Флюс это в сварке: Что такое сварочный флюс

Содержание

Что такое сварочный флюс

Часть сварочных работ необходимо выполнять в защищенной среде. Изолировать рабочую зону позволяют флюсы. Они отличаются по составу и предназначены для работы с определенными видами металлов. Правильный выбор флюса – необходимое условия для формирования качественного сварного шва.

Что такое флюс в сварке и для чего он нужен

Сварочный флюс – это материал, применяемый в сварочных работах с целью изоляции зоны сварки от атмосферного воздуха. Благодаря применению материала обеспечивается стабильное горение дуги, беспроблемное формирование поверхности сварного шва, а наплавленный материал получает предопределенные свойства. К примеру, при выполнении кузнечных работ, в полуавтоматической и газосварке используются хлориды, фториды, борная кислота и бура. Они создают жидкую защитную среду, которая активно растворяет оксиды.

Снизить негативное воздействие таких процессов удается при помощи инертных газов или жидкости, которые изолируют рабочую зону и предотвращают попадания атмосферного воздуха к точкам соединения металлов. Неметаллические композитные соединения – флюсы – и предназначены для создания именно такой защитной среды.

Применение флюса в процессе работы дает весомые преимущества, а именно:

Обеспечивается интенсивное плавление металлов. Такой эффект достигается как при электродуговой, так и при газовой сварке. В первом случае за счет более эффективного использования силы потребляемого тока, а во втором – за счет более высокой концентрации активного газа в рабочей зоне. Благодаря использованию флюса отпадает необходимость в обязательной разделке кромок свариваемых заготовок.
Флюс помогает избежать угара металла – потерь расплава в результате окислительных процессов и его испарения от высокой температуры.
Дуга при условии применения флюса горит более стабильно, что имеет критически важное значение при формировании сварных швов сложной конфигурации.
Из-за снижения потерь электрического тока, который расходуется на прогрев рабочей поверхности, существенно повышается КПД установки.

Присадочный материал расходуется экономно.
Флюс частично экранирует излучение плазменной сварочной дуги, что в некоторой степени облегчает условия работы сварщика.

Условия использования и недостатки

Флюс был разработан для оптимизации и стабилизации металлургических процессов, которые протекают во время сваривания металлов. В то же время он никак не должен понижать производительность электродов, а лучше всего, если будет способствовать ее увеличению. Для этого материал должен соответствовать некоторым требованиям:

Флюс не должен реагировать с расплавом металла или сердечником электрода.
Сварная ванна должна быть изолированной все время, на протяжении которого выполняются сварочные работы.

Остатки флюса, которые в результате работы были связаны шлаком, должны легко удаляться. Материал, который остался незадействованным, может быть использован вторично. Как минимум, 80% всего состава.

Недостатков материала совсем немного:

флюс стоит дорого. Его цена сопоставима со стоимостью на присадочную проволоку;
нету возможности осмотреть шов сразу по завершению процесса. Поэтому сварные швы сложной конфигурации желательно хорошо предварительно подготовить, чтобы свести к минимуму вероятность брака.

Как работать с флюсом

Перед начало работы в месте формирования сварного шва наносится слой флюса толщиной 4-6 см.
В рабочую зону подносится электрод и поджигается электрическая дуга.
Флюс имеет низкую плотность и в результате воздействия высокой температуры начинает плавиться. При этом образуется газовая среда, благодаря которой сварочная ванна будет изолирована от атмосферного воздуха.
Расплавленный флюс характеризуется прочным поверхностным натяжением, которое препятствует интенсивному разбрызгиванию расплава металла.

Благодаря физическим и химическим свойствам флюса значительно увеличивается сила тока. Показатель может доходить до 2000 Ампер. Что позволяет избежать неэффективных потерь материала и получить на выходе сварной шов высокого качества.

Флюс помогает сохранить тепло внутри рабочей зоны. В результате его воздействия тепловая мощность концентрируется в рабочей зоне и плавление металла происходит быстрее.
Все свободные места заполняются расплавом вне зависимости от текущего состояния кромок.
Материальный баланс сварного шва претерпевает изменений в лучшую сторону. Примерно 2/3 его состава – это металл заготовок. И только треть представлена расплавом сердечника электрода.

Классификация флюсов

Флюсы отличаются многими признаками и поэтому их классификация достаточно широка. Они отличаются внешним видом, химическим составом, физическим состоянием, назначением и способом получения. К примеру, для дуговой сварки или наплавки хорошо подходят гранулированные и порошковые флюсы, которые имеют строго определенную электропроводность. Газовая сварка подразумевает работу с порошками, пастами и, собственно, газами.

Способ получения

Флюс может быть плавленым или неплавленым. Первый вариант применяется не только при сваривании металлов, но и при наплавке. Такой флюс эффективен, когда необходимо улучшить технические характеристики поверхности металла путем добавления в его состав дополнительных химических элементов. Например, наплав применяется для получения исключительно ровной поверхности или для улучшения устойчивости материала к коррозии.

Плавленые флюсы получают таким образом. Сперва компоненты измельчают и перемешивают. Затем они плавятся в электрических или пламенных печах без доступа кислорода. После этого горячие частички перемещаются через охлаждающий поток воды. В результате резкого снижения температуры они затвердевают и превращаются в гранулы. Размер частичек отличается и подбирается в зависимости от диаметра электрода: чем тоньше пруток, тем меньшего диаметра требуются гранулы.

Неплавленые флюсы еще называют керамическими. Они получаются в результате тщательного перемешивания мелких частиц ферросплавов, шлаков и минералов без термической обработки. После этого частицы перемешиваются со стеклом и спекаются. Их основные достоинства:

отличное качество сварного шва;
возможности многократного использования частиц;
экономный расход.

Как пример можно рассмотреть керамические сварочные флюсы серии UF. Они применяются в гражданском строительстве для создания конструкций высокой прочности из низколегированных сталей.

Химический состав

Основной компонент большей части флюсов – диоксид кремния. В некоторых видах продуктов его доля доходит до 80 процентов. Другие название материала – кремнезем. Он является кислотным оксидом и представляет собой кристаллический прозрачный минерал. Кремний препятствует образованию углерода, благодаря чему сильно снижается вероятность появления пор и трещин в сварочном шве.

Марганец по наполняемости находится на втором месте. Как компонент флюса он выступает в роли раскислителя. То есть, материал является своеобразным антиоксидантом. Во время протекания сварочного процесса марганец активно реагирует с кислородом, содержащимся в оксидах железа, а затем связывает молекулы кислорода, которые ранее взаимодействовали с кремнием. Результатом сложной химической реакции замещения является оксид марганца – нерастворимое в расплаве и легко удаляемое с поверхности соединение. Помимо этого, марганец улучшает качество соединения тем, что вступает в реакцию со свободной серой и связывает ее. Образуется сульфид, который тоже легко удаляется с поверхности шва.

Флюсы содержат еще и добавки для легирования – хром, ванадий, молибден, титан, вольфрам и другие. Они вводятся для того, чтобы восстанавливать первичный химический состав металла. Нередко эти добавки замещают собой выгоревшие примеси металла. Благодаря этому, расплав получает новые свойства. Легирующие добавки в большинстве случаев во флюсе представлены в виде ферросплавов – соединений с железом.

Назначение флюсов

Выбор флюса для выполнения определенных сварочных работ зависит от их предназначения. Они бывают:

для низкоуглеродистой стали. В составе флюса имеется большое содержание марганца и кремния. Они применяются совместно с присадочной проволокой, выполненной из низкоуглеродистой стали, не содержащей легирующих добавок. Еще один вариант – это флюсы с небольшим содержанием (или полным отсутствием) марганца. Но в таком случае сварочный пруток подбирается с легирующими добавками;
для соединения заготовок из низкоуглеродистой стали применяется флюс с высокой химической инертностью, показатель которой выше, чем у большинства низко углеродистых металлов. В результате сварной шов получается пластичным. Примером может служить флюс АН-46 для сварки стали;

для работы с высоколегированными металлами подбираются флюсы с незначительной химической активностью. Марганец и кремний практически не применяются. Они заменяются флюоритом – плавиковым шпагатом, под воздействием которого получаются легкоплавкие шлаки. Они легко убираются с поверхности. Помимо флюоритов в таких флюсах есть алюминий и негашеная известь;
для сваривания активных металлов лучше всего подходят солевые флюсы, произведенные на основе фторидных и хлоридных солей щелочных металлов. Они не содержат примесей кислорода, поскольку он отрицательно влияет на пластичность соединения.

Ниже представлена таблица с примерами применения конкретных марок флюсов:

Плавленые флюсы		Неплавленые флюсы
АН-348-А, АН-348-АМ, АН-348-В, АН-348-ВМ, ОСЦ-45, ОСЦ-45М, АН-60, ФЦ-9	Механическая сварка и наплавка низколегированных и углеродистых сталей низколегированной и углеродистой сварочной проволокой	АНК-35	Сварка низкоуглеродистых сталей низкоуглеродистой проволокой Св-08 и Св-08А
АН-8	Электрошлаковая сварка углеродистых и низколегированных сталей; сварка низколегированных сталей углеродистой и низколегированной сварочной проволокой.	АНК-46	Сварка низкоуглеродистых и низколегированных сталей
АН-15М, АН-18, АН-20С, АН-20П, АН-20СМ	Дуговая автоматическая сварка и наплавка высоко- и среднелегированных сталей	АНК-30, АНК-47	Сварка швов высокой хладостойкости
АН-22	Электрошлаковая сварка и дуговая автоматическая наплавка и сварка низко- и среднелегированных сталей	АНК-45	Сварка высоколегированных сталей
АН-26С, АН-26П, АН-26СП	Автоматическая и полуавтоматическая сварка нержавеющих, коррозионностойких и жаропрочных сталей	АНК-40, АНК-18, АНК-19	Наплавка низкоуглеродистой сварочной проволокой Св-08 и Св-08А;
АН-17М, АН-43, АН-47	Дуговая сварка и наплавка углеродистых, низко- и среднелегированных сталей высокой и повышенной прочности	АНК-3	В качестве добавки к флюсам марок АН-348А, ОСЦ-45, АН-60 для повышения стойкости швов к образованию пор

Флюсы для газовой сварки

Для сваривания цветных металлов, а также инструментальной, отдельных марок тонколистовой стали и чугуна требуется создание специальных условий. Защитная среда создается с помощью инертных газов, а также путем использования порошкового или пастообразного флюса. Вещества наносятся на кромки соединяемых заготовок, прямо в сварочную ванну или же на присадочный пруток.

Флюс подается в рабочую зону по-разному в зависимости от его агрегатного состояния. Сложнее всего подавать порошкообразную консистенцию. Их следует точно подавать в расплав, исключая вероятность его сдува ветром. Пасты наносятся на кромки предварительно и не нуждаются в какой-либо дополнительной опеке. Газы подаются дозировано при помощи специального оборудования – расходомеров.

Для газовой сварки флюсы подбираются под оксиды, которые образуются в процессе выполнения работ. Если они кислые, то выбираются щелочные флюсы, и наоборот. Наиболее распространенные виды флюсов и их применение:

цветные металлы – латунь, бронза, медь – требуют использования кислых флюсов, в составе которых есть содержащие бор включения. Примером могут служить марки МБ-1 или БМ-2;
для сваривания чугуна подбираются флюсы с включениями калия и натрия, образующими щелочную среду;
алюминий требует использования составов с фторидами лития, натрия или калия. Чаще всего для выполнения такого рода работ применяется флюс серии АФ-4А.

При работе газосварочными аппаратами флюсы для сваривания низкоуглеродистых металлов не используются. Это вызвано тем, что на поверхности расплава образуется достаточное количество легкоплавких оксидов железа.

Флюсы для автоматической сварки

Полуавтоматы и автоматические установки часто востребованы при работе со сложными конструкциями большого размера. Большая сила тока и грамотно подобранный флюс дают операторам возможность соединять элементы большой толщины. При этом не требуется предварительная разделка кромок, что экономит время и очень важно для производственных процессов конвейерного типа. Технология востребована при изготовлении резервуаров, труб; в машино- и судостроении.

Данный способ сваривания характеризуется высокой автоматизацией процессов. В частности, автоматически поддерживается стабильность горения дуги, дозирование и подача определенного количества флюса в рабочую зону (равно как и отвод неиспользованного), регулярное обновление электрода. Чтобы в рабочей зоне было стабильное и достаточное по объему газовое облако, толщина флюса должна составлять 4-8 см, а его ширина – 5-10 см. марка выбираемого флюса зависит от характеристик соединяемого металла. Все работы ведутся в нижнем пространственном положении.

Что такое сварочный флюс

Оцените, пожалуйста, статью

12345

Всего оценок: 0, Средняя:

Сварочные флюсы классификация и особенности

Содержание

1. Для чего нужен флюс при сварке

2. Условия использования сварочных флюсов

3. Недостатки

4. Как работают флюсы

5. Сварочные флюсы — классификация

6. Химический состав флюсов для сварки

7. Виды флюсов для сварки по назначению

8. Назначение сварочного флюса — примеры

9. Флюсы для газовой сварки

10. Флюсы для автоматической сварки

При электродуговой или газовой сварке в условиях высоких температур значительно увеличивается химическая активность обрабатываемой зоны. Металл усиленно окисляется под воздействием атмосферного воздуха, в результате шлаки и окислы попадают в него, снижая интенсивность металлургических процессов и в итоге ухудшая качество сварного шва. Для предотвращения этих процессов необходима защитная газовая или жидкая среда, которая изолирует зону сварки. Ее и создают флюсы — неметаллические композитные порошковые компоненты.

Таким образом, назначение флюсов при сварке — изоляция сварочной ванны от атмосферного воздуха, защита наплавляемого металла от интенсивных окислительных процессов, стабильное горение сварочной дуги и получение сварного шва необходимого качества.

Для чего нужен флюс при сварке

Использование флюсов обеспечивает следующие преимущества при сварке.

Как при электродуговой, так и при газовой сварке флюс сварочный обеспечивает более интенсивное расплавление металла — (соответственно при больших токах или высокой концентрации кислорода). Благодаря этому нет необходимости заблаговременно разделывать кромки будущего сварного шва.
В зоне шва и на прилегающих к нему поверхностях удается избежать угара металла — его потерь на окисление и испарение.
Горение дуги имеет более высокую стабильность, что особенно важно при сложных конфигурациях шва
Снижаются потери энергии источника тока на нагрев металла, соответственно увеличивается его КПД.
Оптимизируется расход присадочного материала.
Более удобное выполнение работ для сварщика, потому что флюс экранирует некоторую часть пламени дуги.

Условия использования сварочных флюсов

Задача флюса — стабилизация металлургических процессов при сохранении необходимой производительности электродов. Для этого в процессе сварки следует соблюдать определенные условия.

Флюс не должен вступать в химическую реакцию с металлом стержня и основным металлом.
Зона сварной ванны должна оставаться изолированной на протяжении всего сварочного процесса.

Остатки флюса, связанные со шлаковой коркой в результате сварки, по завершении работ должны легко удаляться. При этом до 80% материла после очистки можно использовать заново.

Недостатки

Условных минусов в использовании сварочных флюсов немного.

Высокая стоимость, которая примерно сопоставима с ценой на сварочную проволоку.
Yевозможность сразу осмотреть сварной шов. В силу этого, особенно в конструкциях сложной формы, место сварки предварительно тщательно подготавливается.

Как работают флюсы

Перед сваркой на места соединений наносится толстый (40-60 мм) слой флюса.
Электрод вводится в зону сварки, происходит поджиг дуги.
Под воздействием высоких температур (до 6000 °C) флюс с его низкой плотностью быстро плавится в газовом пузыре, изолируя сверху сварную ванну, перекрывая к ней доступ газовых, водяных паров и других химических веществ.
Имея высокое поверхностное натяжение, таким же образом расплав флюса предотвращает интенсивное разбрызгивание металла.
Это позволяет значительно увеличить ток дуги (до 1000-2000 Ампер) без серьезных потер материала электрода и с сохранением хорошего качества шва.
Под воздействием флюса в зоне дуги происходит концентрация тепловой мощности — в результате плавление металла происходит быстрее.
При этом металлом заполняются все стыки, независимо от состояния кромок.
Изменяется материальный баланс сварного шва — 60-65% процентов в нем составляет металл свариваемых деталей, и только остальное — это металл сварочного электрода.

Сварочные флюсы — классификация

Классификация флюсов чрезвычайно широка. Их различают по внешнему виду и физическому состоянию, химическому составу, способу получения, назначению. Так, например, для наплавки или дуговой сварки, как правило, используются гранулированные или порошковые флюсы с определенными показателями электропроводности, а для газовой — газы, порошки, пасты.

По способу получения композитов

Различают флюсы плавленые и неплавленые.

Флюс сварочный плавленый широко используют не только при сварке, но при наплавке. Он демонстрирует высокую эффективность в случаях, когда поверхность металла сварного шва путем добавления дополнительных химических элементов должна получить более высокие технические характеристики — например, повышенную стойкость к коррозии или очень ровный и гладкий шов.

Наплавка под флюсом

Получают плавленые флюсы следующим способом: компоненты размалывают, смешивают, затем расплавляют в пламенных или электропечах при полном отсутствии кислорода. Далее нагретые частицы пропускаются через непрерывный поток воды, затвердевая и превращаясь таким образом в гранулят. Размер частиц различен — чем тоньше сварочный пруток, тем меньше должны быть и гранулы.

Неплавленые флюсы (керамические) для сварки изготавливаются путем перемешивания измельченных частиц шихты из ферросплавов, минералов, шлакообразующих без последующего плавления. Частицы смешиваются со стеклом и далее спекаются.

В ряду их преимуществ:

низкий расход,
возможность многократного использования,
высокое качество получаемого шва.

Пример — керамический сварочный флюс марки UF (UF-01, UF-02, UF-03) который используется в энергетике и гражданском строительстве для сварки металлоконструкций из низколегированных сталей повышенной прочности.

Химический состав флюсов для сварки

Химический состав — важная составляющая в характеристике флюсов. Материал должен быть химически инертен в условиях очень высоких температур. Помимо этого, он должен обеспечивать эффективную диффузию отдельных элементов (например, легирующих) в металл шва.

Наибольшую массовую долю (от 35…80% от общего объема) в сварочном флюсе обычно (но не во всех) составляет диоксид кремния (кремнезём) — кислотный оксид, бесцветный прозрачный кристаллический минерал. Кремний препятствует процессу образования углерода, тем самым снижая риски появления трещин и пор в металле шва.

Значительную часть составляет марганец. Как активный раскислитель, этот компонент флюсов для сварки снижает образование окислов в зоне сварочной ванны, вступая в реакцию вначале с кислородом в окислах железа, затем и с оксидом кремния. Результат сложной реакции — оксид марганца, нерастворяемый в стали и впоследствии легко удаляемый. Кроме того, марганец реагирует с вредной для металла шва серой — он связывается с ней в сульфид, который затем также удаляется с поверхности шва.

Также в ряду химических элементов флюсов — легирующие добавки — помимо кремния и марганца это молибден, хром, титан, вольфрам, ванадий и другие. Из задача — восстановить первичный химический состав металла, а в ряде случаев — путем легирования восполнить собой выгоревшие основные примеси стали и обеспечить металлу шва дополнительные специальные свойства. Обычно во флюсе они представлены соединениями с железом — ферросплавами (феррохром и т. д.).

Виды флюсов для сварки по назначению

От назначения сварочных флюсов напрямую зависит их выбор по химическому составу.

Для сварки низкоуглеродистых сталей применяются флюсы с большим содержанием кремния и марганца в сочетании с проволокой из низкоуглеродистой стали без легирующих добавок. Второй вариант — малая доля марганца (или вообще его отсутствие) во флюсе, но легирующие добавки присутствуют в стали сварочного прутка.
Для сварки низколегированных сталей используются флюсы с высокой химической инертностью, — выше, чем для низкоуглеродистых сталей. Благодаря этому получают более пластичный сварной шов. Пример — флюс для сварки стали АН-46.
Для сварки высоколегированных металлов применяются флюсы с минимальной химической активностью. Кремний, как и марганец, практически не используется — его заменяет флюорит (плавиковый шпат), благодаря которому образуются легко отделяемые легкоплавкие шлаки. Также в таких флюсах обычно содержатся оксид алюминия, негашеная известь.
Для сварки активных металлов (таких, как титан) используют солевые флюсы — как правило, это хлоридные и фторидные соли щелочных металлов. Примесь кислорода в них полностью отсутствует, поскольку она снижает пластичность шва.

Назначение сварочного флюса — примеры

Плавленые флюсы		Неплавленые флюсы
АН-348-А, АН-348-АМ, АН-348-В, АН-348-ВМ, ОСЦ-45, ОСЦ-45М, АН-60, ФЦ-9	Механическая сварка и наплавка низколегированных и углеродистых сталей низколегированной и углеродистой сварочной проволокой	АНК-35	Сварка низкоуглеродистых сталей низкоуглеродистой проволокой Св-08 и Св-08А
АН-8	Электрошлаковая сварка углеродистых и низколегированных сталей; сварка низколегированных сталей углеродистой и низколегированной сварочной проволокой.	АНК-46	Сварка низкоуглеродистых и низколегированных сталей
АН-15М, АН-18, АН-20С, АН-20П, АН-20СМ	Дуговая автоматическая сварка и наплавка высоко- и среднелегированных сталей	АНК-30, АНК-47	Сварка швов высокой хладостойкости
АН-22	Электрошлаковая сварка и дуговая автоматическая наплавка и сварка низко- и среднелегированных сталей	АНК-45	Сварка высоколегированных сталей
АН-26С, АН-26П, АН-26СП	Автоматическая и полуавтоматическая сварка нержавеющих, коррозионностойких и жаропрочных сталей	АНК-40, АНК-18, АНК-19	Наплавка низкоуглеродистой сварочной проволокой Св-08 и Св-08А;
АН-17М, АН-43 и АН-47	Дуговая сварка и наплавка углеродистых, низко- и среднелегированных сталей высокой и повышенной прочности	АНК-3	В качестве добавки к флюсам марок АН-348А, ОСЦ-45, АН-60 для повышения стойкости швов к образованию пор

Флюсы для газовой сварки

Для сварки алюминия и других цветных металлов, чугуна, инструментальных сталей, отдельных марок тонколистовой стали используется защитная газовая атмосфера. Ее обеспечивают газообразные, пастообразные, а также порошковые флюсы. Они могут наносится:

на кромки соединяемых деталей;
напрямую в сварную ванну;
на присадочный пруток.

В зависимости от физического состояния материала флюсы для сварки подают в рабочую зону по-разному. Некоторую сложность вызывают порошкообразные композиты — их необходимо равномерно и точно вносить в расплав, не позволяя потоку газа раздувать порошок. Составы в виде паст подают на участок соединения. Для подачи газообразных флюсов используют расходомеры — с их помощью газ дозированно подается в рабочую зону.

Электромагнитный расходомер

Важный момент: для газовой сварки флюс по составу подбирают в зависимости от образующихся в ходе сварки оксидов. Если они кислые, флюсы должны быть щелочными (основными), напротив, если щелочные оксиды — выбирают кислые флюсы.

Флюсы, применяемые при газовой сварке наиболее широко:

медь, латунь, бронза — для их сварки используют кислые флюсы с включением борсодержащих соединений (борная кислота и т. д.) — например, такие марки, как МБ-2 или БМ-1;
чугун — для его сварки обычно используются флюсы с включением различных соединений щелочных металлов — натрия и калия;
алюминий — здесь используются составы с содержанием фторидов калия, лития и натрия, а также хлориды. В этом случае наиболее широко применяется сварочный флюс марки АФ-4А.

Флюсы для газовой сварки не используются для соединения деталей из низкоуглеродистых сталей, поскольку на поверхности расплавленного металла интенсивно скапливаются легкоплавкие оксиды железа.

Флюсы для автоматической сварки

Автоматическая и полуавтоматическая сварка наиболее широко применяется при работе с большими конструкциями. Благодаря высоким токам и флюсу возможно сваривание деталей значительной толщины, при этом — без предварительной разделки кромки. Области использования — сваривание труб, изготовление резервуаров, судостроение.

Для такого способа сварки характерно автоматическое поддержание стабильно горящей электродуги, необходимого количества флюса (с отсосом нерасплавившегося), а также непрерывное обновление расплавленного электрода. Чтобы поддерживать в сварочной зоне защитное газовое облако нужного состава, толщина слоя флюса должна быть 40-80 мм, ширина 50-100 мм. Марка флюса для автоматической сварки, как и для классической дуговой, также зависит от характеристик свариваемого металла. Сварка осуществляется в нижнем пространственном положении.

Выгодно купить флюс для сварки различных типов и марок вы можете в компании «Центр Метиз».

Что такое флюс в сварке

Сварочный флюс – это гранулированный порошок размером зерен от 0,2 до 4 миллиметров, который используется для его подачи в зону горения сварочной дуги. При воздействии температуры флюс плавится и создает защиту для сварочной ванны из газа и шлака, обеспечивает качественное сваривание, стабилизирует стабильность дуги и способствует переносу металла электрода в сварочную ванну, а также выводит грязные примеси в корку из шлака.

По способу изготовления флюс делятся на плавленые и керамические. Компоненты плавленых флюсов плавятся в печи, потом делятся на гранулы и подвергаются прокалке с фракционированием. Керамические флюсы являют собой сухие смеси компонентов, которые получают при смешивании минералов и ферросплавов с жидким стеклом с дальнейшей просушкой, фракционированием и прокалкой. Самыми распространенными являются плавленые флюсы.

В зависимости от состава химических компонентов флюсы могут быть оксидными, солевыми и солеоксидными.

Оксидные флюсы состоят из оксидов металла и содержат до 10% соединений фтора. Они назначаются для сваривания низколегированных и сталей с фтором. Оксидные флюсы делятся на бескремнистые, низкокремнистые и высококремнистые. По содержания марганца их разделяют на низко-, средне- и высокомарганцевые. Солеоксидные флюсы в сравнении с оксидными содержат в своем составе меньше оксидов и большее количество солей. Солеоксидные флюсы применяются для сваривания легированных сталей.

В составе солевых флюсов отсутствуют оксиды, а сами флюсы состоят из фторидов и хлоридов. Их применяют для сварки активных металлов и для электрошлакового переплавления.

Флюсы предназначаются для проведения сварочных работ высоколегированных сталей, легированных и углеродистых сталей, а также цветных металлов и сплавов. По строению зерен флюсы делят на стекловидные, пемзовидные и ценептированные.

Химическая активность флюса является одной из важнейших характеристик, которая определяется по общей окислительной способности. Показателем активности флюса является относительная величина активности со значением от 0 до 1. По химической активности флюсы делятся на четыре вида: малоактивные, пассивные, активные и высокоактивные.

Для проведения сварочных работ с низкоуглеродистой сталью используются оксидные флюсы. В данном случае возможно применение комбинации флюс-сварочная проволока. Вот две комбинации:

Высококремнистый с низким содержанием марганца или совсем без марганца флюс в сочетании с низкоуглеродистой проволокой, а также легированной марганцем.
Флюс с высоким содержанием марганца и кремния в сочетании с низкоуглеродистой и нелегированной проволокой. Легирование металла сварочного шва производится с помощью флюс, благодаря чему можно придать металлу шва легирующих свойств и делать его более прочным и долговечным.

Классификация сварочных флюсов

Чтобы качественно выполнить соединение электродуговой сваркой, необходима сила тока достаточной величины, присадочный материал для заполнения шва, и газовая среда для защиты расплавленного металла от воздействия кислорода из окружающего воздуха. Для реализации последнего условия используют сварочный флюс. Что это такое? Каков функционал этого вещества, и как он классифицируется? Где применяются флюсы для сварки?

Содержание страницы

Определение и предназначение

Сварочный флюс — это гранулированное средство, подаваемое в зону сварки, непосредственно перед проходом через данный участок плавящегося электрода и зажженной электрической дуги. Вещество похоже на крупнозернистый порошок, бывающий прозрачного, белого, желтого, зеленого или коричневого цвета.

Это средство используется для защиты сварочной ванны от взаимодействия с атмосферой, и препятствия вытеснению углерода из состава основного металла. Некоторые марки флюсов дополнительно обогащают шов укрепляющими связками в виде легирующих элементов.

Используется гранулированное вещество в:

электродуговой сварке плавящимся электродом, где последним выступает проволока, подающейся с катушки в горелку;
электрическом методе сваривания покрытыми электродами как дополнительное средство;
полуавтоматической сварке в среде инертного газа, где порошок находится во внутренней части трубчатой проволоки;
газовой сварке пропан-кислородным пламенем на легированных сталях и цветных металлах;
электрической сварке угольными электродами.

Функционал гранулированного средства

Сварочные флюсы играют большую роль в обеспечении процесса соединения металлов. Их функции, в зависимости от состава вещества и свариваемого материала, могут заключаться в поддержании четырех действий.

Изоляция

Главной целью флюсов является создание непроницаемого газового облака, позволяющего основному и присадочному металлам беспрепятственно сплавляться в сварочной ванне. Чтобы порошок выполнял эту функцию необходима правильная дозировка вещества на линии соединения. Хорошими изоляционными газовыми свойствами обладают мелкие гранулы плотной структуры. Но возрастающая плотность укладки фракций на поверхности соединения отрицательно сказывается на формировании поверхности шва.

На изолирующую способность оказывает влияние не только размер посыпаемых частиц, но и их насыпная масса. Применяя специальные таблицы с данными можно устанавливать точную подачу стекловидного средства в сварочную зону.

Стабилизация

Кроме защитных свойств порошка, позволяющих вести сварочные работы без внешних газовых включений, флюсы создают благоприятную среду для горения электрической дуги, которая проявляется в разряде электрического тока между концом электрода и изделием. Расстояние между сторонами полюсов составляет около 5 мм. Для стабилизации горения дуги в состав гранул добавляют специальные вещества, позволяющие более устойчиво проходить электрическому разряду. Это дает возможность работать не только на постоянном, но и на переменном токе, и применять разнообразные режимы сварки.

Легирование

Благодаря воздействию высоких температур и взаимодействию основного и присадочного металлов, создается сварочный шов. Его химический состав зависит от используемых материалов. Из-за электрической дуги некоторые полезные элементы могут выгорать или передаваться с металла шва в шлаковые массы. Чтобы этого не произошло, в некоторые флюсы добавляют легирующие вещества, обогащающие шовный металл, и препятствующие насыщению шлака кремнием и марганцем. Для большего легирования используют соответствующую присадочную проволоку.

Формирование поверхности

Когда кристаллическая решетка в расплавленном металле только начинает образовываться, все, что соприкасается с ней, оказывает влияние на вид будущего шва. Флюсы, благодаря различной степени вязкости и межфазного натяжения, имеют сильные формирующие способности, благоприятно сказывающиеся на сварочном соединении.

Например, при работе на большой силе тока и толстых материалах, более практичны флюсы с долгим вязким состоянием. Такие порошки называют «длинными». Это позволяет глубоко прогретому сплаву постепенно кристаллизоваться и остыть, образуя гладкочешуйчатую структуру. Для сварки на малых токах, сильная жидкотекучесть будет мешать видеть сварочную ванну и качественно выполнять процесс, поэтому здесь применяются «короткие» флюсы, у которых вязкость быстро переходит в твердое состояние при снижении температуры.

Классификация

Классификация сварочных флюсов имеет четыре критерия, которые разделяют присадочное средство. Заключаются они в следующих пунктах:

назначение флюса;
способ его изготовления;
структура и физические параметры;
химический состав.

Назначение

В зависимости от состава и свойств гранулированного средства, оно может быть применено для обеспечения сварочных процессов в работе с углеродистыми, легированными и цветными металлами. Его используют для электродуговой, газовой и электрошлаковой сварки, а также работах с неплавящимися электродами. Некоторые классы флюсов взаимозаменяемы. Так, флюс для сварки алюминия, может быть использован и для создания соединений на легированных сталях. В его состав входят натрий, калий и литий, которые будут положительно сказываться и на других металлах. «Алюминиевый» флюс хорошо подойдет для сварки угольными электродами. Другие гранулированные смеси узко специализированны и не пригодны для широкого применения.

Способ изготовления

В промышленности имеются три способа производства флюса:

Плавленные. Для этого применяют электрические или угольные печи. Компоненты шихты разогревают до жидкого состояния и, сплавляясь, образуют полезную смесь. Брикеты и комки материала разбиваются до мелких частей. В готовом виде такие порошки имеют мелкодисперсную структуру серого цвета.
Механические смеси. Это соединение нескольких видов флюса в один состав путем физического перемешивания гранул между собой. Технология применяется для конкретных видом металлов. Постоянного состава не существует, а изготовление производится на заказ. Имеет существенный недостаток в виде разности веса и размера частиц, что приводит к их разделению при транспортировке и подаче из бункера.
Керамические. Соединение образовывается за счет скрепления порошкообразных веществ клеем, в роли которого выступает жидкое стекло. Альтернативным методом является спекание без сплавления. Компоненты шихты разогреваются до слипания в комки. После остывания они проходят процедуру измельчения. Благодаря недопущению сплавления сохраняются легирующие вещества.

Структура и параметры

Внешний вид и физическое строение порошкообразных средств для сварки может отличаться. Наиболее распространенными являются стекловидные зерна. Они имеют прозрачный цвет и круглую структуру. Отличаются более высокой насыпной массой, поэтому плотно укрывают соединение, защищая его от внешней среды.

Вторая категория флюсов создается в виде пемзообразного вещества. Это пенистые гранулы овальной или круглой формы. Цвет может варьировать от белого до коричневого. Порошок, из-за легкого веса, требует более высокого слоя присыпания соединения.

Химический состав

Из компонентов, входящих в состав порошкообразного вещества для присыпки сварного соединения, выделяются низкокремнистые смеси, где оксида последнего содержится меньше 35%. При этом участие марганца граничит на уровне 1%. Вторая группа — это флюсы с высоким содержанием оксида кремния, которое начинается от 35%. Третья категория называется бескислородной.

Отличаются флюсы и по степени взаимодействия с основным и присадочным металлами. Пассивные смеси только создают газовое облако, но никак не воздействуют на химический состав стали. Слаболегирующие порошки — это категория флюсов, производимая путем плавления, которые снабжают свариваемые материалы небольшим количеством кремния, марганца, и других полезных включений. Это придает шву большую прочность и ударную вязкость. Легирующие гранулированные составы обогащают металл в значительной степени, улучшая его физические и химические свойства. Швы после такой сварки лучше сопротивляются коррозии.

Обозначения

Флюс, используемый в ручной дуговой сварке, должен не мешать формированию шва, обеспечивать стабильное горение электрической дуги, и предотвращать образование дефектов в виде трещин и пор в застывающей структуре соединения. Во время плавления нижнего слоя порошка требуется минимальное выделение вредных веществ, угрожающих дыхательной системе сварщика. После окончания горения дуги, корка над швом должна легко отделяться, а гранулированное средство иметь низкую стоимость ввиду больших объемов выполняемых сварочных работ.

Все это нашло отображение в таблице обозначений типов флюса, чтобы пользователи могли легко ориентироваться и приобретать необходимое вещество для конкретного вида работ.

Символ обозначения	Тип средства
MS	Марганец-силикатный
FB	Флюоритно-основной
CS	Кальций-силикатный
AR	Алюминатно-рутиловый
AB	Алюминатно-освновной
W	Другие типы

Нормативы по применению

В зависимости от выполняемых сварочных работ определяется количество и иные факторы задействования флюса. Это происходит по следующей таблице:

Сила тока, А	Высота слоя присыпки, мм	Грануляция частиц, мм
200-400	25-35	0,25-1,2
600-800	35-40	0,4-1,6
1000-1200	45-60	0,8-2,5

В зону сварки флюс подается предварительной ручной присыпкой, либо автоматически из специального бункера. Недостатком метода считается возможность вести сварочные работы только в нижнем положении. Но для сварки труб решение нашлось в прокручивании изделия, а не головки горелки. При использовании трубчатой порошковой проволоки сварку можно проводить в любом пространственном положении.

Применение этого относительно недорогого гранулированного вещества значительно улучшает качество сварки, защищая процесс горения дуги, и содействуя образованию прочного соединения.

Сварка флюс

Классификация сварочных флюсов

Определение и предназначение

Используется гранулированное вещество в:

электродуговой сварке плавящимся электродом, где последним выступает проволока, подающейся с катушки в горелку;
электрическом методе сваривания покрытыми электродами как дополнительное средство;
полуавтоматической сварке в среде инертного газа, где порошок находится во внутренней части трубчатой проволоки;
газовой сварке пропан-кислородным пламенем на легированных сталях и цветных металлах;
электрической сварке угольными электродами.

Функционал гранулированного средства

Изоляция

Стабилизация

Легирование

Формирование поверхности

Классификация

назначение флюса;
способ его изготовления;
структура и физические параметры;
химический состав.

Назначение

Способ изготовления

В промышленности имеются три способа производства флюса:

Плавленные. Для этого применяют электрические или угольные печи. Компоненты шихты разогревают до жидкого состояния и, сплавляясь, образуют полезную смесь. Брикеты и комки материала разбиваются до мелких частей. В готовом виде такие порошки имеют мелкодисперсную структуру серого цвета.
Механические смеси. Это соединение нескольких видов флюса в один состав путем физического перемешивания гранул между собой. Технология применяется для конкретных видом металлов. Постоянного состава не существует, а изготовление производится на заказ. Имеет существенный недостаток в виде разности веса и размера частиц, что приводит к их разделению при транспортировке и подаче из бункера.
Керамические. Соединение образовывается за счет скрепления порошкообразных веществ клеем, в роли которого выступает жидкое стекло. Альтернативным методом является спекание без сплавления. Компоненты шихты разогреваются до слипания в комки. После остывания они проходят процедуру измельчения. Благодаря недопущению сплавления сохраняются легирующие вещества.

Структура и параметры

Химический состав

Обозначения

Символ обозначения	Тип средства
MS	Марганец-силикатный
FB	Флюоритно-основной
CS	Кальций-силикатный
AR	Алюминатно-рутиловый
AB	Алюминатно-освновной
W	Другие типы

Нормативы по применению

Сила тока, А	Высота слоя присыпки, мм	Грануляция частиц, мм
200-400	25-35	0,25-1,2
600-800	35-40	0,4-1,6
1000-1200	45-60	0,8-2,5

Поделись с друзьями

svarkalegko.com

Сварочные флюсы – Осварке.Нет

Сварочные флюсы — гранулированный порошок подаваемый в зону сварки, где при плавлении выполняет функции защиты сварной ванны и дуги от воздействия воздуха, стабилизации горения сварной дуги, качественного формирования шва, легирования металла шва необходимыми компонентами и т. д. Флюсы используют для автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом, а также для электрошлаковой сварки.

Сварочные флюсы используемые для газовой сварки и сварки угольным электродом имеют немного другое предназначение. Флюсы этой классификации предназначены для удаления со шва твердых неметаллических включений и защиты от окисления кромок сварных деталей и присадки.

Классификация сварочных флюсов

Основными признаками по которым разделяют флюсы — метод производства, химический состав и целевое предназначение. В зависимости от способа производства бывают плавленные и неплавленные флюсы.

Плавленные флюсы производят путем сплавления всех его компонентов и последующего дробления на мелкие зерна необходимой грануляции. Плавленные флюсы могут быть стекловидные и пемзовидные. Первые имеют вид прозрачных зерен разных оттенков, которые получают путем заливания горячего (1200°C) жидкого флюса в бак с водой. Пемзовидные флюсы — зерна пенистого материала получаемые при вливании жидкого флюса, нагретого до температуры 1600°C, в бак с водой. Когда пары воды подымаются, создают пемзовидный флюс. Размер зерен пензовидного флюса — от 0,2 до 4 мм. При использовании таких флюсом наблюдается лучшее формирование сварного шва. Более надежной защитой зоны сварки отличаются стекловидные флюсы.

Плавленные флюсы более дешевые в производстве и обеспечивают надежное формирование шва, защиту дуги, легкое отделение шлака. Хранить флюсы необходимо в сухих местах в бумажных мешках.

Неплавленный флюс производят путем смешивания мелких гранул компонентов входящих в флюс механическим путем без сплавления. Наиболее часто используют керамические флюсы.

Керамический флюс получают при смешивании компонентов с жидким стеклом и последующим протиранием сквозь сыто или с использованием специальных грануляторов. После дробление флюсу дают просохнуть при температуре 150-200°C и прожариваю при температуре 350°C. Керамические флюсы склонны поглощать влагу, поэтому их хранят в герметичных упаковках и жесткой таре через низкую прочность гранул. Их преимуществами считаются хорошая способность к легированию металла шва, низкая чувствительность к ржавчине и окалине.

По химическому составу различают оксидные, солевые и солеоксидные флюсы. Оксидные флюсы состоят с оксидов металлов из добавлением фторидных соединений. Из используют для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Солевые флюсы состоят из фторидных и хлоридных солей металлов. Используют эти флюсы для сварки активных металлов. Солеоксидные флюсы, как можно понять, состоят из оксидов металлов и фторидов. Предназначены для сварки легированных сталей разного класса.

В зависимости от предназначения сварные флюсы делятся на несколько групп:

для дуговой сварки углеродистых и низколегированных сталей;
для дуговой сварки легированных сталей;
для электрошлаковой сварки;
для сварки цветных металлов и сплавов;
флюсы для наплавки.

Флюсы для сварки сталей

Для сварки углеродистых и низколегированных сталей предназначены следующие марки флюсов отечественного производства: АН-348А, АН-348В, ОСЦ-45, АН-60, ФЦ-6, АНК-35, АН-20С, АН-37П и другие. Индексы стоящие после марки электрода означают: М — мелкие, С — стекловидные, П — пемзовидные.

Для дуговой сварки средне- и высоколегированных сталей используют следующие марки флюсов отечественного производства: АН-20П, АН-20С, АН-26, АВ-4, АВ-5, АН-30, ОФ-6, ОФ-10, ФЦ-17, ФЦК-С и другие.

Электрошлаковую сварку выполняют с использованием флюсов марок: АН-8, АН-22, АНФ-1, АНФ-6, АНФ-7, АНФ-14У, АН-25, С-1.

Механизированная сварка меди и ее сплавов выполняется под флюсом марок: АН-348-А, ОСЦ-45, АН-20С, АН-26С, АН-М1, АН-М13, АН-М15, АН-М10.
Флюсы для механизированной сварки алюминия и его сплавов: ЖА-64, ЖА-64А.
Флюсы для электрошлаковой сварки алюминия и его сплавов: АН-301, АН-302, АН-304.
Флюсы для дуговой сварки титана и его сплавов: АНТ-1, АНТ-3, АНТ-7, АНТ-23А.
Для электрошлаковой сварки титана и сплавов: АНТ-2, АНТ-4, АНТ-6.

Для наплавки используют флюсы марко: АН-70, АН-28, АН-20П и дургие.

Флюсы для газовой сварки

Отдельно можно выделить флюсы для газовой сварки и угольным электродом, которые должны растворять оксиды и неметаллические включения в металле сварной ванны. При использовании этих флюсов легкоплавкие смеси поднимают вверх сварной ванны у шлак. Используют флюсы в виде порошков или паст. Сварка низкоуглеродистых сталей такими флюсами не выполняется из-за склонности к образованию легкоплавких оксидов железа на поверхности шва.

При помощи флюсов можно сваривать чугун, цветные металлы, высоколегированные стали. Флюсы для газовой сварки, а также для сварки угольным электродом должны выполнять следующие требования:

флюс должен иметь температуру плавления ниже основного металла;
флюс должен обладать достаточной жидкотекучестью;
флюс не должен способствовать коррозии швов;
флюс должен раскислять оксиды и превращать их в легкоплавкие соединения или удалять их со шва;
образованный шлак должен защищать сварную ванну от воздуха;
шлак должен хорошо отделяться от поверхности сварного соединения после сварки;
густота флюса должна быть ниже густоты металла, чтобы шлак хорошо всплывал на поверхность и не оставался в металле.

Выбирают флюс в зависимости от вида и свойств свариваемого металла. В сварной ванне могут образовываться основные и кислотные оксиды. Если образуются основные оксиды, то используются кислые флюсы и наоборот, если кислотные — то основные флюсы. В любом случае реакция проходит по схеме:

основной оксид + кислый оксид = соль

Сварка чугуна сопровождается образованием кислых оксидов SiO2 для растворения которых вводят основные оксиды K2O Na2O. В качестве основных флюсов используют углекислый натрий Na2CO3, углекислый калий K2CO3 и буру Na2B4O7.

При сварке меди и латуни образуются основные оксиды (Cu2O, ZnO, FeO и другие), поэтому для их растворения используют кислые флюсы (соединения бора).

osvarke.net

Обзор технологии сварки под флюсом

В некоторых случаях при неразъемных соединениях деталей методом сварки находящиеся вокруг сварочной зоны газы, в частности, воздух и окись углерода, ухудшают проведение процесса, а само соединение оказывается непрочным. Снижается и производительность сварочных работ. Преодолеть эти негативные последствия помогает сварка под флюсом.

Виды и предназначение сварочных флюсов

Под сварочными флюсами понимают неметаллические минеральные вещества, которые при сварке решают следующие задачи:

Стабилизируют горение сварочной дуги (особенно при сложных конфигурациях шва).
Улучшают формирование сварного шва.
Изменяют химический состав металла в зоне шва.
Снижают энергетические потери и износ электродов.
Позволяют повысить производительность процесса, поскольку возможно использовать автоматизированное оборудование для сварки под флюсом — так называемые сварочные тракторы.

Классификация данных материалов может быть выполнена по следующим параметрам:

По назначению. Различают флюсы для сварки сталей как нелегированных, так и легированных, для сварки цветных металлов, флюсы для пайки и т.д.
По химическому составу;
По технологии сварки;
По технологии приготовления.

Рассматриваемые составы могут быть универсальными, а также специально разработанными под особые условия сварки. В частности, для автоматической сварки под слоем флюса требуется использовать составы, полностью отвечающие требованиям ГОСТ 9087. Этим стандартом оговаривается определенная зависимость между размерами частиц флюса и диаметром сварочной проволоки.

Для выполнения сварки под флюсом используются вещества, получаемые либо плавлением, либо механическим соединением необходимых компонентов с последующим их склеиванием. В первом случае флюсы называют плавлеными, во втором — неплавлеными.

Основная минеральная составляющая любого флюса — двуокись кремния. Ее количество колеблется в пределах 35…80% (иногда часть кремнезема заменяется плавиковым шпатом). Остальное содержание низкокремнистых флюсов — марганец, а также металлы, при помощи которых происходит дополнительное легирование зоны шва. Марганец обладает большим сродством к кислороду, а потому, активно взаимодействуя с ним, снижает окислообразование в зоне сварки. Одновременно снижается вероятность проникновения в состав шва хрупких соединений серы: марганцем они связываются в сульфид, который затем удаляется с поверхности готового шва. Кремний не только упрощает приготовление флюса, но и снижает образование пор, поскольку угнетает процесс окисления углерода при температурах горения сварочной дуги.

Плавленые сварочные флюсы производят по следующей технологии. Компоненты размалывают до требуемых размеров частиц (чем меньше диаметр сварочной проволоки, тем меньшими они должны быть), затем тщательно перемешивают и расплавляют в печах с безокислительной атмосферой. Завершающим этапом приготовления является гранулирование флюса. Оно заключается в пропускании нагретых частиц через непрерывный водный поток, в результате чего частицы затвердевают и получают округлую форму, причем от интенсивности потока будущего гранулята зависят его размеры. После сушки и просеивания на виброситах с различными размерами ячеек, флюс разделяется на фракции и считается готовым к применению.

Неплавленые флюсы получают перемешиванием необходимых компонентов и последующим их связыванием при помощи жидкого стекла. Их технологические характеристики несколько ниже плавленых.

Таким образом, выбор марки сварочного флюса полностью определяется условиями его использования. Технологи не советуют увлекаться универсальными веществами, рекомендуя их к применению лишь для соединения деталей, которые в процессе своей эксплуатации не подвергаются значительным изгибающим, а также вибрационным нагрузкам.

Механизм работы флюсов при сварке

Перед началом работ стыкуемые поверхности металла покрываются сплошным слоем флюса толщиной не менее 40-50 мм. Сварочный электрод вводится вовнутрь, после чего возбуждается сварочная дуга. Поскольку температура в зоне горения дуги превышает 5500-6000 0С, то флюс внутри газового пузыря расплавляется, и накрывает сверху металлический расплав. Это происходит потому, что плотность флюса намного меньше плотности металла. Таким образом, зона сварного шва надежно ограждается от водяных и газовых паров и прочих химических веществ, которые при высокой температуре способны насыщать поверхностные слои металла вредными веществами.

Применение сварного флюса позволяет также снизить потери металла на разбрызгивание. Это становится возможным вследствие большого поверхностного натяжения расплава флюса, которое достигает значений в 8-10 г/см2. Поэтому применение сварочных флюсов позволяет увеличивать ток дуги без ущерба для качества готового шва. Например, обычным режимом для сварки под флюсом считается применение силы тока 1000-2000 А, в то время, как в обычном процессе увеличение тока до 200-300 А приводит к серьезным потерям материала электрода. Поэтому в химическом составе сварочной проволоки с флюсом часто присутствуют дефицитные легирующие компоненты — вольфрам, хром, кобальт и пр.

Механизм формирования сварного шва при сварке под слоем флюса следующий. Поскольку концентрация тепловой мощности в зоне дуги из-за воздействия флюса увеличивается, расплавление металла происходит быстрее. В результате, независимо от состояния кромок, полностью заполняются все стыки. Меняется и материальный баланс шва: 60-65% составляет металл соединяемых деталей, и лишь остальное — материал сварочных электродов. При автоматической сварке это сопровождается заметным повышением производительности процесса.

Эффективная сварка некоторых металлов (алюминия, высокоуглеродистых и легированных сталей) без применения флюса вообще невозможна. В частности, флюс для сварки алюминия включает в себя, помимо традиционных компонентов, также и вещества, раскисляющие металл. Дело в том, что индивидуальная особенность алюминия — образование высокостойкой окисной пленки — снижает производительность сварки и вынуждает применять более высокие сварочные токи.

Особую роль при сварке играют магнитные флюсы. Они относятся к категории неплавленых, но дополнительно включают в себя железный порошок. Производительность сварки при этом возрастает. При повышенных температурах процесса наличием проволоки для полуавтомата, содержащей магнитный флюс, создается сильное магнитное поле. Оно сокращает расстояние между флюсом и металлом который подвергается сварке. Поэтому потери флюсовой проволоки уменьшаются.

Таким образом, сварочные флюсы способствуют повышению экономичности, производительности и качества сварки.

Оснастка для производства сварки под флюсом

Наибольший эффект от сварочных работ под слоем флюса обеспечивает применение сварочных полуавтоматов и автоматов. Во флюсоподающее устройство входят:

Бункер.
Подающая трубка.
Пневмоотсос.
Привод для вакуумного насоса (в некоторых исполнениях сварочных тракторов используется привод от промышленной пневматической сети).
Фильтрующий циклон.

Флюсаппарат работает так. В эжекторе, который является основой узла для подачи флюса, создается необходимое разрежение воздуха. В результате смесь флюса с воздухом попадает в шланг сварочного аппарата. Мощность всасывающего насоса подбирается таким образом, чтобы в подающей трубке создавалась скорость потока частиц материала не ниже 20-25 м/с: в этом случае флюс, независимо от размера частиц, будет находиться во взвешенном состоянии. Благодаря профилю эжектора, скорость частиц на выходе из трубки увеличивается и состав равномерно покрывает зону последующего соединения деталей.

В процессе сварки часть флюса остается в неизменном виде и поэтому вновь может быть подана в загрузочный бункер оборудования. С этой целью входное отверстие пневматического отсоса выполняется по профилю диффузора. В результате скорость перемещения использованного флюса по мере его приближения к загрузочному бункеру падает. В результате происходит эффективное отделение частиц флюса от воздуха. Воздух удаляется через ситообразные отверстия наружу, а флюс поступает в циклон, находящийся в верхней части флюсаппарата. Там происходит завихрение потока, при котором происходит окончательное сепарирование частиц флюса. Верхняя часть циклона закрывается пылезащитным колпаком, снабженным матерчатыми фильтрами, что улучшает качество отбора флюса в загрузочный бункер.

Для обеспечения стабильности движения флюса в бункере, и особенно — в подающей трубке, при работе сварочного оборудования непрерывно поддерживается незначительное избыточное давление воздуха.

В зависимости от производственных характеристик сварочного оборудования флюсаппараты обладают следующими эксплуатационными параметрами:

Номинальной производительностью, л/ч — до 450-500;
Максимальной высотой всасывания, м — до 3,5-4;
Рабочими давлениями сжатого воздуха, МПа — до 0,5-0,6.

Флюсаппараты выпускаются стационарными или передвижными. Они могут также комплектоваться вместе с основным оборудованием для сварки или поставляться отдельно от него.

Положительной особенностью сварочных автоматов является их работа при постоянной скорости подачи проволоки, поскольку использование флюса обеспечивает повышенную плотность тепловой мощности в зоне горения дуги.

wikimetall.ru

Сварочный флюс – как защитить соединение грамотно?

Черные и цветные металлы, в целом, являются одним из важнейших видов конструкционных материалов, играют важную роль практически во всех видах деятельности человека. Часто возникает необходимость надежного соединения металлических элементов конструкций.

Из многочисленных способов его выполнения сварка металлов дает высокопрочное и надежное соединение. Видов и технологий разработано множество. Сварка электрической дугой и газовая сварка среди них очень распространены, активно и широко применяются при строительных работах, промышленном производстве, работах в сфере энергетики и т.п.

Среди требований к шву важным является защита зоны сварки. Образующиеся при сварке окислы имеют температуру плавления выше, нежели у металла, это значительно ухудшает соединение. В задачу флюсов входит защита от окислов, ухудшающих свойства шовного соединения, и образование легко удаляемых шлаков. Достигается это за счет включения в составы химических веществ.

Поэтому, будучи достаточно сложным композитным материалом, флюс для сварки защищает металлический расплав и зону воздействия (дуга или горелка) от кислорода и азота, делая горение более стабильным и мощным. Способствует восстановлению окислов, разжижает и понижает температуры шлаков и их соединений, тем самым создавая условия их всплывания на поверхность расплава для последующего удаления.

Современные флюсы могут изготавливаться в виде отдельного материала или в виде цельной конструкции. Так, наружный слой покрытия на материале сварочного стержня образует цельную конструкцию сварочного электрода, ставшую стандартом и получившую широкое распространение.

Подобно электроду, сварочная проволока с флюсом широко применяется в механизированных сварочных работах с защитными газами и без них. Проволока намотана в бобины, и флюс в ней располагается в виде сердечника. Он также выполняет задачи защиты сварочной ванны.

Еще одним из видов бобинных материалов для автоматических и полуавтоматических сварочных аппаратов является сварочная проволока порошковая. Конструктивно она состоит из трубки-электрода со смесью порошкового металла и флюса внутри. Это также флюсовая сварочная проволока.

Флюс и тут снижает выделения вредной пыли и газов, увеличивает глубину и мощность расплава, тем самым обеспечивая большую однородность и качество шва. Кроме того, во флюсах присутствуют специальные добавки для получения заранее заданной химической чистоты, увеличения прочностных характеристик швов, их легирования.

В зависимости от вида металлов, от типа сварки применяются разные флюсы. Так, первая группа флюсов применяется для сварки углеродистой и легированной стали. Для сталей высоколегированных используются флюсы второй группы. Соответственно, для цветных металлов и сплавов сварку проводят с применением третьей, большой группы флюсов.

Например, специализированный флюс для сварки алюминия в своем составе может содержать соли натрия, калия, лития, бария. Кроме того, в этом флюсе есть плавиковый шпат. В составе проволок для сварки алюминия применяются также кремний, марганец, магний, цинк и железо.

Разумеется, в зависимости от типов флюсов, электродов и проволок, меняется состав и соотношение компонентов. Но надо отметить и наличие универсальных флюсов, некоторые из них могут использоваться для работ с металлами других групп.

Как уже говорилось, многочисленные задачи выполнения сварочных работ решаются также с применением газовой сварки. Фактором ее использования является плавность и постепенность нагрева соединяемых металлических деталей. Особенно целесообразно применение газосварки в работах, требующих такой постепенности.

Например, при работах с чугунами и специальными и инструментальными сталями. Как и в случае применения дуговой сварки, флюсы для газовой сварки защищают расплав от образования тугоплавких окислов, способствуют образованию шлаков с низкими температурами плавления. Такие шлаки образуют тонкую защитную поверхностную пленку на шовном соединении.

И поэтому в случае газосварки к флюсам предъявляются требования: низкая плотность (должен плавать на поверхности расплава), легкоплавкость (менее температур плавки металла), адгезия и текучесть в расплаве, легкость вступления в реакцию с оксидными пленками и оксидами металлов (для образования низкотемпературных шлаков) и безопасность для людей и материалов.

Поскольку металлов, как и сплавов, множество, флюсовых материалов только для сварки газом известно больше ста наименований. Тут применяется, например, кремниевая и борная кислоты, бура, их многокомпонентные сочетания.

ogodom.ru

виды, где и как применяются, классы и их характеристики, правила выбора

Сварочные флюсы: что это и как ими пользоваться. Это интересует многих новичков варочного ремесла. В этом обзоре рассмотрим, что они собой представляют, механизм действия, сфера их применения.

В период исполнения варочных работ прямо на варочной зоне увеличивается химическая активность. Это относится и к дуговой, и к газовой сваркам. Поэтому металлический состав быстро подвергается окислению.

Варочная проволока теряет частички материала, что влечет за собой снижение плавки. Сварщик вынужден варить длительнее элементы изделия. Из-за этого в варочной ванне накапливаются посторонние, вредные домеси.

Чтобы не сталкиваться с такими проблемами профессиональные сварщики пользуются варочным флюсом. Это особенный материал, который обеспечивает бесперебойное горение дуги. Способствует выведению лишних домесей. Как он выглядит.

В основном – это сыпучие гранулы мелкого сечения. Продаются в мешках разного объема до 25 кг. Иногда бывают материалы и в других вариациях. Мы подробно описываем это в следующей части текста. Но изначально рассмотрим механизм их работы.

Содержание статьиПоказать

Механизм работы

Чтобы понять принцип работы, следует изучить, из чего складывается обычная варочная область.

Район дугового столба с температурным режимом изнутри 5 тыс.
Район газового пузыря появляется из-за сильного испарения атомов материалов в кислородосодержащем слое.
Зона с оплавленными шлаками. Они расположены сверху газообразной полости.
Оплавленный металл — снизу.
Корка из домесей, которая создает плотную грань варочной зоны.
Кроме перечисленных зон, так же имеет значение варочная проволока. Тоже влияет на химическую активность веществ.

Это объясняет, из чего складывается варочная область. Начнем рассматривать флюс. При работе аппаратом верх детали сильно окисляется. Из-за этого появляется корка из шлаков.

Это удастся обойти, если в район варки пустить инертный материал, который быстро оплавляется. Этим материалом и есть варочный флюс. Он защитит деталь от закисления и способствует образованию хорошего шва.

Чтобы максимально их использовать, следуйте правилам.

Материал должен отрегулировать быстроту варки, не сделать ее медленнее.
Он не должен вступить во взаимодействие с площадью предметов или варочной проволокой.
Газовый пузырь следует оградить от внешнего окружения на время работы.

Если выполнены все требования, остаток флюса легко уберется после завершения варки. Половину убранного материала, возможно применить еще раз, предварительно очистив его.

Выполнить эти задания нелегко. Флюс различается по составу, способу его добавления в сварочную зону. Узнайте, какие металлы вы используете в работе, какую разновидность варки применяете.

Классы

Чтобы распределить их на классы, мы разделим их на подкатегории.

Внешний вид. В обзоре ранее говорилось, что материал в виде гранул, но иногда изготовители продают кристаллизированный, в форме пасты и газообразный. Все зависит от разновидности работ. Для электрической варки часто пользуются материалом грануллированным или порошкообразным. Для газовой варки пользуются формой пасты или газообразным флюсом.
Состав. Наполнения флюса сильно отличаются. Складываются из большого количества составляющих. Но основные — это кремнезём и марганец. Подробное содержание возможно найти в инете или изучить на расфасовке. Флюс, которым вы будете пользоваться не должен потерять при варке свои химические свойства. На высоких температурных отметках тоже. Это основное условие материалу хорошего качества.
Предназначение. Следует учитывать, с какими металлами работаете, и какой разновидностью варки пользуетесь. Например, применение флюса с легированной проволокой задаст хороший результат. Улучшит показатель упругости металла. Есть универсальные флюсы. Но мы советуем пользоваться ими при варке цветных металлов. При варке стали подбирайте флюс внимательнее.

Более масштабно флюсы делятся на расплавляемые и не расплавляемые. Те, которые подвергаются плавке, эффективны. В случае необходимости, произвести наплавку.

Не расплавляемые улучшают физические показатели сделанного варочного соединения. Из-за этого ими постоянно пользуются с высокоуглеродистыми сталями, цветными металлами. Они без флюса варятся не совсем качественно.

Использование флюса

При варке стали вручную, флюс наносят наверх толщиной примерно 0,5 сантиметра. Не следует экономить на объеме применяемого материала.

Небольшая толщина может спровоцировать не качественную варку металла, Это может повлечь за собой образование растрескиваний. Флюс потихоньку добавляется на протяжении варки в те места, где передвигается электрический проводник.

При варке полуавтоматом или автоматом, флюс применяется так. Рабочий материал добавляется по особой трубке, после проходит добавление варочной проволоки, размещенной около него.

При варке неизрасходованный материал убирается пневматическим способом. Шлаковая корка убирается с верхней части шва.

Благоприятное действие, которое оказывает флюс.

В районе сварного шва и его площади не происходит угара металла. Это создает хороший результат проделанного труда.
Горение дуги намного стабильнее.
У подающего напряжение поднимается КПД, в результате понижения потерь энергии, которая уходит на разогрев детали.
Сварщик обретает хорошие условия работы, так как флюс экранирует наибольший поток огня дуги.

Но присутствуют и ограничения. Если Вы не имеете возможности заранее просмотреть зону варки металла, который Вы планируете использовать в работе, не советуем применять флюс.

Их применение подразумевает проведение подготовительных работ. Помимо этого, материал дорогой и расходуется в том же объеме, что и проволока. Без предварительной подготовки, применение флюса может оказаться нецелесообразным.

Но сварочные работы с его использованием достаточно эффективны. При варке металл не дает брызг. Варочная проволока прослужит больше. Повысится производительность труда мастера.

Применяя его, возможно без опасности работать на высоких показателях напряжения. При этом шов будет таким же устойчивым..

Резюме

Варочные флюсы — это прекрасный вариант оптимизировать собственную работу и сделать лучше ее качество. Его применение подразумевает проведение подготовительных работ.

А цена, возможно, покажется не низкой. Мы полагаем, что успешная работа вполне затмевает небольшие минусы.

Примените его в работе и поделитесь мнением в комментах. Ваши мысли будут полезны всем мастерам сварочного дела.

автоматическая сварка под слоем флюса, ГОСТ и технология

На чтение 16 мин Просмотров 1.7к. Опубликовано 15.05.2018

Какая связь между словами «окисление» и «бич»? Самая прямая, если они употребляются в контексте металлов. Потому что окисление металла, которое является прямым следствием высочайшей химической активности в зоне высокой температуры во время электродуговой или газовой сварки, — настоящий бич современной сварки.

В дополнение к испарению материалов сварочной проволоки и снижению скорости процессов окисление металлов негативно сказывается на эффективности плавления. А с увеличением продолжительности процесса сварки в сварочной ванне начинает все больше и больше скапливаться шлак.

Спасение от этих сварочных бед – изоляция и защита рабочей зоны. Это выполняется с помощью специальных сварочных флюсов – композициями из неметаллических элементов с разнообразными свойствами.

Как это работает

Вот что представляет из себя типичный рабочий участок или сварочная зона с обязательными составными элементами:

верхний слой из шлакового расплава, который легче металла;
нижний слой основного расплавленного , который тяжелее шлакового слоя;
зона действия электрической дуги температурой внутри в пределах 4000 — 5000°С;
газовый пузырь, формирующийся под влиянием сильного испарения материалов в кислородной среде;
корка из шлака, формирующая верхнюю границу твердой консистенции сварочного рабочего участка.

Автоматическая сварка под флюсом.

Некоторые нюансы поведения свариваемого металла может внести сварочная проволока, но в целом металлургический процесс вне зависимости от способа сварки представляет из себя одну и ту же картину. Все было бы чудесно, если бы не шлаковая корка и окисление металла. Они влияют на рабочий процесс и, главное, качество шва самым негативным образом.

Перечисленные выше процессы и реакции относятся к химически активным. Следовательно, нейтрализацию и защиту нужно проводить с помощью химически инертных компонентов. Желательным свойством является еще и легкоплавкость.

Такими характеристиками как раз и обладают сварочные флюсы. В дополнение к основным функциям защиты и изоляции флюсы помогают снизить уровень пыли и проводить поверхностную наплавку.

К флюсам предъявляются следующие требования:

поскольку – это вспомогательные компоненты, они должны только улучшать и стабилизировать основные процесса, и ни в коей мере не снижать их производительность;
изоляция с помощью флюса должна быть безупречной: вся рабочая зона сварочного пузыря от внешней среды;
в то время как после сварки около 80% флюсового материала должно остаться для следующих работ, остальная часть должна удаляться вместе со шлаковой коркой после очистки.

Требования непростые и даже иногда взаимоисключающие. Поэтому флюсы бывают самыми разнообразными по своем составу и технологии подачи – все зависит от конкретного вида сварки, характеристик поверхностей свариваемых металлических заготовок и других факторов.

Функции гранулированных флюсовых смесей

Каждый тип флюса должен выполнять четыре функции:

Стабилизация сварочного процесса

Правильные флюсовые смеси оказывают самое благоприятное воздействие на электрическую дугу: сварка под слоем флюса создает самую комфортную среду для горения дуги – электрического разряда между электродом и краем изделия. Обычно расстояние между полюсами дуги составляет около 5-ти мм.

Если в гранулированной смеси флюса имеются специальные вещества, разряд будет проходить более устойчиво. А это делает возможной сварку не только на постоянном токе, но и на переменном. Кроме этого такая стабилизация дуги помогает применять большее число разных режимов сварки.

Изоляция газового облака

Варианты керамического флюса.

Газовое облако должно быть в любом случае непроницаемым, без него металлы не смогут расплавляться в сварочной ванне. Чтобы порошковая флюсовая смесь нормально справлялась с данной задачей, нужно подсчитать максимально точно дозировку порошка на линии шва.

Чем мельче гранулы флюса и чем они плотнее, тем лучше происходит изоляция газового облака. Но совсем мелкой смесь тоже не должна быть, иначе плотность насыпки на поверхности шва будет негативно влиять на его правильное формирование.

Помимо размера гранул смеси на ее изолирующие свойства влияет масса насыпки. Для ее определения существуют специальные таблицы, с помощью которых можно очень точно определить дозу подачи флюса в рабочую сварочную зону.

Функция легирования

формируется в результате действия высоких температур плавления и физическому взаимодействию металлов – основного и присадочного. Химический состав шва обусловлен видом применяемых материалов. Но под влиянием дуги некоторые нужные и полезные элементы могут выгорать или осаждаться в шлаковых массах.

Чтобы полноценно заменить их, в определенные виды флюсов добавляют специальные легирующие добавки, которые обогащают металлы, образующие шов. Кроме того, такие добавки тормозят нежелательный процесс — переход в шлак марганца и кремния. Если легирование используется, параллельно применяют специализированную присадочную проволоку.

Формирование поверхности

Вид будущего сварочного шва начинает формироваться сразу же, как только в расплавленных металлах начинает проявляться кристаллическая решетка. На шов влияет все, что с ним соприкасается. Флюс для сварки в этом числе: его вязкость и выраженное межфазовое натяжение объясняет отличную способность правильно формировать поверхность шва. А это напрямую влияет на качество шва.

Режимы сварки меди под флюсом.

Прекрасным примером может служить технология сварки под флюсом с применением так называемых «длинных» порошков. Речь о сварке толстых краев металлов на большой силе тока. Для таких условий самым оптимальным вариантом будет использование флюсовые смеси с высокой вязкостью, которая делает процесс остывания медленным и постепенным.

Такая постепенность дает возможность образоваться кристаллической решетке с гладко-чешуйчатой структурой.

В ситуациях «наоборот» — при флюсовой сварке с малыми токами сильная вязкость вовсе не нужна. В таких случаях применяются «короткие» флюсовые смеси, которые при остывании мгновенно превращаются в твердое вещество. Режимы сварки под флюсом – моменты тонкие и важные, от них зависит и качество шва, и форма его поверхности.

Классификация флюсов

Самым грамотным подходом в изучении видов флюсов и тонкостей их применений будет знакомство с ГОСТом 8713 79 о сварке под флюсом. Этому стандарту почти сорок лет, он прошел испытания временем и до сих пор прекрасно работает: в нем есть все, что нужно профессиональному сварщику знать об этой технологии.

Рекомендуем этот ГОСТ самым настоятельным образом. А пока разбираемся с классификацией.

Разновидностей гранулированных смесей множество, они различаются по следующим критериям:

По размерам гранул и внешнему виду

Флюсы делятся по размеру гранул на следующие категории:

зернистые и кристаллические;
порошковидные;
в виде пасты;
газообразные.

Порошкообразные флюсовые смеси лучше всего подходят для наплавки или электросварки, в то время как для пайки или газовой сварки оптимальным вариантом являются пастообразные или газообразные смеси.

Строение зерен или гранул может быть:

стекловидным;
премзовидным;
цементированным.

По химическому составу

Компоненты и типы флюсов.

Химический состав прежде всего определяет инертность смесей при воздействии высоких температур. Кроме того, есть смеси, которые дают эффект активной диффузии отдельных элементов в металл формирующегося сварочного шва.

При всем разнообразии химического состава и механических свойств флюсовых смесей есть два элемента, которые присутствуют во флюсах всегда и в обязательном порядке: это кремнезем и марганец. В дополнение к ним идут разного рода добавки в виде металлов или ферросплавов для легирования.

При условии постоянного присутствия в составе кремнезема и марганца, доля и разнообразие других добавок могут сильно варьировать. В зависимости от них подразделяются на три группы:

Оксидные флюсовые смеси

Они применяются в сварке фтористых и низколегированных стальных сплавов. Они содержат в своем составе оксиды металлов и довольно высокую долю соединений фтора — вплоть до 10%. В зависимости от количества кремния оксидные флюсы бывают бескремнистыми, если доля кремнезема в них меньше 5%; низкокремнистыми с долей кремния в пределах 6 – 35% и высококремнистыми с содержанием кремнезема свыше 35%.

Точно так же оксидные флюсы делятся, исходя из содержания в них марганца: безмарганцевые с долей марганца меньше 1%; низкомарганцевые с долей в смеси в пределах 10%; средне- высокомарганцевые при процентном содержании элемента от 10% до 30%.

Смешанные флюсы

В составе этих смесей намного меньше оксидов, но зато больше различных солей. Доля кремнезема довольно низкая: 15 – 30%, марганец содержится в пределах 9%, но уровень соединений фтора повышен: содержание CaF2, к примеру, увеличено до 12 – 30%. Смешанные флюсы используются в работах с легированными сталями.

Солевые флюсовые смеси

В них нет оксидов вообще. Напротив, содержание солевых соединений хлора и фтора с кальцием, натрием и барием обусловливает свойства и функции этих смесей. Прежде всего они предназначены для сварки химически активных металлов. Также их используют для переплавки.

Подходят для работ со всеми видами стальных сплавов: углеродистыми и легированными. Цветные металлы тоже входят в линейку допустимых элементов солевых флюсов.

Режимы автоматической сварки под флюсом.

Есть еще одна важнейшая химическая характеристика флюсов – это его химическая активность. Она складывается из итоговых окислительных способностей элементов. По данному критерию защитные смеси подразделяются на несколько типов: от высокоактивных с показателем Аф свыше 0,6 до пассивных с показателем активности Аф ниже 0,1.

По способу действия флюсовой смеси

Различаются флюсы так же, как и : есть плавящиеся и неплавящиеся виды. Плавящиеся флюсы отлично работают, когда металлическая поверхность нуждается в дополнительных элементах для улучшения, к примеру, внешнего вида или повышения устойчивости к коррозии металла.

Неплавящиеся флюсы используются, когда главной задачей является повышение механических свойств шва. Чаще всего такого рода сварка под слоем флюса встречается при соединении цветных металлов, высокоуглеродистых сталей и алюминия – все эти перечисленные металлы отличаются капризностью и сложностью сварки.

По назначению

Встречаются, к примеру, флюсы для сварки, специально легированные для улучшения химического состава и качества сварочного шва. Но популярнее всего универсальные гранулированные смеси, которые можно использовать в работах со всеми видами металлов – от высоколегированных стальных сплавов до алюминия и олова в чистом виде.

Флюсы для низкоуглеродистых сталей

Здесь применяются только оксидные варианты. Они встречаются с двумя разными комбинациями системы «проволока – флюс». Первая комбинация – это флюсовые смеси с высокими долями кремния и марганца вместе с проволокой из низкоуглеродистой стали без каких-либо легирующих добавок.

В результате сварочный шов легируется марганцем из флюса. Эта комбинация применяется в основном в российских гранулированных смесях.

Вторая комбинация – флюс для сварки стали с малой долей марганца или вообще без него и высокой долей кремния в сочетании с проволокой, выполненной из низкоуглеродистой стали, легированной марганцем. Сварочный шов легируется марганцем из проволоки.

В данном случае проволока для сварки с флюсом становится источником легирования. Данная комбинация чаще применяется в зарубежных сварочных технологиях.

Флюсы для низколегированных сталей

Схема сварки под флюсом.

Для работ с низколегированными сплавами нужны флюсы с низкой химической активностью, ниже, чем для низкоуглеродистых сплавов. Это свойство обуславливает повышение пластичности сварочного шва. Но вместе с тем повышается образование пор в шве, и его формирование проходит хуже.

Флюсы для высоколегированных сталей

Высоколегированные сплавы означают то, что в сталь добавлено значительное количество самых разных добавок для придания дополнительных свойств этим сплавам. Логичным будет использовать в таких случаях флюсовые гранулированные смеси с минимальной химической активностью, которые содержат малые доли кремния.

Что же касается марганца, то он практически отсутствует во флюсах такого рода.

Флюсы для активных металлов

Пример активного металла – титан, который относится к весьма капризным металлам для . Для них созданы специальные смеси, состоящие полностью из солей – так называемые солевые флюсы. В них нет оксидов для сохранения пластичности швов, потому что примесь кислорода ее всегда снижает.

Основными компонентами солевых смесей являются фторидные и хлоридные соли елочных и щелочноземельных металлов.

Технология производства флюсов

По технологии все гранулированные сварочные смеси подразделяются на два больших класса: плавленые и неплавленые. Обусловлено это деление составом химических элементов этих смесей.

Неплавленые флюсы

Базовым веществом неплавленых флюсов является керамическая основа, которую получают с помощью механического измельчения на специальных шаровых мельницах. Эти смеси бывают мелкозернистыми, если размер отдельного зерна меньше 1-го мм; нормальными, если зерно помещается в размеры от 3-х до 4-х мм.

Мелкозернистые флюсы используются в сварке с помощью проволоки с небольшим диаметром, не более 1,5 мм. В маркировках таких смесей присутствует буква М. Если сварочный флюс многокомпонентный, то есть в смеси присутствует большое количество разных компонентов помимо керамики, то сначала эти элементы склеивают друг с другом, и лишь потом отправляют на перемол необходимого размера на мельницу.

Марки флюсов.

Помимо традиционных компонентов типа кремнезема и марганца в состав неплавленых флюсов могут входить оксиды, металлические порошки или ферросплавы. Главный критерий целесообразности компонентов смесей – их способность улучшать металлургические процессы, происходящие в рабочей зоне.

Это поверхностное легирование, раскисление металлов, мелкозернистая структура шва, снижение доли вредных примесей в шве. И вдобавок ко всем этим бенефитам в сварке с неплавлеными флюсами можно использовать проволоку подешевле.

Недостатки, конечно, тоже имеются. Такие смеси плохо переносят влажность в любом концентрации, они очень гигроскопичные и, впитав влагу, они значительно ухудшают качество материала. Все это можно решить грамотной упаковкой и, конечно же, соблюдением правильных условий хранений. Кроме того, необходимо строго контролировать весь процесс сварки, чтобы не упустить изменения условий легирования.

Магнитные флюсовые смеси также относятся к неплавленым. Они очень похожи по своему составу на керамические варианты, но содержат металлический порошок для повышения эффективности сварочного процесса.

Плавленые флюсы

Технология производства плавленых флюсов сложнее, чем неплавленых. Они имеют светло-желтую окраску или совсем прозрачные. Плотность весьма умеренная.

Марки флюса и стали.

Производство гранулированных смесей плавленого типа включает в себя четко разделённые по времени этапы:

размельчение до необходимых размеров всех элементов смеси;
перемешивание элементов смеси в специализированной мельнице;
плавка в печке;
преобразование частиц в гранулы точных необходимых размеров с помощью воды, в которой расплав флюсовой смеси охлаждается и затвердевает в виде шариков.
сушка в барабанах;
финишное просеивание для отсева нестандартных гранул, упаковка с соблюдением изоляции от влажности.

Состав плавленых флюсов не отличается оригинальностью: в основе те же кремний и марганец. Кремний обладает отличными раскисляющими свойствами, которые работают на однородность расплавленного металла во время процесса, снижая долю окиси углерода.

Марганец нужен прежде всего для восстановления железных оксидов. Дополнительно марганец способствует образованию легко удаляемой корки, связывая в сульфиды серу из шлаков.

https://www.youtube.com/watch?v=elCSbt438e0

Этапы работы в сварке под флюсом

Дуговая сварка под флюсом начинается с формирования насыпного слоя толщиной не менее 60-ти мм на металлической поверхности, которая будет прилегать к стыку и будущему сварочному шву. Если слой насыпать меньше, чем нужно, в процессе могут произойти технологические сбои и неприятности – например, непровар, который сопровождается образованием пор, раковин и трещин.

После формирования насыпного слоя нужно поджечь газовую горелку, если это газопламенный способ, или возбудить разряд, если это электродуговой способ. По ходу движения электрода в направлении шва нужный слой защитной смеси постоянно подсыпается на поверхность металла.

Таблицы автоматической сварки.

Высота дугового столба превышает высоту насыпи флюса, поэтому точка разряда локализована в металлическом расплаве жидкой консистенции. При таком способе не наблюдается разбрызгивания металла, сварочная проволока с флюсом расходуется намного экономичнее, производительность процесса в целом повышается.

Все эти положительные моменты происходят благодаря тому, что использование защитных гранулированных смесей дает возможность применять рабочий ток высоких значений, не боясь при этом прерывания шва.

При классической сварке без флюса при сильном токе произойдет элементарное выплескивание жидкого металла из сварочной ванны. Механизированная сварка под флюсом – один из самых эффективных и экономных способов сварки, но только при условии соблюдения всех технических требований.

под флюсом проводится со своими техническими нюансами. Флюс не насыпается вручную, а подается из специальной трубки из бункера. Через короткое время с катушки автоматически начинает подаваться проволока электрода.

Если по ходу процесса какая-то часть защитной смеси осталась неиспользованной, она отсасывается в специальную емкость пневматическим способом. Шлаковая корка расплавляется и охлаждается, затем убирается с поверхности металла механически. Схема автоматической сварки выверена буквально по секундам и граммам, это чрезвычайно эффективная система операций, связанных между собой.

https://www.youtube.com/watch?v=f65tHnkNnrU

Преимущества и недостатки метода сварки под защитой флюса

Сварка стыковых швов под флюсом.

Преимуществ у этого метода много, и все они серьезные:

Стабильная и стойкая электрическая дуга.
Значительная экономия энергии за счет повышения коэффициента полезного действия электропитания: минимизируются затраты энергии на нагревание металлов, на разбрызгивание, на расход электродной сварочной проволоки.
Не нужно тратить усилий на предварительную разделку металлических поверхностей: при токах высокой интенсивности плавление металла происходи намного быстрее. Если же речь идет о газовой сварке, то и при этом способе флюсы дают возможность плавить металл намного эффективнее и быстрее.
Повышение качества шва за счет того, что нет угара металла.
Повышение безопасности и комфортности работы сварщика: большая часть пламени дуги находится за слоем флюса. Особенно это касается автоматической сварки под слоем флюса.

Недостатки сварки под флюсом тоже есть, их намного меньше:

Во время процесса практически невозможно произвести осмотр результатов и места сварки.
Дороговизна флюсовых смесей, равно как и всех остальных расходников для этого метода. В целом его нельзя назвать экономным.

В качестве заключения напоминаем еще раз название и номер стандарта, отлично отписывающего виды и технологические нюансы данного метода. Это ГОСТ 8713-79 «Сварка под флюсом. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры».

Вам не обойтись без него, потому что технология автоматической и механической сварки под флюсом – дело непростое, требующее настоящего понимания и знаний многих аспектов: от режимов сварки до различий сварки под флюсом в зависимости от его химического состава.

https://www.youtube.com/watch?v=rMF3I_u3zjw

Что делает флюс в сварке? Руководство для начинающих 2022

Последнее обновление 9 января 2022 г.

Если вы когда-либо возились со сварочным аппаратом MIG, вы знаете, что он может производить качественные и чистые сварные швы. Однако не вся сварка бывает такой чистой. Процессы Stick и FCAW производят много дыма и пыли. Но почему? При сварке электродом и порошковой проволокой используется флюс.

Итак, что делает флюс при сварке? Если можно получить хороший шов без флюса, зачем вообще его использовать? Не все процессы сварки подходят для каждого применения.Бывают случаи, когда MIG будет идеальным выбором из-за его простоты и чистоты. Но обязательно бывают случаи, когда необходимо использовать Stick или FCAW. Отчасти это связано с тем, что флюсы обладают свойствами, которые способствуют структурной сварке, в том числе обеспечивают получение более прочных сварных швов, чем MIG.

Что такое флюс?

Словарь Merriam-Webster определяет поток как «непрерывный поток». Другое определение гласит, что это «вещество, используемое для ускорения синтеза» и «скорость переноса жидкости, частиц или энергии через данную поверхность.Таким образом, речь идет о течении, а в данном случае о переносе присадочного металла через дугу в расплавленную сварочную ванну. Флюсы используются, чтобы помочь потоку.

Флюсы изготавливаются из комбинации органических и неорганических материалов, включая, помимо прочего, хлорид аммония, смоляные кислоты, хлорид цинка, соляную кислоту и буру. Но многие флюсы также содержат легированный металлический порошок, помогающий сварным швам приобретать определенные механические свойства, такие как твердость, прочность на растяжение и т. д.

Флюсы обычно покрывают стержневые электроды и находятся в сердцевине трубчатой порошковой проволоки.Для стержневых электродов стержень из присадочного металла погружается в расплавленный флюс, который затем затвердевает.

Как работает сварка под флюсом?

Поскольку флюс наносится на стержневой электрод или присадочную проволоку электрода FCAW, он наносится одновременно с присадочным металлом.

Когда зажигается дуга, тепло начинает плавить основной металл и электрод. По мере наплавки присадочного металла флюс также попадает в сварочную ванну. Для процессов Stick и FCAW он обеспечивает гораздо большую стабильность дуги, чем сварка без флюса.Сварка без флюса, иногда даже с MIG, может быть с брызгами и грязной сваркой. Флюс помогает «потоку» расплавленного металла оставаться в том месте, где этого хочет сварщик.

Флюс, который в основном состоит из неметаллических материалов, не будет должным образом вплавляться в сварной шов. Вместо этого значительная его часть испаряется, создавая атмосферу, защищающую сварной шов. Испаряясь в газ, флюс отталкивает нормальные атмосферные газы, которые могут загрязнять сварной шов и мешать его форме в процессе сварки и охлаждения.

Но это еще не все. Флюс попадает в сварочную ванну, да. Большая часть газа уходит, но не вся. Остаток не может оставаться в сварном шве. Это может привести к серьезным дефектам, один из которых называется «шлаковыми включениями». Шлак возникает в результате всплытия оставшегося флюса в сварочной ванне наверх. Это не случайно; это по дизайну. Шлак обеспечивает дополнительную защиту сварного шва, пока он еще находится в расплавленном состоянии. При правильной сварке флюс будет всплывать наверх, образуя шлак, который можно легко отколоть шлаковым молотком.

Какие виды сварки используют флюс?

Палка (SMAW)

Стержневые электроды покрыты флюсом. Этот процесс называется дуговой сваркой с защитным металлом, поскольку флюс «защищает» сварной шов от атмосферных газов. Он используется в трансформаторе постоянного тока, в котором используется стержневой электрододержатель, обычно называемый жалом.

Изображение предоставлено: Prowelder87, Wikimedia Commons

Дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW)

Этот процесс сварки под флюсом является одним из видов сварки проволокой MIG.Разница в том, что эта проволока содержит флюс, тогда как то, что мы обычно называем MIG, является сплошной проволокой. Сварка порошковой проволокой может быть полностью защищена флюсом (самозащитная) или также может использоваться защитный газ для дополнительного покрытия (двойной экран), хотя проволоки разные.

Дуговая сварка под флюсом (SAW)

Автоматизированный процесс сварки под флюсом, в котором используется сплошная проволока, SAW обычно используется там, где есть очень важные сварные швы, которые необходимо проверить с помощью рентгеновского излучения или ультразвука.Разница между этим процессом и более распространенными методами Stick и FCAW заключается в том, что флюс не является частью электрода. Также дуга полностью «погружается» под легкоплавкий гранулированный флюс, который подается в зону сварки бункером на автомате. Этот флюс, хотя и легкоплавкий, также образует шлак.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Надежна ли сварка под флюсом?

Поскольку процессы сварки с использованием флюса используются для сварки более толстых материалов, они обязательно прочнее.Stick и FCAW используются для сварки конструкционной стали и имеют гораздо большее проникновение, чем стандартная сварка MIG.

Легко ли сваривать порошковой проволокой?

Хотя ни один процесс сварки не является технически простым, он может быть одним из самых быстрых в освоении процессов, особенно по сравнению со сваркой труб методом TIG или дуговой сваркой.

Можно ли использовать сварку под флюсом в помещении?

Несмотря на то, что Stick и FCAW можно сваривать снаружи, вы, безусловно, можете использовать их внутри помещений. Просто убедитесь, что у вас есть хорошая вентиляция, так как пары являются канцерогенными.

Заключение

В конце концов, у всего этого дыма и пыли есть цель. Просто убедитесь, что вы не вдыхаете все это. Поместите вентилятор близко (не слишком близко, иначе вы сдуете газовый щит) к тому месту, где вы свариваете флюс. Наконец, всегда удаляйте весь шлак со сварных швов!

Избранное изображение: Weldscientist, Wikimedia Commons

Защитный агент между двумя материалами

Сварочный флюс — это сварочный агент, который предотвращает взаимодействие сварного шва с окружающей средой (например, с воздухом).Причина, по которой это так важно, заключается в том, что материал основы и наполнителя может взаимодействовать с атмосферой и вызывать образование оксидов или других нежелательных соединений.

Почему флюс так важен при сварке?

В процессе сварки основной металл и присадочный материал за очень короткое время претерпевают значительные температурные изменения. Нагретый металл может взаимодействовать с окружающим воздухом и вызывать окисление, в результате чего на сварном шве образуется оксидный слой, снижающий прочность сварного шва.

И не только кислород может создавать заразные сварные швы, образование сульфидов и нитридов также может снизить прочность сварного шва.

СВЯЗАННЫЕ: СВАРКА ТРЕНИЕМ: ПРОЦЕСС, ТИПЫ И ПРЕИМУЩЕСТВА

Поскольку такие газы, как азот, присутствуют в атмосфере в изобилии, металлы имеют очень высокую вероятность поражения включениями. Оксидный слой снижает коррозионную стойкость металла.

Также влияет на прочность сварного шва.Следовательно, техники и инженеры ищут способы гарантировать, что кислород никогда не попадет в сварной шов во время процесса сварки.

Основным условием работы флюса является его инертность по отношению к соединяемым металлам. Другими словами, между флюсом и металлами не должно происходить никакой реакции.

Следовательно, выбор материала флюса зависит от используемых металлов. Помимо предотвращения образования оксидов, сварочный флюс также:

Создает защитный шлак на расплавленном металле
Удаляет примеси из жидкого металла
Уменьшает разбрызгивание
Предотвращает затвердевание за счет замедления времени охлаждения и т. д.

Флюсы находят применение при дуговой сварке в среде защитного металла (SMAW), дуговой сварке порошковой проволокой (FCAW) и дуговой сварке под флюсом (SAW).

Типы электродных флюсов

Для сварки флюс как отдельное применение не используется. Они почти всегда присутствуют вместе с электродом. Флюс нанесен на электрод толщиной от 1мм до 3мм .

В некоторых электродах используется флюс в полой полости. В этом случае электрод покрывает флюс.

В области дуговой сварки электроды с флюсовой сердцевиной делятся на четыре различных типа в зависимости от их свойств.

1. Рутиловый электрод

Покрытие рутилового электрода изготовлено из оксида титана. Они обеспечивают сварщику превосходный контроль дуги и шлака. Благодаря этим свойствам покрытие электродов с рутиловым покрытием часто называют наиболее удобным для сварщиков типом флюса.

Количество дыма, выделяемого электродом, также обычно невелико для рутилового электрода.Флюс с рутиловым электродом является предпочтительным выбором для сварки неудобных швов.

2. Основной флюс

Основной флюс изготавливается из карбоната кальция, фторида кальция, карбоната магния и некоторых других защитных соединений. Преимущество использования базового флюса заключается в том, что он обеспечивает лучшие механические свойства и низкий уровень диффузии водорода.

Основной флюс наиболее предпочтителен для высокопрочных сталей. Тем не менее, базовый флюс гораздо менее щадящий, когда речь идет о стабильности работы и неуместных сварных швах.

Дуга менее предсказуема при использовании базового флюса.

3. Целлюлозное покрытие электродов

Целлюлозное покрытие электродов состоит из смеси целлюлозы и других органических соединений. Когда целлюлоза подвергается воздействию высоких температур при сварке, она разлагается с образованием монооксида углерода и водорода.

Производство этих двух газов обеспечивает защиту сварного шва от атмосферы. Они также обеспечивают гораздо лучшее проникновение в сварные швы.

Однако высокая скорость образования водорода может не подходить для сварки металлов, обладающих свойствами включения водорода.

4. Покрытие из оксида железа

Покрытие из оксида железа представляет собой смесь металлических оксидов железа, марганца и кремнезема. Как только они нагреваются, они производят расплавленный кислый шлак.

Из-за высокого образования кислорода покрытие из оксида железа не подходит для сварки металлов, которые легко подвергаются кислородному включению. Одним из способов предотвращения окисления сварного шва является добавление раскислителей в сварочную сердцевину.

Разница между сваркой МИГ и сваркой под флюсом

Сварка МИГ или сварка металлом в среде инертного газа — это процесс сварки, при котором электрод подается в сварной шов с помощью электродного пистолета.По сравнению со сваркой под флюсом, сварка MIG не требует электрода с флюсовым покрытием, поскольку при этом используется защитный газ для защиты сварочной ванны от внешнего вмешательства.

Но на этом отличия не заканчиваются.

Стоимость

Оборудование для сварки MIG, как правило, дороже, чем установка для дуговой сварки. Следовательно, первоначальный капитал для сварки MIG больше, чем для дуговой сварки.

Мобильность

По сравнению с MIG оборудование для дуговой сварки с флюсовой проволокой легко транспортировать.Меньше компонентов для перемещения, так как не требуется никакой системы для подачи струи воздуха к сварному шву.

Простота использования

Сварка MIG намного проще для новичка по сравнению со сваркой под флюсом. Простота использования обусловлена тем, что сварщику необходимо работать только с одним компонентом за раз. Сварка под флюсом часто требует более квалифицированных сварщиков.

В помещении или на открытом воздухе

Сварка MIG невозможна на открытом воздухе, так как внешние факторы, такие как ветер или дождь, могут значительно снизить прочность сварного шва.По этой причине они в основном зарезервированы для использования внутри помещений.

Сварка под флюсом не имеет таких ограничений. Они остаются работоспособными даже в менее благоприятных условиях.

Толщина металла

Сварка МИГ используется для сварки металлов тонкой и средней толщины. Сварка под флюсом эффективна для более толстых металлов благодаря своим свойствам глубокого проплавления.

Аргон является одним из самых популярных защитных газов MIG, используемых в промышленности, благодаря доступной цене и инертным химическим характеристикам.

Заключение

Сварка – это не просто процесс соединения металлов. Идеальный сварной шов является результатом многих сознательных решений, принятых сварщиком с учетом всех специфических особенностей.

СВЯЗАННЫЕ: ХОЛОДНАЯ СВАРКА: СОЕДИНЕНИЕ МЕТАЛЛОВ БЕЗ НАГРЕВА

Флюс является неотъемлемой частью дуговой сварки, и выбор одного из них оказывает большое влияние на конечное качество сварного шва. Сварщики проходят подробное обучение, чтобы ознакомиться с различными методами сварки и компонентами, используемыми для каждого метода сварки.

Сварка под флюсом вполне может быть одним из старейших методов дуговой сварки. Тем не менее, это один из самых эффективных и широко используемых методов соединения металлов.

Что такое сварочный флюс — RodOvens.com

С термином «сварочный флюс» связана некоторая загадка. Надеюсь, эта статья поможет вам лучше понять, что такое флюс, каковы его функции и как хранить флюс и расходные стержневые и проволочные электроды.

Фьюжн VS.Non Fusion: При пайке меди или латуни, т.е. неплавящемся процессе, область должна быть очищена в первую очередь. Наиболее распространенным химическим веществом, используемым для этого, является соляная кислота. После зачистки стыка или места, подлежащего пайке, металл равномерно нагревают и наносят «флюс»; его обычно натирают. Когда металл нагревается, припой добавляется вручную, и металлы соединяются. (Тот же процесс справедлив и для «пайки». При пайке стали участок очищается, металл нагревается, пруток нагревается, погружается в банку с «флюсом» и используется таким образом.)

Однако «сварка» металлов, сплавление их вместе, требует большего, чем просто нагрев соединяемых металлов. При сварке основные металлы вместе со сварочным стержнем или проволочным электродом необходимо нагревать до высоких температур для плавления. Это вызывает химические реакции, которых нет при низких или умеренных температурах.

Флюс, стержень, газы и тепло: Электрод, стержень или проволока с покрытием, основной металл (металлы) и само нагревательное действие химически реагируют с кислородом и азотом в воздухе.Во время процесса металл должен быть защищен от этих реакций, чтобы можно было гарантировать прочность и целостность сварного соединения. Таким образом, стержневой или проволочный электрод и создаваемый им флюс покрывают дугу и сварочную ванну защитным экраном из газа и пара. Чаще всего используется термин «экранирование дуги».

Для сварочных прутков и проволочных электродов «флюс» наносится на заводе. Флюс имеет несколько функций:

Помогает очищать металлические поверхности.
Помогает соединять присадочные металлы с основными металлами.
Обеспечивает защитный барьер от воспламенения.
Помогает в передаче тепла от источника тепла к металлической поверхности и помогает в удалении поверхностных металлических отходов.
Также помогает отложению металла с электрода.

Для любых электродов с низким содержанием водорода или проволочных электродов необходимо соблюдать надлежащие процедуры хранения. Сварочные прутки и проволочные электроды должны оставаться в герметичном контейнере.После вскрытия и воздействия воздуха на электрод (даже в течение нескольких часов во влажных условиях) их следует восстановить, а затем хранить в стержневой печи до использования. (В случае сомнений всегда консультируйтесь с рекомендациями производителя или поставщиков.)

RodOvens.com предлагает широкий ассортимент печей для ремонта и выдержки всех размеров, моделей и форм. Мы также предлагаем неотапливаемые контейнеры для хранения и запасные части для печей. Мы предлагаем 30-дневный возврат денег и гарантируем БЕСПЛАТНУЮ доставку в ваш бизнес.

Обратите внимание: продукты и их характеристики, представленные на веб-сайте, могут отличаться от фактических продуктов
и могут содержать дополнительное оборудование, доступное за дополнительную плату.

Флюс для сварки: преимущества и советы по правильному использованию

Сварка – это искусство, которое как при создании, так и при ремонте нескольких объектов предлагает широкие возможности. Там, где речь идет о ремонте, многие не знают об истинных масштабах решений, которые может предоставить сварка.Многие, казалось бы, невозможные проекты действительно возможны — если мы знаем правильные методы. Дуговая сварка с флюсовой проволокой — это метод, который был введен и популяризирован в 1950-х годах. Но в связи с достижениями, достигнутыми с тех пор в сварочной промышленности, многие отказываются от флюса как от жизнеспособного метода сварки. Однако мы можем быть преждевременными, отказываясь от многих преимуществ, которые она предоставляет.

Чистящее средство

Одной из самых важных функций флюса в сварке является борьба с оксидами металлов, которые могут разрушать металл и ослаблять соединения.Простая очистка металла перед началом процесса сварки не всегда эффективно избавит его от всех факторов, которые могут повлиять на качество сварки. Другими словами, можно сказать, что флюс подготавливает металл к сварке.

Это знак того, что металл готов к стержню

Хотя это может показаться странным, это полезно, особенно для новичков. Когда вы свариваете или паяете металл, вы часто сосредотачиваете тепло вокруг флюса, а не прямо на нем.Поток часто является индикатором того, что металл готов вступить в контакт со стержнем. Для суперсплава 1: когда вы обнаружите, что флюс приобрел коричневый цвет, вы можете использовать стержень. Для Super Alloy 5: когда флюс стал водянистым и жидким, пришло время применить стержень.

Обеспечивает защиту

Когда ваш металл остынет после сварки, излишки флюса легко удалить с помощью щетки и теплой воды. Однако оставшийся слой будет служить для защиты металла от окисления или ржавчины по мере его старения.Флюс в конечном итоге обеспечивает сварной шов, который не только чистый, но и останется чистым.

Увеличивает поток наполнителя

Использование флюса при пайке или пайке улучшает смачивание припоя, увеличивая текучесть стержня припоя. Это создает более прочную связь и устраняет такие проблемы, как пористость.

Работает на сложных металлах

Как упоминалось выше, существует множество сварочных проектов, которые многие считают почти невыполнимыми из-за ограниченного знания доступных ресурсов.Например, многие избегают сварки белого металла, также известного как горшечный металл, из-за его нестабильной репутации. Однако они не знают, что такие продукты, как наш Super Alloy 1, можно использовать на стыках чугуна, чтобы обеспечить прочный сварной шов. Он позволяет сваривать сложные металлы как друг с другом, так и с множеством других материалов.

Сварка с флюсовым сердечником: процесс и советы

Дуговая сварка с флюсовым сердечником (FCAW) использует трубчатую проволоку, заполненную флюсом.

Дуга зажигается между электродом из непрерывной проволоки и заготовкой.

Флюс, содержащийся в сердцевине трубчатого электрода, плавится во время сварки и защищает сварочную ванну от атмосферы. Постоянный ток, положительный электрод (DCEP) обычно используется, как и в процессе FCAW.

Существует два основных варианта процесса; самозащитный FCAW (без защитного газа) и газозащитный FCAW (с защитным газом). Разница между ними связана с различными флюсовыми агентами в расходных материалах, которые обеспечивают различные преимущества для пользователя.Обычно самозащитный FCAW используется на открытом воздухе, когда ветер может сдуть защитный газ.

Флюсы в самозащитной FCAW предназначены не только для раскисления сварочной ванны, но и для обеспечения защиты сварочной ванны и капель металла от атмосферы.

Флюс в газозащитной ППЦ обеспечивает раскисление сварочной ванны и в меньшей степени, чем в самозащитной ППЦ, обеспечивает вторичную защиту от атмосферы. Флюс предназначен для поддержки сварочной ванны при сварке вне положения.Этот вариант процесса используется для повышения производительности непозиционных сварных швов и для более глубокого проплавления.

Видео: Основы сварки самозащитных материалов порошковой проволокой

Процесс сварки с флюсовым сердечником

Сварка флюсом

или сварка трубчатыми электродами произошли от процесса сварки MIG для улучшения действия дуги, переноса металла, свойств металла сварного шва и внешнего вида сварного шва. Это процесс дуговой сварки, при котором тепло для сварки обеспечивается дугой между непрерывно подаваемой трубчатой электродной проволокой и заготовкой.

Экранирование обеспечивается флюсом, содержащимся в трубчатой электродной проволоке, или флюсом и защитным газом, подаваемым извне. Схема процесса показана на рисунке 10-55 ниже.

Порошковая сварочная проволока или электрод представляет собой полую трубку, заполненную смесью раскислителей, флюсов, металлических порошков и ферросплавов. Замыкающий шов, который выглядит как тонкая линия, является единственным видимым различием между порошковой проволокой и сплошной холоднотянутой проволокой.

Сварка порошковым электродом может выполняться двумя способами:

Углекислый газ может использоваться с флюсом для обеспечения дополнительной защиты.
Только флюсовая сердцевина может обеспечить весь защитный газ и шлакообразующие материалы.

Защита от углекислого газа создает глубоко проникающую дугу и обычно обеспечивает лучший сварной шов, чем это возможно без внешней газовой защиты. Хотя дуговая сварка флюсовой проволокой может применяться полуавтоматически, машинно или автоматически, этот процесс обычно применяется полуавтоматически.

При полуавтоматической сварке механизм подачи проволоки подает электродную проволоку, а источник питания поддерживает длину дуги.Сварщик манипулирует сварочным пистолетом и регулирует параметры сварки.

Дуговая сварка порошковой проволокой также используется при машинной сварке, где, помимо подачи проволоки и поддержания длины дуги, оборудование также обеспечивает перемещение соединения.

Оператор сварки постоянно контролирует процесс сварки и корректирует параметры сварки. Автоматическая сварка используется в высокопроизводительных приложениях.

Схема процесса сварки порошковой проволокой

Читайте также : Что такое дуговая сварка?

Сварочные наконечники

Не используйте приводные ролики с гладкой проволокой, используйте приводные ролики с накаткой
Измените полярность электрода на отрицательную (уточните у производителя, электрод MIG обычно положительный)
Используйте адекватную вентиляцию
Выступ провода от 1/2″ до 3/4″
Перетащите пистолет (сварка слева)
Для плоского сварного шва сваривайте под углом 90 градусов и 10 градусов назад.Т-образное соединение под углом 45 градусов. Соединение внахлестку под углом от 60 до 70 градусов с одним прямым сварным швом.
Для горизонтального наклона горелки вверх примерно на 10 градусов уменьшите параметры сварки на машине примерно на 10–15 %.
Для вертикальной сварки (можно использовать вверх или вниз, вертикально вниз лучше для более тонких металлов, вертикально вверх для 1/4″ и выше, также уменьшите параметры на 10–15% на машине.
Для надземной сварки старайтесь поддерживать высокую скорость перемещения, а также уменьшите параметры сварки на 10–15 % (по сравнению с плоской или горизонтальной сваркой).
Сварить из стороны в сторону, чтобы избежать подреза
Тщательно очищать от шлака после каждого прохода

FCAW по сравнению с GMAW и SMAW

Процесс FCAW с сердечником из флюса сочетает в себе лучшие характеристики SMAW и GMAW.

Для защиты сварочной ванны используется флюс, хотя можно использовать дополнительный защитный газ. Непрерывный проволочный электрод обеспечивает высокую скорость осаждения.

FCAW против GMAW

Дуговая сварка порошковой проволокой во многом похожа на дуговую сварку металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW или MIG).Порошковая проволока, используемая для этого процесса, придает ей различные характеристики. Дуговая сварка с флюсовой проволокой широко используется для сварки черных металлов и особенно хороша там, где требуется высокая скорость наплавки. При больших сварочных токах дуга получается ровной и более управляемой по сравнению с использованием электродов для дуговой сварки металлическим электродом большого диаметра с углекислым газом.

Дуга и сварочная ванна хорошо видны сварщику. На поверхности наплавленного валика остается шлаковый налет, который необходимо удалить.Поскольку присадочный металл перемещается поперек дуги, образуются брызги и дым.

Флюс для расходных материалов FCAW может быть разработан для поддержки больших сварочных ванн в нерабочем положении и обеспечения более высокого проплавления по сравнению с использованием сплошной проволоки MIG (GMAW). Большие сварные швы могут быть выполнены за один проход электродами большего диаметра, в то время как для GMAW и SMAW потребуется несколько проходов для сварки эквивалентных размеров. Это повышает производительность и уменьшает деформацию сварного соединения.

FCAW против SMAW

Как и в случае SMAW, шлак необходимо удалять между проходами многопроходных сварных швов.Это может снизить производительность приложения и привести к возможным неоднородностям включений шлака. Для FCAW с защитой от газа пористость может возникнуть в результате недостаточного покрытия газом.

В процессе FCAW образуется большое количество дыма из-за высоких токов, напряжений и потока, присущих процессу. Увеличение затрат может быть связано с потребностью в вентиляционном оборудовании для надлежащего здоровья и безопасности.

FCAW сложнее и дороже, чем SMAW, потому что для него требуется механизм подачи проволоки и сварочный пистолет.Сложность оборудования также делает процесс менее портативным, чем SMAW.

Оборудование для сварки порошковой проволокой

Универсальный сварочный аппарат / генератор с приводом от двигателя Miller Trailblazer 302, газовый, 1-фазный, 30–225 В перем. тока, 10–325 В пост. тока Тип: (KOHLER). Поддержка Stick (SMAW), MIG (GMAW, порошковая проволока (FCAW), DC TIG (DC GTAW), AC TIG (AC GTAW), дуговая воздушная дуга (CAC-A) Резка и строжка

Оборудование, используемое для сварки с флюсовой проволокой, аналогичный используемому для дуговой сварки металлическим электродом в среде защитного газа

Основное оборудование для дуговой сварки состоит из:

Источник питания
Органы управления
Механизм подачи проволоки
Сварочный пистолет
Сварочные кабели

Основное различие между электродами в газовой защите и самозащитными электродами заключается в том, что для экранированных проводов также требуется система газовой защиты.

Это также может повлиять на тип используемого сварочного пистолета. В этом процессе часто используются экстракторы дыма.

Для станков и автоматической сварки к базовому оборудованию добавляются несколько элементов, таких как следящие за швом и устройства перемещения.

Схема полуавтоматического оборудования для дуговой сварки порошковой проволокой

Источник питания

Источник питания или сварочный аппарат обеспечивает электроэнергию соответствующего напряжения и силы тока для поддержания сварочной дуги. Большинство источников питания работают от входного напряжения 230 или 460 вольт, но также доступны машины, работающие от входного напряжения 200 или 575 вольт.Источники питания могут работать как на однофазный, так и на трехфазный ввод с частотой от 50 до 60 Гц.

Большинство источников питания, используемых для дуговой сварки с флюсовой проволокой, имеют рабочий цикл 100 процентов, что означает, что их можно использовать для непрерывной сварки. Некоторые машины, используемые для этого процесса, имеют рабочий цикл 60 процентов, что означает, что их можно использовать для сварки 6 из каждых 10 минут.

Обычно для дуговой сварки порошковой проволокой рекомендуются источники питания постоянного тока постоянного напряжения.Применяются как вращающиеся (генераторные), так и статические (одно- или трехфазные трансформаторы-выпрямители). Те же источники питания, что и при дуговой сварке металлическим газом, используются и при дуговой сварке с флюсовой проволокой.

При дуговой сварке порошковой проволокой обычно используются более высокие сварочные токи, чем при дуговой сварке металлическим газом, что иногда требует более мощного источника питания. Важно использовать источник питания, способный обеспечить максимальный уровень тока, необходимый для приложения.

Процесс постоянного тока

При дуговой сварке порошковой проволокой используется постоянный ток.Постоянный ток может быть как обратной, так и прямой полярности. Электродные проволоки с флюсовой сердцевиной предназначены для работы либо с DCEP, либо с DCEN. Провода, предназначенные для использования с внешней системой газовой защиты, обычно предназначены для использования с DCEP. Некоторые самозащитные стяжки с флюсовой сердцевиной используются с DCEP, а другие разработаны для использования с DCEN.

Положительный ток электрода обеспечивает лучшее проникновение в сварной шов. Отрицательный ток электрода обеспечивает более легкое проплавление и используется для сварки более тонкого металла или металлов с плохой подгонкой.Сварной шов, созданный DCEN, шире и тоньше, чем сварной шов, полученный DCEP.

Генераторные сварочные аппараты, используемые для процесса с флюсовым сердечником, могут приводиться в действие электрическим ротором для использования в цеху или двигателем внутреннего сгорания для полевых работ. Сварочные аппараты с бензиновым или дизельным двигателем имеют двигатели жидкостного или воздушного охлаждения.

Моторные генераторы производят очень стабильную дугу, но они более шумные, более дорогие, потребляют больше энергии и требуют большего обслуживания, чем трансформаторно-выпрямительные машины.

Двигатель подачи проволоки

Двигатель подачи проволоки обеспечивает питание для подачи электрода по кабелю и горелке к работе. Существует несколько различных систем подачи проволоки. Выбор системы зависит от приложения. Большинство систем подачи проволоки, используемых для дуговой сварки порошковой проволокой, относятся к типу с постоянной скоростью, который используется с источниками питания постоянного напряжения. В механизме подачи проволоки с регулируемой скоростью используется схема измерения напряжения для поддержания желаемой длины дуги за счет изменения скорости подачи проволоки.

Изменения длины дуги увеличивают или уменьшают скорость подачи проволоки. Механизм подачи проволоки состоит из электрического ротора, соединенного с коробкой передач, содержащей приводные ролики. Коробка передач и двигатель подачи проволоки, показанные на рис. 10-57, имеют ролики подачи формы в редукторе.

Устройство подачи проволоки FCAW

Сварочные горелки с воздушным и водяным охлаждением

Для дуговой сварки порошковой проволокой используются горелки как с воздушным, так и с водяным охлаждением. Пушки с флюсовым сердечником с воздушным охлаждением в основном охлаждаются окружающим воздухом, но при использовании защитного газа обеспечивается дополнительный охлаждающий эффект.Пистолет с водяным охлаждением имеет каналы, позволяющие воде циркулировать вокруг контактной трубки и сопла.

Пистолеты с флюсовым сердечником с водяным охлаждением обеспечивают более эффективное охлаждение горелки. Пистолеты с водяным охлаждением рекомендуются для использования со сварочными токами более 600 ампер и предпочтительны для многих применений, использующих 500 ампер. Сварочные горелки рассчитаны на максимальный ток для непрерывной работы.

Пистолеты с воздушным охлаждением предпочтительны для большинства применений с током менее 500 ампер, хотя также могут использоваться пистолеты с водяным охлаждением.Ружья с воздушным охлаждением легче и проще в обращении.

Защитные газы

Аппаратура защитного газа для порошковых проволок в защитных газах состоит из шланга подачи газа, газового регулятора, регулирующих клапанов и шланга подачи к сварочной горелке. (как указано выше, флюсовая сердцевина может использоваться без защитного газа в зависимости от применения)

Защитные газы поставляются в жидком виде, когда они находятся в резервуарах для хранения с испарителями, или в виде газа в баллонах высокого давления.Исключением является углекислый газ. При попадании в баллоны высокого давления он существует как в жидкой, так и в газообразной форме.

Основной целью защитного газа является защита дуги и сварочной ванны от загрязняющего воздействия атмосферы. Азот и кислород атмосферы при контакте с расплавленным металлом сварного шва вызывают пористость и хрупкость.

При дуговой сварке с флюсовой проволокой защита достигается за счет разложения стержня электрода или его сочетания с окружением дуги защитным газом, подаваемым из внешнего источника.Защитный газ вытесняет воздух в зоне дуги. Сварка осуществляется под слоем защитного газа. Для дуговой сварки порошковой проволокой можно использовать как инертный, так и активный газ.

Активные газы, такие как двуокись углерода, смесь аргона с кислородом и смеси аргона с двуокисью углерода, используются почти во всех областях применения. Углекислый газ является наиболее распространенным. Выбор подходящего защитного газа для конкретного применения основывается на типе свариваемого металла, характеристиках дуги и переносе металла, доступности, стоимости газа, требованиях к механическим свойствам, проплавлении и форме наплавленного валика.Различные защитные газы кратко описаны ниже.

Углекислый газ

Двуокись углерода производится из горючих газов, образующихся при сжигании природного газа, мазута или кокса. Его также получают как побочный продукт прокаливания в печах для обжига извести, при производстве аммиака и при брожении спирта, который имеет почти 100-процентную чистоту.

Углекислый газ предоставляется пользователю либо в баллонах, либо в контейнерах для больших объемов. Цилиндр встречается чаще.В объемной системе углекислый газ обычно отводится в виде жидкости и нагревается до газообразного состояния перед тем, как попасть в сварочную горелку. Массовая система обычно используется только при снабжении большого количества сварочных станций.

В цилиндре двуокись углерода находится как в жидкой, так и в парообразной форме, при этом жидкая двуокись углерода занимает примерно две трети пространства в цилиндре. По весу это примерно 90 процентов содержимого баллона. Над жидкостью он существует в виде парообразного газа.Когда углекислый газ вытягивается из цилиндра, он заменяется углекислым газом, который испаряется из жидкости в цилиндре, и поэтому общее давление будет отображаться на манометре.

Когда давление в баллоне упадет до 200 фунтов на кв. дюйм (1379 кПа), баллон следует заменить новым баллоном. В цилиндре всегда должно быть положительное давление, чтобы предотвратить попадание влаги и других загрязняющих веществ в цилиндр. Нормальная скорость выброса баллона с CO2 составляет от 10 до 50 кубических футов в час (4.от 7 до 24 литров в минуту). Однако при сварке с использованием одного цилиндра рекомендуется максимальная скорость нагнетания 25 куб. футов в час (рекомендуется 12 литров в минуту).

Когда давление пара падает с давления в баллоне до давления нагнетания через регулятор CO2, он поглощает большое количество тепла. Если установлен слишком высокий расход, это поглощение тепла может привести к замерзанию регулятора и расходомера, что приведет к прерыванию потока защитного газа. Когда требуется скорость потока выше 25 куб. футов в час (12 литров в минуту), обычной практикой является параллельное подключение двух баллонов с CO2 или размещение нагревателя между баллоном и газовым регулятором, регулятором давления и расходомером.

Чрезмерная скорость потока также может привести к вытягиванию жидкости из цилиндра. Углекислый газ является наиболее широко используемым защитным газом для дуговой сварки порошковой проволокой. Большинство активных газов нельзя использовать для защиты, но двуокись углерода дает несколько преимуществ при сварке стали. Это глубокое проникновение и низкая стоимость. Углекислый газ способствует глобулярному переносу. Защитный газ двуокиси углерода распадается на такие компоненты, как окись углерода и кислород. Поскольку двуокись углерода является окисляющим газом, в сердцевину электродной проволоки добавляются раскисляющие элементы для удаления кислорода.Оксиды, образованные раскисляющими элементами, всплывают на поверхность сварного шва и входят в состав шлакового покрытия. Часть углекислого газа распадается на углерод и кислород. Если содержание углерода в сварочной ванне ниже примерно 0,05%, защита от диоксида углерода приведет к увеличению содержания углерода в металле сварного шва. Углерод, который может снизить коррозионную стойкость некоторых нержавеющих сталей, представляет собой проблему для применения в критических условиях коррозии. Дополнительный углерод также может снизить ударную вязкость и пластичность некоторых низколегированных сталей.Если содержание углерода в металле сварного шва превышает примерно 0,10%, защита от диоксида углерода будет снижать содержание углерода. Эта потеря углерода может быть связана с образованием моноксида углерода, который может улавливаться в сварном шве в качестве элементов, раскисляющих пористость в сердцевине флюса, уменьшая эффект образования моноксида углерода. Смеси аргона и диоксида углерода.

Аргон и двуокись углерода

иногда смешивают для использования с дуговой сваркой с флюсовой проволокой. Высокий процент газообразного аргона в смеси способствует более высокой эффективности осаждения из-за образования меньшего количества брызг.Наиболее часто используемая газовая смесь при дуговой сварке порошковой проволокой представляет собой смесь 75% аргона и 25% углекислого газа. Газовая смесь создает мелкозернистый перенос металла, который приближается к распылению. Это также снижает количество происходящего окисления по сравнению с чистым углекислым газом. Сварной шов, наплавленный в среде аргон-диоксид углерода, обычно имеет более высокие предел прочности и предел текучести. Смеси аргона и углекислого газа часто используются для сварки в нерабочем положении, что позволяет добиться лучших характеристик дуги. Эти смеси часто используются для обработки низколегированных сталей и нержавеющих сталей.Электроды, предназначенные для использования с CO2, могут вызвать чрезмерное накопление марганца, кремния и других раскисляющих элементов, если они используются со смесями защитного газа, содержащими высокий процент аргона. Это повлияет на механические свойства сварного шва.

Смеси аргон-кислород

Смеси аргона и кислорода, содержащие 1 или 2 процента кислорода, используются для некоторых применений. Смеси аргон-кислород, как правило, способствуют распылению, что снижает количество образующихся брызг.Основным применением этих смесей является сварка нержавеющей стали, где углекислый газ может вызвать проблемы с коррозией.

Электроды

Поперечное сечение проволоки с флюсовой сердцевиной — рис. 10-58

Электроды, используемые для дуговой сварки с флюсовой сердцевиной, обеспечивают присадочный металл в сварочной ванне и экран для дуги.

Для нормальных типов электродов требуется экранирование. Защитный газ предназначен для защиты от атмосферы дуги и расплавленной сварочной ванны.

Химический состав электродной проволоки и флюсовой сердцевины в сочетании с защитным газом будет определять состав металла сварного шва и механические свойства сварного шва.

Электроды для дуговой сварки с флюсовой проволокой состоят из металлического экрана, окружающего сердечник из флюса и/или легирующих соединений, как показано на рис. 10-58.

Сердечники электродов из углеродистой стали и низколегированных сплавов содержат в основном флюсовые соединения.

Некоторые сердечники электродов из низколегированной стали содержат большое количество легирующих соединений с низким содержанием флюса.Большинство электродов из низколегированной стали требуют газовой защиты.

Оболочка составляет примерно от 75 до 90 процентов веса электрода. Самозащитные электроды содержат больше флюса, чем электроды с газовой защитой.

Соединения, содержащиеся в электроде, выполняют в основном те же функции, что и покрытие покрытого электрода, используемого при дуговой сварке в защитных газах.

Эти функции:

Для образования шлакового покрытия, плавающего на поверхности металла сварного шва и защищающего его во время затвердевания.
Предоставление раскислителей и поглотителей, которые помогают очищать и производить твердый металл сварного шва.
Стабилизаторы дуги, обеспечивающие ровную сварочную дугу и сводящие к минимуму разбрызгивание.
Для добавления в металл сварного шва легирующих элементов, повышающих прочность и улучшающих другие свойства металла шва.
Для подачи защитного газа. Для экранированных проводов требуется внешняя подача защитного газа в дополнение к газу, производимому сердечником электрода.

Система классификации

для трубчатых проволочных электродов

Система классификации, используемая для трубчатых проволочных электродов, используемых при сварке с флюсовой проволокой, была разработана Американским обществом сварщиков. Углеродистые и низколегированные стали классифицируются по следующим признакам:

Механические свойства металла шва.
Положение сварки.
Химический состав металла шва.
Тип сварочного тока.
Независимо от того, используется ли защитный газ CO2.

Примером классификации электродов из углеродистой стали является E70T-4, где:

Буква «E» указывает на электрод.
Вторая цифра или «7» указывает на минимальную прочность на растяжение в единицах 10 000 фунтов на квадратный дюйм (69 МПа).
Третья цифра или «0» указывает позиции сварки. «0» указывает на плоское и горизонтальное положения, а «1» указывает на все положения. 4 . «Т» обозначает трубчатую или порошковую проволоку. 5 .Суффикс «4» указывает на возможности производительности и удобства использования, как показано в таблице 10-13. Когда используется классификация «G», не указываются конкретные требования к производительности и удобству использования. Эта классификация предназначена для электродов, не охваченных другой классификацией. Требования к химическому составу наплавленного металла для электродов из углеродистой стали приведены в таблице 10-14. Для однопроходных электродов не предъявляются требования к химическому составу, поскольку проверка химического состава неразбавленного металла сварного шва не дает истинных результатов обычного химического состава однопроходного сварного шва. .

Электроды из углеродистой флюсовой стали

Требования к механическим свойствам порошковых электродов из углеродистой стали — Таблица 10-12. Эксплуатационные характеристики и эксплуатационные характеристики порошковых электродов из углеродистой стали — Таблица 10-13. Требования к химическому составу порошковых электродов из углеродистой стали — Таблица 10-14

Классификация электродов из низколегированной стали используется при сварке с флюсовым сердечником, аналогичен классификации электродов из углеродистой стали. Примером классификации низколегированной стали является E81T1-NI2, где:

Буква «E» указывает на электрод.
Вторая цифра или «8» указывает на минимальное сопротивление растяжению в единицах измерения 10 000 фунтов на квадратный дюйм (69 МПа). В данном случае это 80 000 фунтов на квадратный дюйм (552 МПа). Требования к механическим свойствам электродов из низколегированной стали приведены в таблице 10-15. Требования к ударной вязкости приведены в таблице 10-16.
Третья цифра или «1» указывает на возможности положения электрода при сварке. «1» указывает на все положения, а «0» — только на плоское и горизонтальное положение.
Буква «Т» указывает на трубчатый электрод или электрод с флюсовой сердцевиной, используемый для дуговой сварки с флюсовой проволокой.
Пятая цифра или «1» описывает удобство использования и рабочие характеристики электрода. Эти цифры такие же, как и в классификации электродов из углеродистой стали, но только EXXT1-X, EXXT4-X, EXXT5-X и EXXT8-X используются в классификации электродов с порошковой сердцевиной из низколегированной стали.
6 . Суффикс или «Ni2» говорит о химическом составе наплавленного металла, как показано в таблице 10-17 ниже.

Требования к механическим свойствам низколегированных порошковых электродов — Таблица 10-15 Требования к ударным нагрузкам для низколегированных порошковых электродов — Таблица 10-16 Требования к химическому составу низколегированных порошковых электродов — Таблица 10-17 (химический состав в процентах (а)

а.Одиночные значения являются максимальными, если не указано иное
b. Только для самозащитных электродов
c. Чтобы соответствовать требованиям к сплавам группы G, наплавка должна быть минимальной, как указано в таблице только для одного из элементов
d. Классификация E80TI-W также содержит 0,30–0,75% меди

Электроды из нержавеющей стали

Система классификации электродов из нержавеющей стали, используемых при сварке с флюсовой проволокой, основана на химическом составе металла сварного шва и типе защиты, используемой во время сварки.Примером классификации электродов из нержавеющей стали является E308T-1, где:

Буква «E» указывает на электрод.
Цифры между буквами «Е» и «Т» обозначают химический состав сварного шва, как показано в таблице 10-18 ниже.
Буква «Т» обозначает трубчатую или порошковую электродную проволоку.
Суффикс «1» указывает на тип используемого экранирования, как показано в таблице 10-19 ниже.

Требования к химическому составу металла сварного шва для электродов из нержавеющей стали — Таблица 10-18 Экранирование — Таблица 10-19

См. также : 0.030 по сравнению с 0,035 флюсовой проволокой

Сварочные кабели

Сварочные кабели и разъемы используются для подключения источника питания к сварочному пистолету и к работе. Эти кабели обычно изготавливаются из меди. Кабель состоит из сотен жил, которые заключены в изолированную оболочку из натурального или синтетического каучука. Кабель, соединяющий источник питания со сварочной горелкой, называется выводом электрода.

При полуавтоматической сварке этот кабель часто является частью кабельной сборки, которая также включает в себя шланг защитного газа и канал, через который проходит электродная проволока.При машинной или автоматической сварке провод электрода обычно раздельный. Кабель, соединяющий изделие с источником питания, называется рабочим проводом. Рабочие выводы обычно соединяются с работой зажимами, зажимами или болтом.

Размер используемых сварочных кабелей зависит от выходной мощности сварочного аппарата с флюсовым сердечником, рабочего цикла аппарата и расстояния между сварочным аппаратом и объектом. Размеры кабелей варьируются от наименьшего AWG № 8 до AWG № 4/0 с номинальной силой тока от 75 ампер.

В таблице 10-20 показаны рекомендуемые размеры кабелей для использования с различными сварочными токами и длинами кабелей. Слишком маленький кабель может сильно нагреться во время сварки.

Рекомендуемые размеры кабеля для различных сварочных токов — Таблица 10-20

Плюсы и минусы FCAW

Преимущества

: меньшая стоимость и большее количество отложений

Резюме:

Высокая скорость осаждения
Более глубокое проникновение, чем у SMAW
Высококачественный
Меньше предварительной очистки, чем GMAW
Шлаковое покрытие помогает при сварке больших сварных швов, расположенных не на своем месте. Самозащитная FCAW устойчива к сквознякам

Основными преимуществами сварки с флюсовой сердцевиной являются более низкая стоимость и более высокая скорость наплавки по сравнению с SMAW или сплошной проволокой GMAW.

Стоимость электродов с флюсовой сердцевиной меньше, потому что легирующие добавки находятся во флюсе, а не в стальной присадочной проволоке, как в твердых электродах.

Сварка порошковой проволокой идеальна, когда важен внешний вид валика и не требуется механическая обработка сварного шва. Сварка порошковой проволокой без защиты от углекислого газа может использоваться для большинства конструкций из мягкой стали.

Полученные сварные швы имеют более высокую прочность, но меньшую пластичность, чем те, для которых используется защита от углекислого газа.С защитой от углекислого газа меньше пористость и больше проплавление сварного шва. Процесс с порошковой сердцевиной имеет повышенные допуски по окалине и грязи.

При сварке порошковой проволокой разбрызгивание меньше, чем при сварке MIG сплошной проволокой. Он имеет высокую скорость осаждения, и часто используются более высокие скорости перемещения. Используя электродную проволоку малого диаметра, сварку можно выполнять во всех положениях. Некоторые порошковые проволоки не нуждаются во внешнем подводе защитного газа, что упрощает оборудование.

Электродная проволока подается непрерывно, поэтому на замену электродов уходит очень мало времени. Наносится более высокий процент присадочного металла по сравнению с дуговой сваркой защитным металлом. Наконец, достигается лучший провар, чем при дуговой сварке защищенным металлом.

Недостатки: чувствительность к условиям сварки

Сводка недостатков сварки с флюсовой сердцевиной:

Шлак должен быть удален
Больше дыма и дыма, чем GMAW и SAW
Брызги
FCAW дороже
Оборудование более дорогое и сложное, чем для SMAW

Большинство электродов из низколегированной или мягкой стали с флюсовой сердцевиной более чувствительны к изменениям условий сварки, чем электроды для сварки SMAW.

Эта чувствительность, называемая допуском по напряжению, может быть снижена при использовании защитного газа или при увеличении содержания шлакообразующих компонентов в материале сердечника.

Для поддержания постоянного напряжения дуги необходимы источник питания с постоянным потенциалом и устройство подачи электродов с постоянной скоростью.

Поиск и устранение неисправностей FCAW

При устранении неисправностей сварных швов с флюсовой проволокой обязательно ознакомьтесь с указаниями производителя (находится внутри панели оборудования) на предмет следующего (подробно описанного ниже):

Скорость подачи проволоки
Скорость перемещения
Контактный наконечник до рабочего расстояния
Полярность питателя
Рабочий угол и угол перемещения
Слишком низкая подача проволоки и ток (более высокие скорости = более высокий ток, более низкие скорости, более низкий ток: если скорость слишком низкая, вы не получите полного охвата, узкий шов и много брызг.

Видео по поиску и устранению неисправностей FCAW

Сварка FCAW, созданная при низкой скорости проволоки

Низкая скорость подачи проволоки при сварке FCAW привела к трудноудаляемому шлаку и большому количеству брызг. Если скорость провода слишком высока, провод будет продолжать обламываться. Чтобы зафиксировать увеличение напряжения или уменьшение скорости провода.

Сварка FCAW создана при высокой скорости подачи проволоки

Слишком низкая скорость перемещения : в результате получается широкий выпуклый сварной шов. Шлак не покрывает должным образом.

Сварка FCAW с низкой скоростью перемещения

Скорость перемещения выше рекомендуемой : в результате получается узкий выпуклый сварной шов.Сравните скорость движения слишком потока вверху и скорость обгона лужи внизу.

Сварка FCAW с высокой скоростью перемещения

Контактный наконечник до рабочего расстояния : Проверьте правильное расстояние для вашей проволоки. Слишком короткое расстояние приводит к недостаточному покрытию из-за неправильного предварительного нагрева флюса внутри проволоки. Шлак не покрывает весь шов, из-за чего шлак выглядит темным в центре шва.

Если расстояние слишком большое, сварной шов будет немного тупым. Проволока выглядит так, как будто цепляется за сварной шов, из-за чего подача неравномерна, что приводит к ряби в сварном шве.

Расстояние от наконечника до рабочего места слишком большое (вверху) и слишком короткое (внизу). Проверьте указания производителя относительно правильного расстояния (обычно от 1/2″ до 5/8″).

Полярность : каждый провод имеет рекомендуемую полярность. Иногда отрицательный постоянный ток используется, когда необходим положительный постоянный ток. Вызывает брызги и небольшой сварной шов.

Брызги из-за неправильной полярности. Убедитесь, что вы используете правильную полярность при сварке с флюсовой сердцевиной. Не используйте положительный постоянный ток, если требуется отрицательный постоянный ток. Проверьте схему настройки машины.Проверьте, как устройство подачи подключено к сварочному оборудованию. Убедитесь, что устройство подачи подключено к правильным полюсам. Просмотрите схему внутри панели оборудования

Углы электродов : Для флюсовой сердцевины помните, что вы перетаскиваете шлак. Убедитесь, что вы перетаскиваете электрод, чтобы шлак образовался за сварным швом. Он легче расплавленной лужи и всплывет наверх. Если вы нажмете на нее, вы можете получить шлаковые включения в сварном шве.

Проверьте рабочий угол и угол перемещения : При сварке на плоской поверхности угол может составлять 90 градусов.Для соединения внахлестку или Т-образного соединения вы должны быть под углом 45 градусов к суставу и от 5 до 10 градусов для сопротивления.

Как работает дуговая сварка порошковой проволокой

Дуговая сварка порошковой проволокой — это метод сварки, несколько уникальный по сравнению со сваркой металлом в среде инертного газа. Что в первую очередь отличает FCAW от сварки MIG, так это тип используемого проволочного электрода и способ защиты расплавленного металла от атмосферы.

В процессе сварки MIG используется непрерывный сплошной проволочный электрод, обычно изготовленный из мягкой стали.Для создания экрана, защищающего ванну расплава, требуется внешний источник газа. Обычно это обеспечивается газовым баллоном высокого давления.

Как и в случае с MIG, для FCAW требуется электричество, присадочный металл и какой-либо способ защиты расплавленного металла от воздуха. В отличие от процесса MIG, в методе с флюсовой сердцевиной используется проволока, которая содержит внутренний сердечник из материалов, выделяющих флюсы и защитные газы при сгорании под действием тепла сварочной дуги. Этот тип провода исключает необходимость внешнего подвода газа, поскольку обладает внутренними экранирующими свойствами.

Использование метода FCAW

Дуговая сварка порошковой проволокой работает лучше, чем сварка MIG, при работе с более толстыми материалами. Фактически, FCAW рекомендуется только для материалов толщиной не менее 20. При использовании процесса FCAW на более толстых металлах хороший, прочный сварной шов может быть получен за один проход.

Поскольку в процессе сварки порошковая проволока вырабатывает собственный защитный газ, FCAW гораздо лучше работает на открытом воздухе, чем метод MIG.Это внутреннее экранирование может выдержать даже сильный ветер. Нет необходимости возить к месту сварки отдельный газовый баллон, что делает FCAW более удобным.

Одним из недостатков использования FCAW является то, что сварочная дуга образует брызги. В результате готовый шов покрывается шлаком, который, возможно, придется удалять.

Чтобы начать процесс сварки порошковым методом, сварщик сначала нажимает на курок, который начинает непрерывную подачу электрода в стык.Когда электрод проходит через устройство подачи проволоки, он становится электрически заряженным. Когда проволока достигает металлического соединения, происходит короткое замыкание, из-за чего электрод нагревается и начинает плавиться. Когда проволочный электрод плавится, металл тоже начинает плавиться. Вместе плавящийся электрод и металл образуют ванну расплава. Ванна одновременно расплавляет флюсовую сердцевину электрода, создавая защитный экран от окружающей среды и шлак, защищающий сварной шов от загрязнения.

Какие металлы лучше всего подходят для FCAW

Большинство цветных экзотических металлов, включая алюминий, нельзя сваривать порошковой проволокой. Однако сварка порошковой проволокой хорошо подходит для большинства углеродистых сталей, сплавов на основе никеля, чугуна и некоторых нержавеющих сталей.

Каталожные номера:
www.lincolnelectric.com
www.gowelding.org

Статьи по теме:

Порошковая проволока по сравнению со сплошной проволокой

Методы дуговой сварки порошковой проволокой

Как пользоваться сварочным аппаратом под флюсом

Как выполнять сварку с помощью сварочного аппарата с флюсовой проволокой

Сварка прошла долгий путь с первых дней нагревания металла докрасна и ковки или сварки молотком.Шли годы, для нагрева металла использовалась газовая горелка, а для соединения металла добавлялся присадочный стержень. Затем появились электродуговые или «стержневые» сварщики. После этого были изобретены проволочные сварочные аппараты, и процесс сварки действительно стал доступен «среднему парню». Сварка проволокой — это процесс, при котором сварщик подает присадочную проволоку с катушки, а электрический ток заставляет присадочную проволоку образовывать дугу и вплавляться в основной материал. Этот процесс довольно прост, но все же может быть пугающим для новичка. Мы решили осветить основы сварки с помощью сварочного аппарата с флюсовой проволокой.

Что такое сварка с флюсовым сердечником?

Аппараты для проволочной сварки

могут быть нескольких различных типов, наиболее распространенными из которых являются сварочные аппараты с флюсовым сердечником или сварочные аппараты MIG. Часто всех сварочных аппаратов с проволокой называют «сварщиками MIG», но технически это неверно, поскольку процесс сварки MIG требует внешнего защитного газа, а сварка проволокой с флюсовой сердцевиной не требует газа. Сварочный аппарат с флюсовой проволокой использует сварочную проволоку, покрытую флюсом, который при горении создает покрытие или экранирование, необходимое для защиты расплавленной сварочной ванны от примесей в воздухе.Сварка с флюсовой проволокой отлично подходит для сварки снаружи или удаленно, когда на месте невозможно принести баллон с защитным газом. Он также отлично подходит для начинающих или домашних сварщиков-любителей, поскольку он берет один фактор (и стоимость) из процесса сварки проволокой.

Чтобы начать сварку с флюсовым сердечником, вам необходимо получить сварщика, который может сваривать флюсовую проволоку. Большинство машин начального уровня могут выполнять сварку с флюсовой проволокой, но не все могут также выполнять сварку MIG. Сварочный аппарат с флюсовым сердечником Eastwood 90 Amp — отличный недорогой сварочный аппарат начального уровня, но он не позволяет использовать защитный газ для сварки MIG.Если вы планируете стать сварщиком, мы предлагаем вам выбрать сварочный аппарат MIG, который также может работать с проволокой с флюсовым сердечником. Аппарат Eastwood MIG 135 также работает от входного напряжения 110 В и может выполнять как сварку MIG, так и сварку флюсом. Вы заплатите немного больше вперед, но получите больше мощности, а также возможность сварки проволокой MIG и защитным газом.

Если у вас есть сварочный аппарат с флюсовым сердечником, вы можете загрузить проволоку. Проволока с флюсовой сердцевиной будет иметь серебристый цвет по сравнению с медным цветом проволоки MIG. Это покрытие выгорает и защищает сварной шов.Самая маленькая проволока с флюсовым сердечником, которую вы обычно найдете, это проволока 0,035, и ее будет трудно сваривать более тонкие материалы, такие как листовой металл. После того, как проволока загружена и пропущена через наконечник сварочной горелки MIG, вы можете очистить место рядом с тем местом, где вы свариваете, до голого металла, чтобы прикрепить зажим заземления. Чистое заземление чрезвычайно важно и может вызвать проблемы с производительностью вашего сварочного аппарата, если у вас нет чистого заземления. Наконец, вы можете очистить область, которую нужно сварить, до голого металла. В то время как сварочный аппарат с флюсовой проволокой будет сжигать металл и проволоку, чтобы соединить их вместе, он будет плохо сваривать, если вы попытаетесь сварить старые покрытия, ржавчину или грунтовку.Мы предлагаем использовать шлифовальную машину с лепестковым диском для очистки сварного шва с обеих сторон шва.

Наконец-то вы готовы к сварке. Мы рекомендуем покрыть любые окружающие области, на которые вы не хотите попадать сварочные брызги, поскольку сварка с флюсовым сердечником приводит к большему количеству искр и брызг, чем сварка MIG, из-за процесса. Вы можете использовать сварочное одеяло для покрытия больших площадей или сварочный спрей для защиты от брызг, чтобы покрыть труднодоступные места. Начните сварку, удерживая сварочную проволоку примерно на расстоянии 1/8 дюйма или меньше от сварочного наконечника и зависая всего на 1/16 дюйма над металлом, прежде чем нажать на спусковой крючок.