О компанииПрайсыКак нас найтиОбратная связь



ПОИСК
Статьи
Книги
Видео





654000, г. Новокузнецк, ул. Ярославская, 21, тел. (3843) 52-88-45, 52-87-14, 8-905-904-99-11

up
Главная » Статьи » Сварка

Автоматическая сварка под флюсом

В работах ИЭС им. Е.О. Патона [Патон Е.О. Автоматическая сварка под флюсом. ИЭС им. Е.О. Патона. Машгиз, 1948.- 321 с. ;  Макара A.M. Автосварка под флюсом малоуглероди­стой стали больших толщин // Сб. тр. По автоматич. сварке под флюсом.- Киев: Издательство АН УССР, 1948.- С.129-152. ;   Патон  Б.Е. Технология электрической сварки. ИЭС АН УССР.- Машгиз, 1953.- 364 с. ;  Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением / Под ред. Б.Е. Патона.- М.: Машиностроение, 1974.- 767 с. ] указаны особен­ности процесса сварки под флюсом толстолистового металла, его трудности и недостатки:
  • качество основного металла ухудшается с увеличением его толщины, т.к. уменьшается обжатие металла при прокатке, уве­личивается неоднородность металла, повышается чувствитель­ность к хрупкому разрушению, снижаются механические свой­ства и однородность структуры;
  • при однопроходной сварке толстолистового металла образует­ся большая ванна жидкого металла, главным образом, за счет ее глубины. При узкой и глубокой ванне затрудняется выделение газов в шве легко образуются большие газовые полости. Под воздействием внутренних термических напряжений возможно образование трещин в средней части ванны;
  • вследствие слабого разогрева основного металла у поверхности листов кристаллизация сварочной ванны начинается не только от стенок, но и сверху. На поверхности жидкой ванны образует­ся тонкая корка металла, препятствующая выделению газов;
  •  однопроходные швы толстого металла отличаются повышен­ной чувствительностью к усадочным трещинам. Особенно склонны к образованию трещин так называемые О-образные швы, когда ширина шва в верхней части ванны меньше его ши­рины в средней части. Усадочные трещины преимущественно образуются в средней части металла шва и обычно не выходят на поверхность (рис. 1).


Рис.1. О-образная форма стыкового шва

Обычно толщина листов, свариваемых без разделки кро­мок ограничена 22 мм для двухсторонних швов и 10 мм для од­носторонних швов. Номинальный зазор по этому стандарту ог­раничен величиной 0...2 мм. Японские исследователи рекомен­дуют производить сварку без разделки кромок с установленным зазором для толщины листов до 19 мм [Таран А., Арикава М. Современное состояние автома­тической односторонней сварки.-Л. Судостроение, 1974.-26-29 с. ]. При большей тол­щине образуется крупнозернистая структура, в результате сни­жаются механические свойства металла шва. Шов, сваренный односторонней сваркой при большой толщине листов отличает­ся глубоким проплавлением при относительной малой ширине шва, что особенно заметно при сварке по гарантированному за­зору и малых углах разделки кромок.

Форма шва и, следова­тельно, направленность роста дендритов препятствует всплыванию неметаллических включений, скапливающихся в централь­ной части шва. Зональная ликвация при узкой форме провара появляется в виде небольшого обогащения серой по оси шва. В средней зоне шва появляется участок, обладающий пониженны­ми механическими свойствами. Измельчение структуры шва и уменьшение химической неоднородности достигается увеличе­нием скорости остывания металла шва, применением модифика­торов, различных наполнителей, возбуждением механических, ультразвуковых, электромагнитных колебаний в сварочной ван­не и других приемов. образуются в средней части металла шва и обычно не выходят на поверхность (рис. 1).

Возможности однопроходной сварки под флюсом без разделки кромок были исследованы еще в 40-х годах в ИЭС им. Е.О. Патона [ 47.         Патон Е.О. Скоростная автоматическая сварка под слоем флюса - М.-Л.: Машгиз, 1941.-108 с. ].

Изыскание путей дальнейшего увеличения толщины -ме­талла, свариваемого в один слой при использовании стандарт­ных источников питания (ток до 1200А) и нормальное формиро­вание шва, уже в течении длительного времени привлекает вни­мание исследователей и производственников [Островская С. А. Методы дуговой сварки однослойных стыковых швов одним электродом и их производительность // Автоматическая сварка 1978.-№12.-0.48-52. ]. Работы ведут­ся в направлении повышения проплавляющего эффекта дуги и более рационального использования достигнутых ранее резуль­татов. Островской С.А. был предложен технологический прием, позволивший довести толщину металла, свариваемого в один слой, до 36 мм [ 47.       Островская С.А. Сварка стыковых швов без разделки кромок с обязательным зазором // Автоматическая сварка.- 1950- №2.- С. 78-84. ]. Эта технология с некоторыми дополнениями была внедрена в производство [Юнгер С В., Поплавский П.А. Автоматическая сварка толстостенных заготовок с заданным зазором // Автоматическая сварка.-1952.- №2.- С. 75-81.; Уколов Г.А. Опыт автоматической сварки стыковых швов без разделки кромок с обязательным зазором // Автомати­ческая сварка 1953.- №3.- С. 41-45. ;  Донченко В.Ф. Применение бесскосной сварки при из­готовлении высоконапорных трубопроводов // Сварочное про­изводство 1957.-№9.-С.18-21. ]. Суть ее сводилась к то­му, что соединяемые кромки устанавливались с обязательным зазором, в котором размещалось от 40 до 80% наплавленного металла. На основании перечисленных работ, сварка со свобод­ным обязательным зазором была допущена в свое время ГОСТ 8713-58 для металла толщиной до 50 мм (с двух сторон).

Проведенные исследования в области односторонней ду­говой сварки под флюсом при заданной разделке выявили, что форма и размер разделки оказывают незначительное влияние на ширину и площадь проплавления основного металла. Основной металл проплавляется вглубь до тех пор, пока проплавление не достигнет величины, зависящей от мощности дуги [Островская С. А. Методы дуговой сварки однослойных стыковых швов одним электродом и их производительность // Автоматическая сварка 1978.-№12.-0.48-52. ;  Донченко В.Ф. Влияние зазора в стыке на размеры поперечного сечения стыкового шва при автоматической сварке под флюсом // Сварочное производство.-1964.- №9.- С.24-27.;  Мичино И., Акира О. Основные исследования по од­носторонней дуговой сварке // National Research Institute for Metals.- Tokyo, 1969.- 50 p. ].

Однако широкого применения в промышленности сварка без разделки кромок не нашла из-за того, что в бесскосных швах иногда образуются специфические дефекты - глубокие каналы, заполненные расплавленным флюсом [Касаткин Б.С. К вопросу образования дефектов при бесскосной сварке стыковых швов // Автоматическая сварка. - 1953 - №3.- С.55-62. ]. Механизм образо­вания этих дефектов до сих пор не совсем ясен [Донченко В.Ф. Промышленные испытания стыковых швов без разделки кромок // Автоматическая сварка - 1968- №10.-С.43-48. ].

Однослойная сварка под флюсом наиболее целесообраз­на для соединения металла толщиной 5-42 мм. Дальнейшее уве­личение толщины металла, свариваемого в один слой, ограничи­вается сложностью обеспечения нормального формирования шва большого сечения, а не отсутствием источников нагрева необходимой мощности. Плохое формирование шва проявляется в неравномерном бугристом очертании его поверхности, узком и глубоком проваре, способствующем снижению стойкости ме­талла шва против образования кристализационных трещин [Патон Б.Е., Лесков Г.И., Живага Л.И. Специфика обра­зования шва при электроннолучевой сварке // Автоматическая сварка 1976.-№3-С. 1-5. ], что подтверждается и нашими экспертами (рис. 2).


Рис. 2. Расположение кристаллизационной трещины в шве
при однопроходной сварке металла толщиной 40 мм, (х2).

Сварка односторонних швов с полным проваром металла и качественным формированием обратного валика представляет сложную, до сих пор не решенную до конца задачу.

Одним из перспективных направлений развития сварочного производства в различных отраслях машиностроения является внедрение автоматической сварки под флюсом с применением дополнительной присадки металла в виде порошка, стружки, крошки и рубленной проволоки [Цирков В.М. Сварка стыковых соединений без раздел­ки кромок (с металлическими присадками) // Сварочное произ­водство 1966.- №9.- С.28. ; Цыган Б.Г., Мироненко А.Ф., Демченко В.Г. и др. Ав­томатическая сварка толстолистовой стали с присадкой метал­лического порошка // Сварочное производство 1970.- №6.- С Л 4- 16. ,; Ивочкин И.И., Малышев В.Д. Сварка под флюсом с дополнительной присадкой.- М.: Стройиздат, 1981.-175 с.; Лебедев Б.Д., Цыган Б.Г. Сварка под флюсом с при­садочным металлом в виде рубленной проволоки // Автоматиче­ская сварка.-1983.- №6.- С.46-49. ; Повышение технологической прочности при сварке под флюсом за счет введения порошкообразного металла / Б.Ф. Якушин, И.И. Ивочкин, Ю.А. Чернов, О.П. Аленшин // Свароч­ное производство.-1974.- №11.- С.16-17. ]. Чаще всего в качестве присадочного материала используют рубленную сварочную проволоку диаметром 1,2...3 мм и длиной столбиков 1,5...2 мм [Лебедев Б.Д., Цыган Б.Г. Сварка под флюсом с при­садочным металлом в виде рубленной проволоки // Автоматиче­ская сварка.-1983.- №6.- С.46-49.]. В настоящее время известны различные технологические схемы введения в зону сварки присадки и образования сварного шва. Однако, наибольшее распространение получил способ сварки с предварительной засыпкой присадки в зазор между свариваемыми кромками или в разделку собранного узла.

Применение присадочного металла в виде порошка, или рубленной электродной проволоки позволяет повысить произво­дительность процесса в зависимости от толщины металла и типа применяемого соединения на 35...200 % по сравнению со свар­кой без присадки [Ивочкин И.И., Малышев В.Д. Сварка под флюсом с дополнительной присадкой.- М.: Стройиздат, 1981.-175 с.; Лебедев Б.Д., Цыган Б.Г. Сварка под флюсом с при­садочным металлом в виде рубленной проволоки // Автоматиче­ская сварка.-1983.- №6.- С.46-49. ]. Повышение производительности обусловлено более рациональным использованием тепла дуги, расходуемого на проплавление электродного присадочного ме­талла. Благодаря этому увеличивается масса металла, наплав­ленного в единицу времени [Близнец Н.А., Илюкович К.А. Перспективы примене­ния автоматической сварки под флюсом с использованием по­рошкового присадочного металла на заводах В/О "СоюзстальконструкцшГ // Сварочное производство. -1978. - №11.-С.46-48. ].

При сварке с обязательным зазором без разделки кромок металла толщиной до 50 мм применение присадки является на­дежным средством предотвращения образования шлаковых ка­налов [Цирков В.М. Сварка стыковых соединений без раздел­ки кромок (с металлическими присадками) // Сварочное произ­водство 1966.- №9.- С.28. ].

Кроме того, при сварке с присадкой повышается техно­логическая прочность углеродистых [Повышение технологической прочности при сварке под флюсом за счет введения порошкообразного металла / Б.Ф. Якушин, И.И. Ивочкин, Ю.А. Чернов, О.П. Аленшин // Свароч­ное производство.-1974.- №11.- С.16-17. ] и высоколегирован­ных хромоникелевых сталей [Цыган Б.Г., Емелин В.Ф. Технология сварки без скоса кромок толстолистовой стали типа 18-10 // Автоматическая сварка - 1971- №9.- С.37-39. ], а также пластичность и удар­ная вязкость зоны термического влияния высокопрочных сталей сваренных без предварительного нагрева [Цыган Б.Г., Емелин В.Ф. Технология сварки без скоса кромок толстолистовой стали типа 18-10 // Автоматическая сварка - 1971- №9.- С.37-39. ], уменьшается количество трещин в ЗТВ сплавов на железноникелевой основе [Лебедев Б.Д, Цыган Б.Г. Влияние металлической крошки на образование трещин в зоне термического влияния стали 0Х23Н28МЗДЗТ // Автоматическая сварка - 1976.- №4.- С.71-72.], улучшается качество соединений двухслойных сталей [Эффективность использования металлических приса­док при автоматической сварке двухслойных сталей / Б.Г. Цы­ган, Н.И. Камакин, А.А. Сычев, P.M. Лобковская // Сварочное производство. -1972-№3.- С. 16-18. ], снижаются остаточные напряжения и деформации [Технологическая прочность соединения, полученного при сварке под флюсом с порошковым присадочным металлом стали 16Г2АФ больших толщин / Б.Ф. Якушин, В Л. Тихонов, И.И. Ивочкин, К.А.Илюкович // Сварочное производство.- 1977.- №10.- С.4-7. ]. Применение порошкообразного присадочного металла (ППМ) обеспечивает более высокие значения производительно­сти наплавки G*, удельной производительности (коэффициентаая) и полного теплового КПД, по сравнению с другими способа­ми сварки (табл. 1) [Меркулов Б.А. Алгоритмы расчета на ЭВМ техноло­гических параметров режима автоматической сварки под флю­сом с дополнительной порошкообразной присадкой // Свароч­ное производство. - 1988.- №7 - С.40-42.].



Таблица 1 - Сравнение эффективности различных способов сварки под флюсом

При сварке низколегированных сталей больших толщин целесообразно использовать активированный присадочный ме­талл [Механизированная сварка кольцевых швов толсто­стенных сосудов / А.Е. Аснис, В.А. Богдановский, С.А. Фролов и др. // Автоматическая сварка.-1981.-№7.- С.51-53. ]. Однако, стоимость шва вследствие относительно высокой цены наполнителя и дополнительной операции по его засыпке в зазор повышается. Применение наполнителя обычного состава не дает возможности повысить линейную скорость сварки, увеличить максимальную толщину металла, свариваемого за один проход и снизить вероятность появления кристаллизационных трещин.

С целью более рационального использования тепла дуги и повышения технологической и эксплуатационной прочности сварных соединений, особенно высокопрочных сталей, приме­няют способ сварки с подачей в сварочную ванну горячей или холодной проволоки [Якушин В.Ф., Тихонов В.П., Соболев Я.А. Разработка технологических основ автоматической сварки с горячей при­садкой // Сварочное производство.-1982.- №1- С. 11-13.
].

Этот способ сварки позволяет оптимизировать условия кристаллизации, структуру металла шва и структурно- водородное состояние в зоне сплавления [Якушин Б.Ф., Павлов Н.В., Деев АЛ, Трошев Е.К. Особенности легирования шва при дуговой сварке через при­садку // Сварочное производство.- 1987 - №10.- С.39-41.].

При этом способе сварки дуга горит между плавящимся электродом и изделием под слоем флюса, а в расплав ванны вво­дят проволоку, подогреваемую до температур, близких к солидусу. Это обеспечивает ускоренное плавление большого количе­ства присадки, изменение химического состава металла шва и формирование так называемых ''двухслойных' швов. На пери­ферии таких швов необходимая концентрация элементов дости­гается легированием через электрод, а в центре - через присад­ку, что позволяет предотвратить как холодные трещины в зоне сплавления, так и горячие - в центре шва. Однако формирование "двухслойных" швов возможно лишь при определенных услови­ях, Одним из факторов, определяющим степень избирательного легирования средней зоны сечения шва через присадку, является отношение расстояния от электрода до присадки к длине сва­рочной ванны.




Категория: Сварка | Добавил: Виктор (20.06.2013)
Просмотров: 2312 | Теги: сварка под флюсом, сварка | Рейтинг: 0.0/0

Кирея © 2011. Разработка сайтов в Новокузнецке. 8-913-40-30-50-1, 8-904-572-40-43, www.kireya.ru

Сварочные материалы: сварочные электроды, сварочные прутки, сварочные флюсы, маски сварочные. Гвозди строительные.
Сварочные материалы: сварочные электроды, сварочные прутки, сварочные флюсы, маски сварочные. Гвозди строительные.
Качество продукции гарантировано ведущими российскими производителями: ОАО «ЛЭЗ», ОАО «ММК-МЕТИЗ», ЗАО «Электродсервис»,
ОАО «Спецэлектрод», ЗАО «ЭСАБ-СВЕЛ», ОАО
«СЭЗ», ОАО «ЗСМК» UTP, Castolin, Sabaros, ESAB, Lincoln Electric, Capilla, Askaynak ...

Используются технологии uCoz654000, г. Новокузнецк, ул. Ярославская, 21, тел. (3843) 52-88-45, 52-87-14, 8-905-904-99-11

Яндекс.Метрика
города Новокузнецк, Кемерово Бесплатные объявления Казахстана - Freeads.kz