11.5.2. Технология автоматической сварки под флюсом

Общие требования к подготовке металла.

Большая глубина проплавления металла при сварке под флюсом позволяет сваривать детали без разделки кромок толщиной 2-20 мм «на весу» и 2-50мм на флюсовой подушке. Однако при значительной толщине металла во избежание большого усиления и для получения удовлетворительной формы шва производят разделку кромок механическим способом или кислородной резкой.

При сварке металла толщиной менее 6 мм и при зазорах более 1-2 мм при больших толщинах во избежание прожогов необходимо применение уплотняющих устройств.

Во избежание появления пористости и других дефектов в швах кромки и поверхность металла в зоне сварки должны очищаться от влаги, ржавчины, масляных и других загрязнений.

Для вывода начальных и конечных участков шва при автоматической сварке под флюсом на концах соединений ставятся дополнительные (выводные) планки длиной не менее 30 мм (рис. 11.10).

Прихватки l_ш=50-80 мм с шагом а=500 мм выполняются качественными электродами.

Сварка стыковых соединений.

Автоматическая сварка под флюсом встык производится без разделки кромок или с V –, U – и Х – образными разделками кромок как с одной так и с двух сторон (см. ГОСТ 8713-79*).

Во избежание прожогов и для получения соответствующего качества швов односторонняя автоматическая сварка стыковых соединений выполняется: на флюсовой подушке (рис. 11.24, а-в), медной (рис.11.24,г) или стальной подкладкой (рис. 11.24,д) и по ручной подварке. (рис. 11.24, е).

а	б	в
г	д	е

Рис. 11.24. Подготовка и положение кромок при односторонней автоматической сварке

1 – изделие; 2 – флюс; 3 – медная подкладка; 4 – стальная подкладка; 5 – прихваточный шов;

6 – валик подварочного шва

При сварке на флюсовой подушке листы собирают с зазором 2-6 мм, обеспечивая полное прилегание слоя флюса по всей длине стыка.

Типы флюсовых подушек даны на рис. 11.25.

Для сварки продольных швов цилиндрических изделий применяют простейшую подушку в виде швеллера заполненного флюсом (рис. 11.25а).

Для сварки плоских листов применяют флюсовые подушки с пневматическим поджатием флюса (рис. 11.25, б).

Сварку кольцевых швов цилиндрических сосудов выполняют на ременной или дисковой подвижной флюсовой подушке (рис. 11.25,в). Лента имеет ширину 150-200 мм, толщину 8-10 мм и борт 10-15 мм для удержания флюса.

Дисковые флюсовые подушки выполняют с балансирным или пневматическим поджатием (рис. 11.25, г). При движении изделия диск вращается вокруг своей оси, все время поджимая флюс к шву.

При сварке на медной подкладке (рис. 11.24, г) используют медные полосы шириной в=40-80м, t=10-15 мм с продольной канавкой для лучшего формирования шва с обратной стороны. Подкладку поджимают к свариваемому изделию зажимами (струбцинами).

а	б
в	г

Рис. 11.25. Типы флюсовых подушек: а – швеллер; б – с пневматическим поджатием флюса; в – ременная подвижная; г – дисковая

1 – флюс; 2 – швеллер; 3 – изделие; 4 – электрод; 5 – огнестойкая прокладка; 6 – пневматический шланг; 7 – гибкая лента; 8 – бункер; 9 – тележка; 10 – поджимные пружины; 11 – пневмоцилиндр; 12 – ось вращения диска; 13 – стальной диск; 14 – ложемент; 15 – флюсовая камера; 16 – опорный элемент

Сварку производят также с применением флюсо-медной подкладки, засыпая в полость зазора 2-3 мм флюс мелкой фракции, который защищает шов с обратной стороны от окисления.

При сварке применяют также стальные остающиеся подкладки (рис. 11.24, д) из полосы шириной в=15-50мм, t=3-6мм, плотно подгоняя и прикрепляя с обратной стороны прихваточными швами. В процессе сварки подкладка должна частично проплавляться для обеспечения провара корня шва.

При автоматической сварке по ручной предварительной подварке (рис.11.24,е) толщина валика подварки должна быть не менее 6 мм во избежание прожогов.

Для выполнения ответственных стыковых соединений основным способом является двусторонняя автоматическая сварка для обеспечения провара на всю толщину.

При толщине металла до 10мм сварку производят без разделки кромок. При толщине более 10мм производят разделку кромок – V- или Х- образную (рис.11.26).

а	б

Рис.11.26. Подготовка кромок при двусторонней автоматической сварке

При сборке деталей с зазором до 1мм (рис. 11.26,а) можно выполнять небольшую разделку и производить сварку без уплотняющих устройств – «на весу».

Для предотвращения прожогов первый слой выполняют на пониженной силе тока.

Если трудно обеспечить зазор менее 1мм при выполнении первого слоя, применяют:

а) флюсовые подушки или флюсово-медные подкладки;

б) предварительную ручную подварку.

При ручной газовой резке кромок и зазорах более 1мм применяют ручную заварку «беглам» швом (рис.11.26,б), при этом исключаются прожоги.

Сварка тавровых и угловых соединений.

Сварка тавровых и угловых соединений в зависимости от толщины металла и требований к прочности соединений выполняется: без разделки кромок (рис. 11.27,а), с односторонней разделкой кромок (рис.11.27,б) и с двухсторонней симметричной или несимметричной разделками (рис. 11.27в,г).

а	б	в	г

Рис. 11.27. Подготовка кромок тавровых соединений для автоматической сварки

Сварку тавровых и угловых соединений производят вертикальным электродом при положении «в лодочку» (рис. 11.28,а) или наклонным электродом при положении не «в лодочку» (рис. 11.28,б).

Преимущества первого способа заключаются в хорошем проваре обеих кромок и возможности выполнения шва большого катета за один проход.

При сварке тавровых соединений «в лодочку» с повышенными зазорами используют следующие способы уплотнения (рис. 11.29): сварка на флюсовой подушке (а), сварка на медной съемной подкладке (б), сварка с асбестовым уплотнением (в), сварка с асбестовой пастой, забиваемой в зазоры с обратной стороны шва (г), и сварка по предварительной ручной подварке (д).

а	б

Рис. 11.28.Сварка угловых швов тавровых соединений

а	б		в
г		д

Рис. 11.29. Способы уплотнения зазоров при сварке под флюсом угловых соединений

1 – флюсовая подушка; 2 – медная подкладка; 3 – труба с асбестовым шнуром; 4 – асбестовая забивка; 5 – подварочный шов; 6 – мелкий флюс

При сварке не «в лодочку» изделия не кантуют, но при катетах более 10 мм требуется менее производительная многослойная сварка.

При этом угол наклона электродной проволоки должен быть в пределах 20-45º и проволока диаметром 2мм.

Сварка нахлесточных соединений

Автоматическая сварка таких соединений выполняется при горизонтальном или вертикальном положении элементов, как вертикальным так и наклонными электродами. (рис. 11.30).

а	в	Г
б

Рис. 11.30. Сварка нахлёсточных соединений

1,2 – свариваемые детали; 3 – сварной шов; 4 – электродная проволока

Наилучшие результаты, особенно высокая плотность металла шва, получаются при сварке электродом под углом 45º – 60º и смещении его от кромки на 0,5 d_э (рис.11.30а).

Большая глубина проплавления позволяет вести сварку нахлесточных соединений вертикальным электродом с оплавлением кромки верхнего листа (рис.11.30в) при толщине его до 8 мм или прорезными швами (рис. 11.30, г) при толщине до 6 мм.

Автоматическая сварка порошковой проволокой.

При таком способе сварки в качестве основного сварочного материала используется порошковая проволока. Сварка ведется как с дополнительной защитой углекислым газом так и без него – при использовании самозащитной порошковой проволоки.

Сварка производится в нижнем, вертикальном и горизонтальном положениях шва. Сварка в нижнем положении проводится как обычно – со свободным формированием шва; сварка в горизонтальном положении – с полупринудительным формированием шва; в вертикальном – с принудительным формированием шва.

Многодуговая сварка.

При автоматической сварке возможно одновременно использовать 2-4 дуги.

Двухдуговая сварка может выполняться с размещением электродов поперек (рис.11.31а) или вдоль шва (рис. 11.31,б). В первом случае отсутствуют прожоги при увеличенных зазорах; во - втором – увеличивается глубина проплавления.

При необходимости переплавки металла шва сварку ведут двумя раздвинутыми электродами (рис.11.31,в). Для регулировки формы шва один электрод ставят вертикально, другой - наклонно (рис.11.31,г) или помещают между дугами присадочную проволоку (рис. 11.31,д). В этом случае лучше используется тепло дуг и повышается коэффициент наплавки

Повышения производительности двухдуговой сварки под флюсом можно достичь поперечным колебанием электродом. Этим также уменьшается вероятность появления дефектов швов-пор, шлаковых включений, подрезов, непроваров, кристаллизационных трещин.

а	б		в
г		д

Рис. 11.31. Схемы многодуговой сварки под флюсом

1 – электрод; 2 – сварочная дуга; 3 – сварочная ванна (общая); 4 – раздельные ванны; 5 – присадочная проволока.