Настройки полуавтомата для сварки по толщинам

Как правильно настроить сварочный полуавтомат, признаки неверной настройки

Начинающие пользователи такого оборудования наверняка задаются вопросом: какой сварочный полуавтомат имеет необходимые настройки и не требует дополнительной отладки? Однако таких моделей не существует по двум причинам. Во-первых, сама технология изготовления не дает возможности задать одинаковые параметры для каждого экземпляра. Во-вторых, такое единообразие не имеет смысла, потому что оборудование предназначено для сварки разных материалов.

При этом сохранение заводских параметров существенно сокращает возможности использования прибора, потому что разные металлы и сплавы нужно соединять в разных условиях. Комплект поставки обычно включает инструкции по самостоятельной отладке оборудования, но их зачастую недостаточно. Поэтому каждый опытный мастер знает, как подключить и правильно настроить сварочный полуавтомат для работы с конкретным материалом. Подобный опыт нередко дополняет и уточняет заводские инструкции.

Параметры настроек

Работу сварочных полуавтоматов описывают четыре технические характеристики:

напряжение дуги – изменение этого параметра влияет на значение силы тока;
сила тока и скорость подачи проволоки – две связанных характеристики с прямо пропорциональной зависимостью друг от друга;
расход защитного газа – он увеличивается с повышением значений предыдущих характеристик.

Эти четыре параметра определяют направления, по которым необходимо настроить оборудование для того или иного материала. Важно понимать, что отладка не может сохраняться долгое время в силу следующих наиболее частых причин:

незначительный ремонт оборудования, установка новых комплектующих;
изменение химического состава газовой смеси, применяемой как защитная среда;
перепады и скачки напряжения электрического тока, питающего аппарат;
использование присадочной проволоки другой марки и/или с иным составом.

Даже в ряду родственных моделей одного и того же производителя нередко наблюдаются существенные различия в заводских настройках. Подобные расхождения бывают и у разных приборов с идентичными заявленными характеристиками. Чтобы научиться регулировать сварочные полуавтоматы под конкретные задачи, необходимо привыкнуть к особенностям функционирования оборудования и выявить в нем закономерности и причинно-следственные связи.

Самые частые сбои и их признаки

Если сварочный полуавтомат не был правильно настроен и отрегулирован, в процессе его работы могут возникать различные сбои и ошибки. Ниже перечислены наиболее распространенные из них, а также признаки, по которым их можно распознать:

Если проволока подается слишком быстро для выбранного напряжения, она не образует дугу, а просто приварится к одной из соединяемых деталей.
При нехватке или отсутствии защитного газа в зоне сварки обильно вылетают брызги, а шов становится пористым и приобретает зелено-коричневую окраску.
Если напряжение и/или скорость подачи присадочной нити недостаточны, сварка не проникнет глубоко в толщу соединяемых деталей, и шов будет непрочным.
При слишком высоком для данной толщины металла вольтаже закономерно произойдет прожигание свариваемых листов или деталей.
Если присадочную нить подавать слишком медленно, при касании металла она будет частично оплавляться, оставаясь на конце рабочего наконечника.
При удалении горелки от места сварки далее 0,6-1,2 см шов получится прерывистым, а в процессе работы будет обильное разбрызгивание припоя.
Если материал не очищен, а заземление плохо закреплено, сварка будет идти рывками, а шов получится рваным. Со стороны кажется, что причина в низком напряжении или малой скорости подачи проволоки, но это не так.

Кроме того, треск и щелчки во время сварки говорят о низкой скорости подачи припоя. Недостаток газовой среды увеличивает количество брызг и искр. Прерывистый шов и непроваренные (пропущенные) участки указывают на то, что поверхность металла не была очищена и должным образом подготовлена к сварке. Зазубрины и разная толщина шовного наплава – результат неравномерного ведения горелки по месту соединения.

Вообще, в процессе сварки недостаточно иметь в виду только усредненные инструкции и рекомендации. Обязательно нужно обращать внимание на мелочи и подмечать опытным путем, какой результат получается при тех или иных настройках и движениях горелки.

Рекомендательные значения основных параметров представлены в таблице:

Приобретение сварочных полуавтоматов

Перечисленные выше рекомендации по настройке в равной степени справедливы для сварочных полуавтоматов любой торговой марки, модели и модификации. То же касается и наиболее распространенных сбоев в работе оборудования и признаков, которые позволяют их выявить. Конечно, отрегулировать аппарат под свои нужды проще, если заводские настройки более соответствуют требуемым для работы параметрам.

В каталоге компании «Строительные ресурсы» представлен широкий выбор сварочных полуавтоматов для соединения всех основных рабочих сплавов: железных, алюминиевых, медных. Это удобные инверторные моноблоки отечественной марки «Сварог», которая не уступает по техническим характеристикам аналогичному оборудованию зарубежных брендов «Аврора» (китайское производство) или «Ресанта» (латвийская компания).

Настройка сварочного полуавтомата перед сваркой

Настройка сварочного полуавтомата перед сваркой – важный этап перед началом процесса. Идеально подобрать сам аппарат и расходники под конкретную задачу – только половина дела. Не выставив правильно параметров сварки, даже самому опытному исполнителю не получить качественного шва и не добиться оптимальной производительности процесса. Поэтому значения этого этапа нельзя преуменьшать. А вопросу о том, как же все-таки правильно реализовать его, и посвящена данная статья.

Содержание

Настройка сварочного аппарата: общие сведения
Настройка сварочного полуавтомата: регулируем напряжение
Настройка силы тока и скорости подачи проволоки
Подбор газа и настройка сварочного полуавтомата по его расходу
Настройка полярности при сварке полуавтоматическим инвертором
Как настроить сварочный полуавтомат для сварки алюминиевых конструкций

Настройка сварочного аппарата: общие сведения

Прежде всего, необходимо понимать, что процесс настройки регулирует параметры сварочных работ. Они же, в свою очередь, ощутимо зависят от ряда факторов выполняемой задачи. В числе таковых толщина и сплав заготовки, положение соединения в пространстве, конфигурация стыка, внешние условия выполнения работ и другие. Кроме того, свой вклад осуществляют текущее реальное напряжение в сети, состав газа в баллоне (если есть), смена катушки проволоки и так далее. Соответственно, настройка сварочного аппарата полуавтоматического типа должна учитывать их все при выполнении корректировок параметров.

При этом в распоряжении сварщика всего четыре возможные регулировки:

Значение силы тока;
Скорость подачи присадочной проволоки выбранной толщины;
Величина напряжения дуги;
Расход защитного газа.

Разумеется, многие эти факторы являются взаимосвязанными. Поэтому для настройки первичных значений, осуществляемых путем ручек на лицевой панели инверторного автомата, можно воспользоваться таблицей. Но тонкая подстройка аппарата в процессе работы все равно понадобится. И это станет наиболее сложной задачей, решение которой позволит получить оптимальный результат работы.

Настройка сварочного полуавтомата: регулируем напряжение

Регулировка напряжения сварочной дуги является первым шагом при настройке сварочного полуавтомата. Рекомендуется установить для начала (тестового процесса варения) невысокие значения – 15-20 В и силу тока до 100 А.

Процесс варения требует наличия горелки в одной руке сварщика, в то время как вторая остается свободной. Вот ею и регулируются параметры в режиме реального времени. Для этого применяется цифровые или механические регуляторы на инверторе. Регулировка может выполняться плавно либо ступенчато. При этом отслеживаются несколько факторов – процесс формирования сварного валика, звук дуги и ее горение, степень разбрызгивания металла.

Таким образом, возможно прийти к оптимальному показателю рабочего напряжения. Это имеет важное значение, потому что:

Слишком низкое в сравнении с оптимальным значение параметра дает слишком узкий шов с плохим проваром. Это негативно сказывается на прочности соединения;
Слишком высокое напряжение (в сравнении с оптимальной величиной) дает очень широкий шов, приводит к риску прожига и привару проволоки к наконечнику горелки.

Для конкретных полуавтоматических аппаратов производители нередко вкладывают табличку с рекомендуемыми значениями напряжений. Ее удобно разместить на внутренней стороне крышки емкости с присадками.

Настройка силы тока и скорости подачи проволоки

Эти взаимосвязанные величины подбираются по своим оптимальным значения после напряжения и постоянно определенном диаметре проволоки. Чем выше скорость подачи расходника, тем выше должен был рабочая сила тока для его расплавления. Ряд моделей полуавтоматов, имеющих синергетический режим SYN, могут автоматически регулировать скорость подачи проволоки в зависимости от показателей выставленного вольтажа.

Ошибки в осуществлении этой регулировке приводят к негативным эффектам. В частности:

Слишком высокое значение скорости подачи обеспечит большой разлет брызг металла, неравномерный шов с наплывами;
Слишком низкое значение скорости подачи обеспечит ее расплавление еще до выхода из сопла горелки. Это приведет к повышенному засорению сопла и частым остановкам сварочного процесса. Кроме того, риск разрыва шва и просадок также ощутимо растет.

Подбор газа и настройка сварочного полуавтомата по его расходу

Выбор защитного газа – фактор, не выбираемый исполнителем по желанию. То, какой конкретно газ будет использован в конкретной сварочной задаче, определяется несколькими факторами. Наиболее существенные их них – материал соединяемых элементов, их толщина и дополнительные требования по качеству исполнения.

Исходя из этого мы рекомендуем придерживаться следующих рекомендаций:

Углекислый газ как наиболее дешевый вариант защитного покрытия сварочной ванны предпочтителен. Но стоит помнить, что несмотря на глубокий проплав, его применение дает довольной грубый шов. Поэтому для изделий с высокими требованиями по эстетике или аэродинамике такой вариант не подходит;
Сочетание аргона и углекислоты в пропорции 3:1 отлично подходит для сварки тонкостенных конструкций. Брызгообразование при этом минимально. Конечный шов отличает высокое качество во всех отношениях;
Алюминий и алюминиевые сплавы требуют применения чистого аргона;
Оптимальным вариантом защиты для соединения нержавейки является аргон (98%) с небольшой добавкой углекислого газа (2%).

Осуществлять контроль правильности соблюдения этого фактора можно даже визуально. Если при формировании шва он получается пористым, это говорит о том, что воздух попадает в рабочую зону и взаимодействует с раскаленным металлом. То есть, подачу защитного газа необходимо увеличивать. А вот чрезмерный расход газов определить может только человек с большим опытом. Как правило, это осуществляется на слух при работе с одной и той же моделью полуавтомата.

Настройка полярности при сварке полуавтоматическим инвертором

Фактор полярности – прямая или обратная – также ощутимо влияет на конечный результат сварочных работ, выполняемых полуавтоматом.

Прямая полярность подразумевает соединение горелки с минусовой клеммой, а соединяемых элементов – к плюсу. Такой вариант применяется при использовании флюсовой проволоки. При таком варианте активное выделение теплоты направлено на материал расходника. Флюс отлично плавится, но при этом наблюдается активное шлакообразование.

Обратная полярность с подключение горелки к плюсовой клемме аппарата применяется при использовании сплошной сварочной проволоки.

Как настроить сварочный полуавтомат для сварки алюминиевых конструкций

Алюминиевые конструкции ввиду специфики материала являются наиболее сложными при сварке и требуют особого подхода. Но если следовать рекомендациям, то проблем с соединением таких элементов не возникнет. В числе таковых особенностей:

Сварочные работы необходимо выполнять с обратной полярностью подключения. Такой вариант эффективнее разрушает оксидную пленку на поверхности конструкций;
В подающем механизме должно быть четыре ролика для подачи расходника без ощутимого смятия мягкого металла;
Диаметр используемой проволоки должен быть меньшим в сравнении с диаметров наконечника горелки. За счет внушительного расширения при нагреве несоблюдение этого условия будет приводить к застреванию проволоки в горелке;
Канал подачи расходника в горелке для снижения трения должен быть тефлоновым.

Выполняя перечисленные рекомендации, Вы получите оптимальный результат сварки, который потребует минимальной доработки.

Настройки сварочного аппарата MIG

для металла различной толщины Настройки сварочного аппарата MIG

могут существенно различаться от модели к модели и, конечно же, от бренда к бренду. Эта статья является скорее общим руководством, чтобы помочь начинающему сварщику понять, как различные настройки повлияют на ваши результаты. В отличие от сварки с помощью сварочного аппарата, сварка MIG является полуавтоматическим процессом. Сама сварка требует очень небольших навыков при условии, что настройки сварочного аппарата MIG соответствуют конкретному применению. Информация в этой статье относится к сварке сплошной проволокой. При сварке проволокой Flux Core параметры могут быть совершенно другими.

Факторы, влияющие на настройки аппарата для сварки MIG

Вам потребуется отрегулировать настройки аппарата для сварки MIG на основе множества критериев. Перед началом сварки убедитесь, что вы понимаете, как эти настройки влияют на процесс сварки. Вы должны учитывать следующие факторы:

Тип металла, который вы будете сваривать
Необходимый тип газа
Толщина металла
Чистота стыка

Какой металл вы свариваете?

Тип металла, который вы будете сваривать, оказывает большое влияние на настройки MIG Welder. Материал также определяет размер и материал проволоки, а также необходимый газ. Металлы, которые можно сваривать на установке MIG, можно разделить на три основные группы:

Углеродистая сталь, также называемая мягкой сталью или A36
Цветные металлы, алюминий, медь и титан
Нержавеющая сталь и другие сплавы на основе никеля

Какой тип газа вам нужен?

Защитный газ используется в процессе сварки MIG для предотвращения воздействия на расплавленную ванну кислорода, азота и водорода, присутствующих в атмосфере и загрязняющих сварной шов. Для получения оптимальных результатов необходимо использовать соответствующий газ для свариваемого металла. Скорость потока защитного газа также играет роль. Обратитесь к руководству, прилагаемому к вашей машине, чтобы найти соответствующие настройки защитного газа.

Выберите лучший газ для вашего процесса:

Двуокись углерода (CO2): Это наиболее распространенный защитный газ, используемый в процессе сварки MIG. Это единственный защитный газ, который можно использовать без добавления инертного газа. CO2 — хороший выбор для сварки толстых материалов, требующих глубокого провара. Если стоимость является основным фактором, это самый дешевый защитный газ.

СМЕСЬ аргона/CO2: Отношение аргона к CO2 может составлять от 75 до 95 процентов аргона, смешанного с 5-25 процентами CO2. Argon CO2 MIX обеспечивает более высокое качество сварки по сравнению с обычным CO2, а также повышает производительность.

100-процентный аргон: Для сварки цветных металлов, таких как алюминий, магний и титан.

Tri-MIX Гелий/аргон/C02: Газ Tri-MIX создает более горячую дугу, что повышает скорость и общую производительность. Это лучший вариант для сварки нержавеющей стали.

Толщина металла, параметры силы тока и размер проволоки

У каждого сварочного аппарата MIG есть наилучшее решение для определенной толщины материала, определенного сплава, использования проволоки определенного размера и определенного защитного газа. Чтобы помочь вам начать охоту, мы предоставили удобные рекомендации ниже. Имейте в виду, что это просто общий обзор, чтобы дать вам отправную точку, и эти настройки применимы только к низкоуглеродистой стали при сварке сплошной проволокой. Настройки для проволоки Flux-Core и цветных металлов будут совершенно другими.

Параметры толщины металла и силы тока: При сварке низкоуглеродистой стали рекомендуется устанавливать силу тока на уровне 1 ампер на каждые 0,001 дюйма толщины. Таким образом, если вы свариваете мягкую сталь 12 калибра и толщину 0,100 дюйма, вы должны настроить машину на 100 ампер.

Размер провода и диапазон силы тока: Каждый размер провода обеспечивает значительный рабочий диапазон и значительное перекрытие. Это может помочь вам стандартизировать один или два размера проводов для большей части вашей работы. Само собой разумеется, что проволока меньшего диаметра используется для более тонкого листового металла, а проволока большего диаметра используется для более толстого листа. Вам нужно оставаться в этих параметрах:

Провод диаметром 0,023 дюйма / от 30 до 130 А
Провод диаметром 0,030 дюйма / от 40 до 145 А
Провод диаметром 0,035 дюйма / от 50 до 180 А
Провод диаметром 0,045 дюйма / от 75 до 250 А

Где я могу найти правильные настройки сварочного аппарата MIG для моей машины?

Большинство сварочных аппаратов MIG имеют таблицу сбоку аппарата или под крышкой, которую можно использовать в качестве общего руководства. Для некоторых небольших портативных аппаратов MIG таблица может отсутствовать на аппарате. В этом случае вы можете обратиться к руководству оператора, чтобы найти настройки для различных типов и толщин металла.

Хотя диаграммы являются отличной отправной точкой, вам необходимо проверить настройки и при необходимости откорректировать значения. Прежде чем приступить к сварке вашего окончательного проекта, возьмите немного металлолома того же материала и толщины, чтобы вы могли почувствовать, как будет реагировать ваша машина. Поэкспериментируйте с настройками, внося небольшие коррективы вверх или вниз, пока не почувствуете, что нашли оптимальные настройки. Это также даст вам возможность ознакомиться с настройками, прежде чем вы нанесете последний валик сварного шва.

Прочитайте наши обзоры сварочных аппаратов MIG

Дуговая сварка под флюсом (SAW) — Weld Guru

Дуговая сварка под флюсом (SAW) — это процесс, при котором соединение металлов производится путем нагревания дуги или дуг между электродами без покрытия. или электроды и работа.

Компоненты оборудования SAW, необходимые для дуговой сварки под флюсом, показаны на рис. 10-59.

Оборудование состоит из сварочного аппарата или источника питания, устройства подачи проволоки и системы управления, сварочной горелки для автоматической сварки или сварочной горелки и кабеля для полуавтоматической сварки, бункера для флюса и механизма подачи, обычно системы регенерации флюса, и ходовой механизм для автоматической сварки.

Источник питания для дуговой сварки под флюсом должен быть рассчитан на 100-процентный рабочий цикл, поскольку операции дуговой сварки под флюсом являются непрерывными, а продолжительность сварки может превышать 10 минут.

Если используется источник питания с 60-процентным рабочим циклом, его номинальные характеристики должны быть снижены в соответствии с кривой рабочего цикла для 100-процентного режима работы.

При использовании постоянного тока, переменного или постоянного, необходимо использовать систему подачи проволоки с электродом, чувствительным к напряжению.

При использовании постоянного напряжения используется более простая система подачи проволоки с фиксированной скоростью. Система CV используется только с постоянным током.

Используются как генераторные, так и трансформаторно-выпрямительные источники питания, но более популярны выпрямительные машины.

Сварочные аппараты для дуговой сварки под флюсом в диапазоне размеров от 300 до 1500 ампер.

Они могут быть подключены параллельно для обеспечения дополнительной мощности для сильноточных приложений.

Электроэнергия постоянного тока используется в полуавтоматических приложениях, а электроэнергия переменного тока используется главным образом в машинном или автоматическом методе.

Системы с несколькими электродами требуют специальных типов цепей, особенно при использовании переменного тока.

Для полуавтоматического применения сварочная горелка и кабель используются для подачи электрода и тока и подачи флюса на дугу.

Электродная проволока подается через дно этого флюсового бункера через токосъемный наконечник к дуге.

Пистолет с бункером может иметь пусковой переключатель для начала сварки или может использовать «горячий» электрод, так что при прикосновении электрода к изделию подача начинается автоматически.

Для автоматической сварки горелка крепится к двигателю механизма подачи проволоки и оснащена токосъемными наконечниками для передачи сварочного тока на электродную проволоку.

Бункер для флюса обычно крепится к горелке и может иметь клапаны с магнитным приводом, которые могут открываться или закрываться системой управления.

Другое иногда используемое оборудование может включать в себя тележку для путешествий, которая может быть простым трактором или сложным передвижным специализированным приспособлением. Обычно предусмотрена установка для рекуперации флюса, которая собирает неиспользованный флюс для подводной дуги и возвращает его в питающий бункер.

Система дуговой сварки под флюсом может стать довольно сложной за счет включения дополнительных устройств, таких как повторители шва, ткацкие станки и рабочие вездеходы.

Схема сварки под флюсом

Рисунок 10-59. Блок-схема SAW (дуговая сварка под флюсом) Оборудование.

Преимущества сварки под флюсом

Основными преимуществами сварки под флюсом или дуговой сварки под флюсом являются:

высокое качество металлического шва.
чрезвычайно высокая скорость и скорость наплавки
гладкий, равномерный сварной шов без брызг.
мало или нет дыма.
отсутствие вспышки дуги, поэтому минимальная потребность в защитной одежде.
высокий коэффициент использования электродной проволоки.
простая автоматизация для высокой производительности.
нормально, без задействования манипулятивных навыков.

Процесс сварки под флюсом для строительства длинных стальных свай для поддержки океанской платформы.

Основные области применения SAW

Процесс дуговой сварки под флюсом широко используется при изготовлении тяжелых стальных листов. Это включает сварку:

конструктивных профилей
продольный шов трубы большего диаметра
Производство деталей машин для всех видов тяжелой промышленности,
производство сосудов и резервуаров для работы под давлением и хранения

Он широко используется в судостроительной промышленности для соединения и изготовления узлов, а также во многих других отраслях промышленности, где используются стали средней и большой толщины.

Также используется для наплавки и наплавки, технического обслуживания и ремонта.

При сварке под флюсом флюс и проволока разделены. Оба влияют на свойства сварного шва, требуя от инженера выбора оптимальной комбинации для каждого проекта.

Ограничения процесса

Основным ограничением SAW (дуговой сварки под флюсом) является ограничение позиций сварки. Другое ограничение заключается в том, что он в основном используется только для сварки мягких и низколегированных высокопрочных сталей.

Большое тепловложение и медленный цикл охлаждения могут стать проблемой при сварке закаленных и отпущенных сталей. При использовании дуговой сварки под флюсом необходимо строго соблюдать ограничение тепловложения рассматриваемой стали.

Это может потребовать выполнения многопроходных сварных швов, тогда как однопроходный сварной шов был бы приемлем для низкоуглеродистой стали. В некоторых случаях экономические преимущества могут быть снижены до такой степени, что следует рассматривать дуговую сварку с флюсовой проволокой или какой-либо другой процесс.

При полуавтоматической дуговой сварке под флюсом невозможность увидеть дугу и ванну может быть недостатком при достижении корня разделки и надлежащем заполнении или определении размера.

Демонстрация процесса сварки пилой.

Принципы работы

Процесс

Процесс дуговой сварки под флюсом показан на рис. 10-60. Он использует тепло дуги между постоянно питаемым электродом и изделием.

Рисунок 10-60: Схема процесса для SAW (дуговая сварка под флюсом)

Тепло дуги расплавляет поверхность основного металла и конец электрода. Металл, расплавленный с электрода, переносится через дугу на заготовку, где он становится наплавленным металлом шва.

Экранирование получают из слоя гранулированного флюса, который укладывают непосредственно на зону сварки. Флюс вблизи дуги плавится и смешивается с расплавленным металлом сварного шва, способствуя его очистке и укреплению.

Флюс образует стекловидный шлак, который легче по весу, чем наплавленный металл, и плавает на поверхности в качестве защитного покрытия.

Сварной шов находится под слоем флюса и шлака, отсюда и название дуговой сварки под флюсом. Флюс и шлак обычно покрывают дугу так, что ее не видно.

Нерасплавленную часть флюса можно использовать повторно. Электрод подается в дугу автоматически из катушки. Дуга поддерживается автоматически.

Перемещение может быть ручным или механическим. Дуга инициируется плавким пуском или системой реверса или возврата.

Нормальный метод применения и возможности размещения

Наиболее популярным методом применения SAW является машинный метод, при котором оператор контролирует операцию сварки.

Вторым по популярности является автоматический метод, при котором сварка выполняется нажатием кнопки. Процесс может применяться полуавтоматически; однако этот способ применения не слишком популярен.

Процесс не может быть применен вручную, поскольку сварщик не может управлять невидимой дугой. Процесс сварки под флюсом представляет собой процесс сварки в ограниченном положении.

Количество позиций для сварки ограничено, так как большая масса расплавленного металла и шлака очень жидкие и имеют тенденцию вытекать из соединения. Сварку можно легко выполнять в плоском положении и в горизонтальном угловом положении.

В соответствии со специальными контролируемыми процедурами возможна сварка в горизонтальном положении, иногда называемом сваркой на 3 часа.

Для этого требуются специальные устройства для удерживания флюса, чтобы расплавленный шлак и металл сварного шва не могли утечь. Процесс нельзя использовать в вертикальном или надземном положении.

Свариваемые металлы и диапазон толщины

Дуговая сварка под флюсом используется для сварки низко- и среднеуглеродистых сталей, низколегированных высокопрочных сталей, закаленных и отпущенных сталей и многих нержавеющих сталей.

Экспериментально он использовался для сварки некоторых сплавов меди, никеля и даже урана.

Металл толщиной от 1/16 до 1/2 дюйма (от 1,6 до 12,7 мм) можно сваривать без подготовки кромок. При подготовке кромок сварные швы можно выполнять за один проход на материале толщиной от 1/4 до 1 дюйма (от 6,4 до 25,4 мм).

При многопроходной технике максимальная толщина практически не ограничена. Эта информация обобщена в таблице 10-22. Горизонтальные угловые швы могут выполняться до 3/8 дюйма (9,5 мм) за один проход, а в плоском положении угловые швы могут выполняться до 1 дюйма (25 мм).

Конструкция соединения

Хотя в процессе дуговой сварки под флюсом могут использоваться те же детали конструкции соединения, что и в процессе дуговой сварки защищенным металлом, для максимального использования и эффективности дуговой сварки под флюсом предлагаются другие детали соединения. Для швов с разделкой кромок можно использовать конструкцию с квадратной разделкой толщиной до 5/8 дюйма (16 мм).

За пределами этой толщины требуются фаски. Используются открытые корни, но необходимы опорные стержни, поскольку расплавленный металл будет проходить через соединение.

При сварке более толстого металла, если используется достаточно большая поверхность притупления, подкладной стержень можно не использовать. Однако для обеспечения полного провара при сварке с одной стороны рекомендуется использовать подкладные стержни. Там, где доступны обе стороны, можно выполнить подварочный шов, который сплавится с первоначальным сварным швом, чтобы обеспечить полное проплавление.

Сварочный контур и ток

В процессе сварки под флюсом или дуговой сварки под флюсом в качестве сварочной энергии используется либо постоянный, либо переменный ток. Постоянный ток используется для большинства приложений, использующих одну дугу. Используются как положительный электрод постоянного тока (DCEP), так и отрицательный электрод (DCEN).

Сварка постоянным током с постоянным напряжением более популярна для дуговой сварки под флюсом электродной проволокой диаметром 1/8 дюйма (3,2 мм) и меньше.

Система постоянного тока обычно используется для сварки электродной проволокой диаметром 5/3 2 дюйма (4 мм) и более. Схема управления мощностью CC более сложна, поскольку она пытается дублировать действия сварщика, чтобы сохранить определенную длину дуги. Система подачи проволоки должна определять напряжение на дуге и подавать электродную проволоку в дугу, чтобы поддерживать это напряжение. При изменении условий подача проволоки должна замедляться или ускоряться, чтобы поддерживать заданное напряжение на дуге. Это усложняет систему управления. Система не может реагировать мгновенно. Запуск дуги более сложен при использовании системы постоянного тока, так как она требует использования реверсивной системы для зажигания дуги, втягивания и последующего поддержания заданного напряжения дуги.

Для сварки под флюсом переменного тока всегда используется постоянный ток. Когда системы с несколькими электродными проводами используются как с дугами переменного, так и с постоянным током, используется система питания постоянного тока. Однако система постоянного напряжения может применяться, когда два провода подаются в дугу, питаемую одним источником питания. Сварочный ток для дуговой сварки под флюсом может варьироваться от 50 ампер до 2000 ампер. В большинстве случаев дуговая сварка под флюсом выполняется в диапазоне от 200 до 1200 ампер.

Скорость наплавки и качество сварки

Скорость наплавки при дуговой сварке под флюсом выше, чем при любом другом процессе дуговой сварки. Скорости осаждения для одиночных электродов показаны на рисунке 10-62. Есть по крайней мере четыре взаимосвязанных фактора, которые контролируют скорость наплавки при дуговой сварке под флюсом: полярность, длинный вылет, добавки во флюс и дополнительные электроды. Скорость осаждения является самой высокой для отрицательного электрода постоянного тока (DCEN). Скорость осаждения для переменного тока находится между DCEP и DCEN. Полярность максимального тепла - отрицательный полюс.

Скорость наплавки при любом сварочном токе можно увеличить, удлинив «вылет». Это расстояние от точки подачи тока на электрод до дуги. При использовании «длинного вылета» величина проходки уменьшается. Скорость осаждения может быть увеличена за счет добавления металлических добавок в флюс под флюсом. Дополнительные электроды могут использоваться для увеличения общей скорости осаждения.

Качество металла шва, наплавленного в процессе дуговой сварки под флюсом, высокое. Прочность и пластичность металла сварного шва превышают таковые у мягкой стали или низколегированного основного материала, если используется правильное сочетание электродной проволоки и флюса под флюсом. Когда сварка под флюсом выполняется машинным или автоматическим способом, исключается человеческий фактор, присущий процессам ручной сварки. Сварка будет более однородной и без несоответствий. Как правило, размер валика сварного шва за один проход при дуговой сварке под флюсом намного больше, чем при любом другом процессе дуговой сварки. Подвод тепла выше, а скорость охлаждения медленнее. По этой причине газам предоставляется больше времени для выхода. Кроме того, поскольку шлак под флюсом имеет меньшую плотность, чем металл сварного шва, он будет всплывать к верхней части сварного шва. Единообразие и согласованность являются преимуществами этого процесса при автоматическом применении.

При использовании полуавтоматического метода нанесения могут возникнуть некоторые проблемы. Электродная проволока может искривляться на выходе из сопла сварочного пистолета. Эта кривизна может привести к тому, что дуга загорится в неожиданном для сварщика месте. При сварке достаточно глубоких канавок искривление может привести к тому, что дуга будет направлена к одной стороне сварного шва, а не к его корню. Это приведет к неполному срастанию корней. Флюс будет задерживаться в корне сварного шва. Другая проблема с полуавтоматической сваркой заключается в том, что необходимо полностью заполнить разделку под сварку или сохранить точный размер, поскольку сварной шов скрыт и его нельзя наблюдать во время его выполнения. Для этого требуется сделать дополнительный проход. В некоторых случаях наплавляется слишком много сварного шва. Изменения в раскрытии корня влияют на скорость движения. Если скорость перемещения одинаковая, сварной шов может быть недозаполненным или переполненным в разных областях. Высокая квалификация оператора решит эту проблему.

Существует еще одна проблема качества, связанная с чрезвычайно большими наплавками за один проход. Когда эти большие сварные швы затвердевают, примеси в расплавленном основном металле и в металле сварного шва собираются в последней точке, чтобы замерзнуть, которая является центральной линией сварного шва. Если в этой точке имеется достаточное сдерживание и собирается достаточное количество примесей, может произойти растрескивание по центральной линии. Это может произойти при выполнении больших однопроходных плоских угловых швов, если пластины основного металла расположены под углом 45º к плоскости. Простое решение состоит в том, чтобы не размещать детали под истинным углом 45º. Его следует изменять примерно на 10º, чтобы корень шва не находился на одной линии с центральной линией углового шва. Другое решение состоит в том, чтобы сделать несколько проходов, а не пытаться сделать большой сварной шов за один проход.

Другая проблема качества связана с твердостью наплавленного металла. Чрезмерно твердые наплавки способствуют растрескиванию сварного шва во время изготовления или во время эксплуатации. Рекомендуется максимальный уровень твердости 225 по Бринеллю. Причиной твердого сварного шва углеродистых и низколегированных сталей является слишком быстрое охлаждение, неадекватная послесварочная обработка или чрезмерное налипание сплава в металле шва. Чрезмерное налипание сплава происходит из-за выбора электрода, содержащего слишком много сплава, выбора флюса, который вводит слишком много сплава в сварной шов, или использования чрезмерно высоких сварочных напряжений.

При автоматической и машинной сварке дефекты могут возникать в начале или в конце сварного шва. Наилучшее решение — использовать выступы на выходе, чтобы пуски и остановки находились на выступах, а не на изделии.

Графики сварки

Процесс дуговой сварки под флюсом, применяемый машинным или полностью автоматическим способом, должен выполняться в соответствии с графиками процедур сварки. Все сварные швы, выполненные по этой методике, должны пройти аттестацию, испытания при условии, что выбраны правильные электрод и флюс. Если графики отличаются более чем на 10 процентов, необходимо провести квалификационные испытания для определения качества сварки.

Сварочные параметры

Сварочные параметры для дуговой сварки под флюсом аналогичны другим процессам дуговой сварки, за некоторыми исключениями.

При дуговой сварке под флюсом тип электрода и тип флюса обычно зависят от механических свойств, требуемых сварным швом. Размер электрода зависит от размера сварного шва и силы тока, рекомендуемой для конкретного шва. Это также необходимо учитывать при определении количества проходов или валиков для конкретного соединения. Сварные швы для одного и того же размера соединения могут быть выполнены за несколько или несколько проходов, в зависимости от желаемой металлургии металла шва. Многократные проходы обычно наплавляют металл более высокого качества. Полярность устанавливается изначально и зависит от того, требуется ли максимальное проникновение или максимальная скорость осаждения.

Основные переменные, влияющие на сварку, включают подводимое тепло и включают сварочный ток, напряжение дуги и скорость перемещения. Сварочный ток является наиболее важным. Для однопроходных сварных швов ток должен быть достаточным для желаемого провара без прожогов. Чем выше ток, тем глубже проникновение. При многопроходной работе сила тока должна соответствовать размеру сварного шва, ожидаемому за каждый проход. Сварочный ток следует выбирать в зависимости от размера электрода. Чем выше сварочный ток, тем выше скорость плавления (скорость наплавки).

Напряжение дуги изменяется в более узких пределах, чем сварочный ток. Это влияет на ширину и форму валика. Более высокое напряжение сделает валик более широким и плоским. Следует избегать чрезмерно высокого напряжения дуги, так как это может привести к растрескиванию. Это связано с тем, что расплавляется аномальное количество флюса, и избыточные раскислители могут переноситься на наплавленный металл, снижая его пластичность. Более высокое напряжение дуги также увеличивает количество потребляемого флюса. Низкое напряжение дуги создает более жесткую дугу, что улучшает проплавление, особенно на дне глубоких канавок. Если напряжение слишком низкое, получится очень узкий валик. Он будет иметь высокий венец и шлак будет трудно удалить.

Скорость перемещения влияет как на ширину валика, так и на проникновение. При более высоких скоростях перемещения получаются более узкие валики с меньшим проникновением. Это может быть преимуществом при сварке листового металла, где требуются небольшие валики и минимальный провар. Однако при слишком высоких скоростях возникает тенденция к подрезу и пористости, поскольку сварной шов быстрее замерзает. Если скорость перемещения слишком мала, электрод слишком долго остается в сварочной ванне. Это создает неправильную форму валика и может вызвать чрезмерное разбрызгивание и вспышку через слой флюса.

Вторичные переменные включают угол наклона электрода к изделию, угол самого изделия, толщину слоя флюса и расстояние между токосъемным наконечником и дугой. Этот последний фактор, называемый «вылетом электрода», оказывает значительное влияние на сварной шов. Обычно расстояние между контактным наконечником и изделием составляет от 1 до 1-1/2 дюйма (от 25 до 38 мм). Если вылет превышает эту величину, это вызовет предварительный нагрев электродной проволоки, что значительно увеличит скорость наплавки. По мере увеличения вылета проникновение в основной металл уменьшается. Этому фактору следует уделить серьезное внимание, поскольку в некоторых ситуациях требуется проникновение.

Необходимо также учитывать глубину слоя флюса. Если он слишком тонкий, будет слишком много дуги через флюс или вспышка дуги. Это также может вызвать пористость. Если глубина флюса слишком велика, сварной шов может быть узким и горбатым. Слишком большое количество мелких частиц во флюсе может вызвать точечную коррозию поверхности, поскольку газы, образующиеся в сварном шве, могут не выйти наружу. Их иногда называют отметинами на поверхности борта.

Советы по использованию процесса

Одним из основных применений дуговой сварки под флюсом является кольцевая сварка, при которой детали вращаются под неподвижной головкой. Эти сварные швы могут выполняться по внутреннему или внешнему диаметру. При дуговой сварке под флюсом образуется большая расплавленная сварочная ванна и расплавленный шлак, который имеет тенденцию течь. Это диктует, что на внешних диаметрах электрод должен быть расположен перед крайней вершиной или в положении на 12 часов, чтобы металл сварного шва начал затвердевать до того, как он начнет наклон вниз. Это становится более серьезной проблемой, поскольку диаметр свариваемой детали становится меньше. Неправильное положение электрода увеличивает вероятность захвата шлака или плохого качества поверхности сварного шва. Угол наклона электрода также следует изменить и направить в направлении движения вращающейся части. Когда сварка выполняется по внутренней окружности, электрод должен быть наклонен так, чтобы он находился впереди нижнего центра или в положении на 6 часов.

Иногда свариваемая деталь имеет наклон вниз или вверх, чтобы обеспечить различные типы контуров сварного шва. Если работа расположена под уклоном, буртик будет иметь меньшее проникновение и будет шире. Если сварной шов наклонен вверх, валик будет иметь более глубокое проплавление и будет более узким. Это основано на том, что все остальные факторы остаются неизменными.

Сварной шов будет отличаться в зависимости от угла наклона электрода по отношению к заготовке, когда заготовка ровная. Это угол перемещения, который может быть углом сопротивления или толкания. Это оказывает определенное влияние на контур валика и проплавление металла шва.

Односторонняя сварка с полным проплавлением корня может быть получена с помощью дуговой сварки под флюсом. Когда сварное соединение спроектировано с узким корневым отверстием и достаточно большой поверхностью приварки, следует использовать большой ток и положительный электрод. Если шов спроектирован с отверстием в корне и минимальной поверхностью впадины, необходимо использовать подкладочный стержень, так как нет ничего, что могло бы поддерживать расплавленный металл сварного шва. Расплавленный флюс очень жидкий и проходит через узкие отверстия. Если это произойдет, металл шва будет следовать за ним, и сварной шов прогорит соединение. Опорные стержни необходимы всякий раз, когда есть корневое отверстие и минимальная поверхность корня.

Медные опорные стержни полезны при сварке тонкой стали. Без подкладных стержней сварной шов имел бы тенденцию проплавляться, и металл шва отходил бы от соединения. Опорный стержень удерживает наплавленный металл до его затвердевания. Медные опорные стержни могут охлаждаться водой, чтобы избежать возможности плавления и осаждения меди в металле сварного шва. Для более толстых материалов подложкой может быть флюс для дуговой сварки под флюсом или флюс другого специального типа.

Вариации процесса SAW

Существует большое количество вариаций процесса, которые придают дуговой сварке под флюсом дополнительные возможности. Некоторые из наиболее популярных вариантов:

Двухпроводные системы — тот же источник питания.
Двухпроводные системы – отдельный источник питания.
Трехпроводные системы – отдельный источник питания.
Ленточный электрод для наплавки.
Добавки железного порошка к флюсу.
Сварка с длинным вылетом.
Электрически «холодная» присадочная проволока.

Многопроволочные системы

Многопроволочные системы обладают преимуществами, поскольку скорость наплавки и скорость перемещения могут быть улучшены за счет использования большего количества электродов. На рис. 10-68 показаны два метода использования двух электродов: один с одним источником питания и один с двумя источниками питания. При использовании одного источника питания одни и те же приводные ролики используются для подачи обоих электродов в сварной шов. При использовании двух источников питания необходимо использовать отдельные механизмы подачи проволоки, чтобы обеспечить электрическую изоляцию между двумя электродами. С двумя электродами и раздельным питанием можно использовать разные полярности на двух электродах или использовать переменный ток на одном и постоянный ток на другом. Электроды можно расположить рядом. Это называется поперечным положением электрода. Они также могут быть размещены один перед другим в положении тандемного электрода.

Двухпроводной тандем

Двухпроводной тандемный электрод с отдельными источниками питания используется там, где требуется глубокое проникновение. Ведущий электрод положительный, задний электрод отрицательный. Первый электрод создает копающее действие, а второй электрод заполняет сварной шов. Когда две дуги постоянного тока находятся в непосредственной близости друг от друга, существует тенденция к интерференции дуг между ними. В некоторых случаях второй электрод подключают к переменному току, чтобы избежать взаимодействия с дугой.

Трехпроводная тандемная система

Трехпроводная тандемная система обычно использует питание переменного тока на всех трех электродах, подключенных к трехфазным системам питания. Эти системы используются для изготовления скоростных продольных швов труб большого диаметра и сборных балок. Чрезвычайно высокие токи могут использоваться с соответственно высокими скоростями перемещения и скоростью осаждения.

Система сварки полос

Система сварки полос используется для наплавки мягких и легированных сталей, обычно на нержавеющую сталь. Получается широкий валик с равномерным и минимальным проникновением. Этот вариант процесса показан на рис. 10-69.. Он используется для наплавки внутренней части сосудов для обеспечения коррозионной стойкости нержавеющей стали при использовании прочности и экономичности низколегированных сталей для толщины стенки. Требуется устройство подачи ленточных электродов, и обычно используется специальный флюс. Когда ширина полосы превышает 2 дюйма (51 мм), используется магнитно-дуговое колебательное устройство, обеспечивающее равномерное прожигание полосы и равномерное проплавление.

Другие варианты

Другой способ увеличения скорости наплавки при дуговой сварке под флюсом заключается в добавлении компонентов на основе железа в соединение под флюсом. Железо в этом материале расплавится под действием тепла дуги и станет частью наплавленного металла. Это увеличивает скорость наплавки без ухудшения свойств металла шва. Металлические добавки также могут использоваться для специальных наплавок. Этот вариант можно использовать с однопроводными или многопроводными установками.

Другим вариантом является использование электрически «холодной» присадочной проволоки, подаваемой в область дуги. «Холодный» присадочный стержень может быть цельным или порошковым для добавления в металл шва специальных сплавов. Регулируя добавление соответствующего материала, можно улучшить свойства наплавленного металла. Можно использовать в качестве электрода порошковую проволоку или в качестве одного из нескольких электродов ввести специальные сплавы в наплавленный металл. Каждый из этих вариантов требует специального проектирования, чтобы гарантировать добавление надлежащего материала для обеспечения желаемых свойств отложений.

Типичные области применения

Процесс дуговой сварки под флюсом широко используется при производстве большинства изделий из тяжелой стали. К ним относятся сосуды под давлением, котлы, резервуары, ядерные реакторы, химические сосуды и т. Д. Другое применение - изготовление ферм и балок. Используется для приваривания фланцев к стенке. Промышленность тяжелого оборудования является основным потребителем дуговой сварки под флюсом.

Используемые материалы

При дуговой сварке под флюсом используются два материала: сварочный флюс и плавящаяся электродная проволока.

Флюс для дуговой сварки под флюсом защищает дугу и расплавленный металл шва от вредного воздействия атмосферного кислорода и азота. Флюс содержит раскислители и поглотители, которые помогают удалять примеси из расплавленного металла сварного шва. Флюс также позволяет вводить сплавы в металл сварного шва. Когда этот расплавленный флюс охлаждается до стеклообразного шлака, он образует покрытие, защищающее поверхность сварного шва. Нерасплавленная часть флюса не меняет своей формы и не влияет на его свойства, поэтому ее можно восстановить и использовать повторно. Флюс, который плавится и образует шлаковое покрытие, необходимо удалить с валика сварного шва. Это легко сделать после того, как шов остынет. Во многих случаях шлак будет отслаиваться без особых усилий для удаления. В сварных швах с разделкой кромок затвердевший шлак, возможно, придется удалять отбойным молотком сварщика.

Флюсы предназначены для конкретных применений и для определенных типов наплавленных материалов. Флюсы для подводной дуги бывают разных размеров. Многие флюсы не имеют маркировки по размеру частиц, потому что размер разработан и произведен для предполагаемого применения.

Спецификации для флюсов для сварки под флюсом, используемых в Северной Америке, отсутствуют. Однако метод классификации флюсов основан на наплавленном металле сварного шва, полученном с помощью различных комбинаций электродов и запатентованных флюсов для дуги под флюсом. Это предусмотрено стандартом Американского общества сварщиков. Электроды и флюсы из углеродистой стали без покрытия для дуговой сварки под флюсом.