Автоматическая установка портального типа для сварки продольных и кольцевых швов BUILDER, HST creative (Чехия)

Даже идеальная сварка не может защитить сварной шов от порчи. Рано или поздно это место становится самым слабым в детали и деформируется, поэтому во время сварочных работ обязательно используются защитные материалы. К ним относятся инертные газы и флюсы. Последние не так распространены в бытовой среде, но на производствах сварка под флюсом встречается очень часто. О ней пойдет речь далее.

Особенности сварки под флюсом

Не стоит думать, что сварка под флюсом это какой-то совершенно новый способ сварки. Придуман он очень давно, в конце в XIX века, а сущность заключается все в том же использовании присадочной проволоки и неплавящихся электродов. Однако, оборудование постоянно улучшалось, а вместо газа, покрывающего всю зону шва, используется только флюс. Он имеет порошковую консистенцию, засыпаясь поверх шва.

Такой состав под влиянием высоких температур тоже начинает выделять газ, который будет защищать свариваемые детали от окислов. Когда порошок выгорит, от него останется только легкоудаляемый шлак, а если средство не будет использовано полностью, его легко можно сохранить до следующего раза.

Перед тем, как делать варку под флюсом, потребуется выбрать:

• режим;
• электроды;
• присадочную проволоку.

Также, как при любой другой сварной работе, нужно будет правильно оформить кромки, обезжирить детали. Но здесь еще будет важно подобрать флюс, так как он существует в разных видах.

Флюс защищает сварной шов от окислов

Схема установки для автоматической дуговой сварки под флюсом

Голая электродная проволока 1, помещенная в кассете 2, с помощью подающего механизма сварочной головки перемещается к изделию.

Дуга горит в толстом слое (50—70 мм) стекловидного гранулированного флюса 3, поступающего в зону сварки из специального бункера 4.

При поступательном перемещении автомата или изделия образуется сварной шов 5, покрытый шлаковой коркой 6.

Большая часть флюса, оставшаяся нерасплавленной, инжекторным флюсоотсасывающим устройством 7 собирается с поверхности изделия и вновь поступает в бункер.

Основная особенность описанного процесса сварки заключается в повышении качества металла шва благодаря тому, что флюс обеспечивает устойчивое горние дуги и защиту сварочной зоны от влияния воздуха.

Так же флюс способствует замедлению скорости охлаждения шва.

Подбором состава флюса можно осуществить легирование металла шва.

Рис.2 Схема установки для автоматической сварки под флюсом

При автоматической сварке наиболее широко применяются флюсы, представляющие собой шлаковые системы, построенные на базе силикатов и окислов марганца, кальция или магния.

Преимущества и недостатки

У самого процесса сварки под флюсом есть свои положительные и отрицательные черты. Среди преимуществ:

• Автоматизация, позволяющая добиваться наиболее точных сварных швов. Автоматика позволяет задать все параметры электронно, поэтому ток, проволока — все подается и управляется само.
• Выделение флюса продолжается в процессе всего создания шва, потому его эффективность оказывается выше.
• Можно варить с большой силой тока.
• Скорость варки настраивается, может быть очень высокой.
• Сварную ванну можно увеличивать.
• Шов получается качественным.
• Возможность собирать элементы сложных конструкций быстро, качественно и с небольшими усилиями.
• Безопасность для сварщиков, так как они не находятся поблизости к свариваемым деталям.
• Можно использовать одновременно 2 электрода, питаемых от одного источника тока.

Виды флюсов

Эти средства можно поделить на группы по химическому составу и методу создания. Флюс может быть солевым, оксидным или смешанным. Здесь:

• Солевые лучше подойдут для электросварки титана или стали, никелированной или хромированной. В солевые флюсы входят соли фторидов и хлоридов.
• Оксидные имеют в составе оксиды активных металлов, а также кремния. Благодаря этому их лучше всего использовать для стали с низким содержанием углерода.
• Смешанные пригодятся для многокомпонентных сплавов и множества разных металлов. Этому способствует состав, содержащий оксиды и соли металлов в разных пропорциях.

Способов изготовления всего два — плавленый или не плавленый, который еще называют керамическим. Плавленые делают из кварцевого песка, а также марганцевой руды, которые смешиваются, плавятся, после чего формируются гранулы. Такой флюс очень хорошо подходит для низколегированной стали.

В состав керамических входят окислители и соли амфотерных металлов. Сначала те измельчаются, потом перемешиваются с жидким стеклом до однородной массы. Потом она гранулируется и прокаливается. Такие флюсы имеют структуру мелкого порошка, а подбирается он конкретно под марку стали, с которой предстоит работать, так как он работает только со сложными никелевыми или железоникелевыми сплавами.

Технология сварки под флюсом

Чтобы сварочный процесс прошел правильно, нужно правильно выбрать технологию автоматической сварки под флюсом. Базовых метода три:

• ручной;
• автоматический;
• полуавтоматический.

То, как происходит ручная варка, понятно. Здесь используется ручное оборудование, поэтому сварщик сам регулирует направление, скорость электрода. Сила тока и подача флюса, взаимодействующего с электродом, регулируется кнопками прямо на устройстве.

Полуавтоматический способ позволит автоматизировать лишь некоторые процессы, остальные требуют управления. То, как подается проволока, угол наклона электрода, сила тока, подчиняются автоматическому процессу. Сварщик в это время самостоятельно управляет движением дуги. У полуавтоматических аппаратов можно менять параметры подачи тока прямо в процессе работы.

При автоматической сварке под флюсом скорость движения электрода и его направление, а также скорость подачи проволоки задаются программно. Рабочие здесь нужны только для создания той самой сварочной программы, а также контроля качества.

Схема сварки под флюсом

Все эти три способа, несмотря на свою разность, предполагают некоторые общие шаги при сварке под флюсом:

1. Устранение оксидной пленки.
2. Закрепление деталей на сварочной плите.
3. Подбор настроек и разработка плана.
4. Подбор флюса.
5. Установка наплавной проволоки.
6. Сварка, где нужно внимательно следить за расходом флюса и проволоки, чтобы избежать повреждений.

После окончания работы нужно только дождаться, когда детали остынут, очистить шов и убрать флюс в герметичные упаковки.

Технология сварного процесса с использованием флюса подробно описывается в ГОСТ 8713 -79. Рассказывается про все три метода, подбор материалов, настройку оборудования. Здесь же показаны все виды сварных соединений, которые могут быть сделаны при применении каждого из трех методов.

Наше оборудование

На нашем производстве используются портальная установка сварки под флюсом

и
сварочные аппараты
от ведущих производителей сварочного оборудования: Lincoln Electric, Kemppi, Z-Master и др., которые позволяют выполнять сварку различными методами, в том числе синергетической программой, импульсной сваркой, сваркой под флюсом и др.

Портальная установка сварки под флюсом

Портальная установка позволяет производить автоматическую сварку под флюсом стыковых, нахлесточных, угловых и тавровых швов в нижнем положении, как одной сварочной головкой, так и двумя с синхронным включением по пуску-стопу, перемещению по ранее заданным сварочным режимам.

Сварка под флюсом применяется для получения сварных конструкций из углеродистых, низко- и высоколегированных сталей, меди, алюминия и их сплавов.

Портальная установка представляет собой П-образный механизм перемещаемый (с помощью сервоприводов) по рельсам. На портале смонтированы два комплекта сварочных головок, автоматические системы подачи проволоки NA-5 фирмы Lincoln Electric, источники питания DC-1000, механизмы рециркуляции флюса и пульт управления.

При сварке под флюсом электрическая дуга горит под зернистым сыпучим материалом – флюсом. По мере расплавления электродная проволока автоматически подается в зону сварки. Под действием тепла дуги расплавляются электродная проволока и основной металл, а также часть флюса. В зоне сварки образуется полость, заполненная парами металла, флюса и газами. Расплавленный флюс, окружая газовую полость, защищает расплавленный металл в зоне сварки от вредного воздействия окружающей среды.

Портальная установка сварки под флюсом

Технические характеристики портальной установки

Преимущества сварки под флюсом:

• высокое качество сварного шва
• высокая производительность и стабильность процесса
• минимальные потери электродного металла и полное отсутствие разбрызгивания
• максимально надежная защита зоны сварки

Сварочные аппараты

Сварочные аппараты, применяемые на нашем производстве

Выбор режима сварки

Выделяется несколько режимов, которые всегда нужно подбирать под каждое отдельное задание.

Режимы из таблицы подойдут для низкоуглеродистой, среднеуглеродистой и высокоуглеродистой стали.

Применяемое оборудование

Чтобы выполнить автоматическую дуговую сварку под флюсом, из технического оснащения потребуется:

• Сварочная плита. Установка сварочных плит потребует бетонного основания, так как сами плиты делаются из материалов, устойчивых к постоянным высоким температурам и их перепадам.
• Наплавная проволока. Она обычно имеет толщину от 0,3 до 12 мм, а делается из того же материала, что и свариваемые материалы.
• Неплавящийся электрод, который имеет сердечник из тяжелого сплава, керамическую оплетку.
• Система, подающая флюсовые частицы. В ее состав входят резервуар и шланг, диаметр которого будет достаточным для работы с электродом.
• Система контроля, которая более развита у автоматических устройств, а менее — у полуавтоматических.

Сварочный трактор для автоматической сварки под флюсом

Автоматическую сварку под слоем флюса выполнить нетрудно, ведь большая часть процесса будет автоматизирована, а от сварщика потребуется лишь правильная настройка оборудования и верный подбор флюсового средства для сварки.

На что обратить внимание при выборе оборудования

Стандартная комплектация оборудования для автоматической сварки с наплавкой под флюсом представлена:

• источником сварочного тока;
• сварочной горелкой;
• устройством, подающим электродную проволоку и флюс (автоматической сварочной головкой);
• устройством, перемещающим свариваемое изделие или сварочную головку;
• системой сбора флюса;
• системой пропорционального отслеживания шовного соединения;
• видеоузлом.

Источник постоянного и переменного сварочного тока должен предназначаться для 100% длительности цикла (10 мин. и более). Показатели величины сварочного тока чаще всего варьируют в пределах 300-1500 А. Подсоединяемый к сварочной головке аппарата бункер, как правило, оснащается электромагнитным клапаном с автоматическим или ручным типами управления.

Для современных сварочных установок характерно наличие системы сбора нерасплавленного флюса с последующей его подачей внутрь загрузочного бункера. На практике применяются сварочные подвесные головки (самоходные и неподвижные), а также сварочные тракторы.

При выборе особое внимание уделяется номинальному току (A) работы оборудования и диаметру используемой проволоки (мм). Важно, чтобы оборудование имело запас по току на уровне 30-50%.