Электроды для сварки под флюсом

Содержание:

Сегодня автоматическая или полуавтоматическая дуговая сварка под флюсом является одной из наиболее распространенных типов сварки. Популярность этого метода основывается на том, что механизированный способ сварки позволяет избежать такого понятия, как «человеческий фактор», который неизбежен, когда речь идет о ручной сварке. Кроме того, большое значение здесь имеют и особенности самого флюса, позволяющего при его применении существенно повысить производительность вследствие применения специальных приспособлений и более высокого сварочного тока. А в результате появилась возможность не просто изменить технологические процессы производства различных сварных конструкций, но и упростить их, увеличивая при этом не только количество получаемой продукции, но и ее качество.

Стоит отметить и тот факт, что изобретение метода сварки под флюсом позволило внести изменения и в более «грандиозные» производственные процессы — то есть, в производство всего изделия в целом, если одним из этапов его производства являются сварочные работы. Так, например, большие изменения с появлением сварки под флюсом произошли в судостроительной отрасли — появилась возможность изготавливать корабли секционным методом, при котором отдельные секции корпуса свариваются в промышленных условиях на заводе, а потом уже собираются на верфи в единое целое.

А особенно большое влияние изобретение сварки под флюсом оказало на производство трубопроводов большого диаметра. Если раньше для соединения таких труб можно было применять только элементарную газокузнечную сварку, то сегодня производственные предприятия, где изготавливаются трубы большого диаметра, получили в свое пользование самое современное оборудование и технологии.

Преимущества и недостатки сварки под флюсом.

Кроме высокой производительности и возможности изготавливать при помощи сварочных работ самые сложные конструкции сварка под флюсом обладает и еще целым рядом достоинств, отличающих ее от всех прочих типов сварки:

  • Одним из главных преимуществ сварки под флюсом является возможность более рационально использовать силу тока, увеличивая ее до необходимых значений, не опасаясь того, что это негативно скажется на качестве сварного шва. При применении этого типа сварки сварочный ток можно увеличивать не постепенно, а резко, что позволяет сократить время выполнения работы, а значит, и сэкономить электроэнергию.
  • Применение флюса позволяет существенно снизить количество брызг расплавленного металла, а также угар металла благодаря тому, что сварочная дуга оказывается заключена в своеобразный пузырь, стенки которого «выстраивает» жидкий флюс. В результате количество «потерянного» металла не превышает 2%, а электроды и сварочная проволока расходуются более экономично.
  • Также применение флюса позволяет максимально хорошо защитить всю зону сварки — в результате поверхность металла не окисляется от воздействия кислорода воздуха, а в расплавленный металл не попадают никакие посторонние вещества из окружающей среды, что позволяет существенно повысить качество сварного шва и его механические свойства.

Конечно, как и у любого другого вида сварки у сварки под флюсом имеются и некоторые недостатки, основные из которых связаны с тем, что укрытие поверхности металла слоем флюса затрудняет всю работу — сварщик просто не видит кромок детали и не имеет возможность вовремя скорректировать их положение. Поэтому к сборке конструкций для сварки под флюсом предъявляются повышенные требования. Кроме того, к недостаткам сварки под флюсом относятся:

  • сложности, связанные с выбором положения сварочной дуги (опять же вследствие того, что кромки свариваемых изделий укрыты слоем флюса);
  • необходимость применения специального оборудования в тех случая, если сварной шов должен находиться в разных положениях в пространстве.

Но в последнее время разработчики новых сварочных технологий нашли способ избежать большинства из недостатков сварки под флюсом — и выходом из ситуации стало то, что в продаже появились специальные электроды с флюсом, а также сварочная проволока с флюсом.

Преимущества электродов с флюсом и сварочной проволоки с флюсом.

Электроды с флюсом и сварочная проволока с флюсом позволяют сделать работу сварщика еще более простой и быстрой. Применение такого присадочного материала дает возможность не укрывать поверхность металла слоем флюса (толщина такого слоя может достигать 50-60 мм), а значит, сварщик хорошо видит в процессе работы кромки свариваемых деталей. При этом все преимущества этого типа сварки при применении электродов с флюсом и проволоки с флюсом остаются неизменными.

Сварочная проволока или электроды с флюсом отлично защищают поверхность металла от воздействия окружающей среды и появления загрязнений. Дело в том, что флюс, находящийся на поверхности присадочного материала также, как и флюс, с помощью которого укрывают кромки деталей, расплавляется и выполняет защитные функции. Кроме того, флюс с поверхности электрода или проволоки, расплавляясь, выделяет углекислый газ, который, как известно, мешает процессу горения. А это значит, что в процессе сварки металл не будет разогреваться чересчур сильно и выгорать.

Читайте также:  Коловорот ручной для земли

В процессе газовой и электродуговой сварки высокотемпературная зона обработки чрезвычайно увеличивает свою химическую активность. Следствием являются интенсивное окисление металла, испарение части материала сварочной проволоки, снижение интенсивности металлургических процессов, что препятствует эффективному плавлению. Наконец, с увеличением продолжительности сварки в ванне начинается скапливаться всё больше шлаков. Поэтому такую зону необходимо эффективно изолировать, что и выполняется сварочными флюсами – неметаллическими композициями с определённым набором свойств.

Принцип действия

Типовая сварочная зона при установившейся стадии процесса включает в себя следующие области:

  1. Зону дугового столба с внутренней температурой не менее 4000…5000 °С.
  2. Зону газового пузыря, которая образуется вследствие интенсивного атомарного испарения компонентов в кислородной среде.
  3. Шлаковый расплав, который, будучи легче металла, располагается в верхней части газовой полости.
  4. Слой расплавленного металла в нижней части полости.
  5. Шлаковую корку, которая образует верхнюю, твёрдую границу сварочной зоны.

Кроме того, свой вклад в поведение свариваемого металла вносит также сварочная проволока. Таким образом, при всех разновидностях сварки в миниатюре моделируется обычный металлургический процесс получения металла, но без защитного покрытия и чёткой протяжённости, которые в первом случае ограничиваются объёмом мартеновской или электропечи.

Обезопасить свариваемый металл от окисления и шлаковой корки, ухудшающей качество готового шва можно, применив непрерывную подачу в сварочную зону легкоплавких и в то же время – химически инертных компонентов. Ими и являются сварочные флюсы. Они могут применяться также для целей поверхностной наплавки. Применение флюсов снижает уровень пыли, которая всегда образуется при сварке.
При использовании данных материалов должны обеспечиваться следующие условия:

  • Сварочный флюс не должен снижать производительность сварки, а, наоборот, стабилизировать её;
  • Материал не должен вступать в химические реакции, как с основным металлом, так и с металлом сварочной проволоки;
  • На протяжении всего рабочего цикла должна обеспечиваться изолированность зоны сварочного пузыря от окружающей среды;
  • После окончания процесса остатки флюса, связываясь со шлаковой коркой, должны легко удаляться из зоны обработки. При этом до 70…80% материала флюса можно, после соответствующей очистки, вновь использовать при сварке.

Эти требования довольно сложны и противоречивы, поэтому оптимальный состав и технология подачи сварочных флюсов определяется под конкретный вид сварки, конфигурацию соединяемых частей металла и производительность процесса.

Положительными факторами применения сварочных флюсов являются:

  1. Отсутствие потребности в предварительной разделке кромок будущего шва, поскольку при больших токах (для электросварки), либо повышенной концентрации кислорода (при газовой сварке) расплавление металла протекает значительно интенсивнее.
  2. Отсутствие угара металла, как в зоне шва, так и на поверхностях, которые прилегают к нему. Всё это сопровождается повышением качества готового сварного шва.
  3. Более устойчивое горение дуги.
  4. Увеличение КПД источника питания, поскольку снижаются потери энергии, затрачиваемой на нагрев металла, его разбрызгивание и повышенного расхода сварочной проволоки с флюсом.
  5. Более комфортные условия труда сварщика, поскольку значительная часть пламени дуги экранируется слоем флюса.

Ограничением для применения сварочных флюсов считается невозможность быстрого осмотра места выполненной сварки. Это повышает требования к качеству подготовительных работ, особенно, если сваркой соединяют детали сложной конфигурации. Кроме того, сами флюсы достаточно дороги, а их расход сопоставим с затратами на сварочную проволоку.