами управления, редуктор и подающие устройства (колеса, ролики). Первый привод движет сварочный электрод вниз с требуемой скоростью, второй перемещает электрод с механизмом его подачи вдоль стыка. За сварщиком остаются функции оператора, он должен только управлять процессом. При таком способе сварки использование штучного электрода конечной длины нерационально, удобнее в виде электрода использовать непрерывную проволоку требуемого диаметра и состава. Однако использование такого электрода кроме очевидных преимуществ (отсутствие огарков, не нужно тратить время на смену электрода, удобно транспортировать с помощью механизма подачи) имеет недостаток. Нанести на такой электрод какое-либо защитное покрытие очень сложно, так как электрод из такой проволоки должен находиться в плотно скрученной бобине. Создать шлаковую защиту для плавящегося теплотой дуги электродного металла можно, насыпая вокруг электрода в месте сварки специальное гранулированное вещество сварочный флюс. Этот способ назвали автоматической дуговой сваркой под слоем флюса, хотя правильнее было бы назвать его механизированной сваркой, так как полной автоматизации процесса он не обеспечивает, участие сварщика необходимо. Идея сварки под слоем флюса принадлежит родоначальнику дуговой сварки плавящимся электродом Н.Г. Славянову. Промышленная технология была разработана в СССР в 1930-1940 гг. в Институте электросварки им. Е. О. Патона. При сварке под флюсом (рис. 75) дугу 1 зажигают между свариваемыми деталями 2 и плавящимся электродом (электродной проволокой) 3. Перед дугой из бункера 4 насыпают слой флюса 5. Под ним об разуется сварочная ванна 6 и формируется шов 7. От теплоты дуги часть флюса расплавляется, слой жидкого шлака 8 оттесняется давлением разогретых газов и паров металла и в виде пузырей закрывает зону сварки. Образуется плавильное пространство 9. Электродная проволока 3 из бобины 10 подающим механизмом 11 через снабженный токоподводом мундштук 12 непрерывно подается в плавильное пространство 9. Все устройства смонтированы на тележке 13, перемещающейся по направляющим вдоль свариваемого стыка. При сварке кольцевых или круговых стыков тележка может быть неподвижной, вращается изделие. После затвердевания шва 7 на его поверхности образуется шлаковая корка 14, которая легко удаляется. Нерасплавившийся флюс может во время сварки удаляться флюсоотсосом 15 и использоваться повторно. Слой флюса и шлак защищают зону сварки и остывающий шов от воздуха. Газы и неметаллические загрязнения легко переходят в шлак, металл становится более чистым. Шлак плотно облегает плавильное пространство, в нем повышается давление, дуга обжимается, повышаются ее эффективный КПД и проплавляющая способность. Разбрызгивания электродного металла нет. Это позволяет применять силу тока большую, чем при ручной сварке. Потери электродного металла не превышают 2...4 %. Дуга в процессе сварки не видна, сварщику не требуется защитная маска и тяжелая защитная одежда. Выделяется лишь немного газа и паров флюса, процесс чистый. Производительность возрастает в 5... 10 раз. Применение автоматической дуговой сварки произвело подлинную революцию в ряде отраслей производства, например при изготовлении резервуаров, тонкостенных труб для газо-и нефтепроводов. Сварка под флюсом не лишена недостатков. Ее трудно производить в пространственных положениях шва, кроме нижнего: трудно удерживать флюс. Трудно контролировать процесс горения дуги и формирования шва: все закрыто флюсом. Флюсовая пыль и пары флюса опасны для здоровья сварщиков. Для сварки требуется сложное оборудование.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ

Для сварки под флюсом используют источники питания дуги переменного и постоянного тока, обеспечивающие силу тока от 50 до 2000 А с падающей вольтамперной характеристикой и продолжительностью включения 100 %. Механизмы подачи электродной проволоки не имеют существенных отличий от аналогичных устройств для других способов сварки. Состоят они из двигателя постоянного тока с редуктором и содержат одну или более пар подающих и правящих роликов в зависимости от диаметра подаваемой проволоки. Для подачи одновременно двух проволок используют двойные механизмы. Проволоки в этом случае могут располагаться поперек стыка деталей или вдоль его друг за другом. Скорость подачи проволоки может изменяться специальными устройствами в зависимости от напряжения на дуге автоматически или независимо вручную. Горелки для сварки под флюсом имеют небольшие габариты, так как они меньше нагреваются сварочной дугой, закрытой слоем флюса. Это позволяет использовать воздушное охлаждение горелок. Состоят горелки из двух скрепляемых винтами половин, между которыми устанавливается медный мундштук с отверстием для электродной проволоки. Для прокалки флюса перед сваркой применяют переносные или стационарные электропечи. К флюсовой аппаратуре относится бункер с гибким шлангом, снабженным на конце оправкой, крепящейся к сварочной горелке. Размеры и положение этой оправки определяют количество флюса, подаваемого в зону сварки и толщину его слоя. Бункер комплектуется ситом для очистки флюса от шлаковых корок. Для уборки флюса после сварки используют вакуумные флюсоотсосы, работающие аналогично пылесосам. Сварочная горелка, механизм подачи проволоки с бобиной, флюсовая аппаратура, пульт управления и электрические устройства для поддержания стабильного горения дуги вместе составляют сварочный автомат. Если он устанавливается на подвижной или неподвижной части сварочной установки, то его называют сварочной головкой. Она может быть подвесной или самоходной, если имеет свой привод перемещения относительно изделия по направляющим сварочной установки. Автомат, имеющий свой привод перемещения и четырехколесную тележку, позволяющую ему передвигаться непосредственно по свариваемому изделию, называют сварочным трактором. Тракторами можно сваривать прямолинейные и кольцевые швы. Например, трактор ТС17М-1 сваривает кольцевые швы диаметром от 1200 мм и более внутри вращающегося изделия. Чтобы настроить сварочную горелку на свариваемый стык, сварочные автоматы снабжают винтовыми механизмами с рукоятками для вертикальных и горизонтальных перемещений горелки, а тракторы, кроме того, - механизмами поворота горелки вместе с подающим механизмом и бункером вокруг горизонтальной и вертикальной осей. Обозначения типов автоматов стандартизированы: АД - автомат, П - полуавтомат для дуговой сварки, Ф - под флюсом, Г - в защитном газе, ФГ-универсальный (под флюсом и в газе), Ш - шланговый. Отечественные сварочные автоматы по своим техническим данным (табл. 13) и назначению полностью удовлетворяют основные потребности промышленности. Кроме сварочных тракторов общего назначения существуют специализированные. Например, тракторы типа ТС-32 предназначены для однодуговой сварки стыковых соединений на скользящей водоохлаждаемой медной подкладке для формирования обратной стороны шва. Медная подкладка связана с корпусом трактора сцепкой через зазор между листами в стыке. Трактор ДТС-38 предназначен для двухдуговой сварки стыковых и угловых швов с углом наклона электродов от вертикали 35°. У некоторых автоматов, например АДС-1000-4, АДФ-1003, скорость подачи проволоки автоматически устанавливается и регулируется при сварке в зависимости от длины сварочной дуги. Сварщик задает на пульте управления величину напряжения дуги, электрическая схема сравнивает фактическое напряжение в данный момент с заданным и, меняя скорость подачи проволоки, поддерживает длину дуги постоянной. В других автоматах, например ТС-17М, АДФ-500, скорость подачи в процессе сварки не изменяется. Она равна скорости плавления электрода. При случайном уменьшении или увеличении длины дуги соответственно увеличивается или уменьшается сила сварочного тока, проволока плавится быстрее или медленнее, длина дуги восстанавливается под флюсом применяют также полуавтоматические установки, у которых имеются только механизм подачи электродной проволоки и аппаратура управления. Проволока подается по шлангу в сварочную головку, которую сварщик держит в руках. На головке смонтирован небольшой бункер - воронка для флюса. Хорошо зарекомендовали себя полуавтоматы ПШ-5-1, ПШ-54, ПДШМ-500, А-1197Ф. Они рассчитаны на номинальную силу сварочного тока 500...600 А, проволоку диаметром 1,6...2,5 мм со скоростью ее подачи от 80 до 720 м/ч.