Восстановление деталей сваркой и наплавкой

Уменьшение  длины дуги вызывает увеличение сварочного тока и скорости плавления. В этом случае используют источники питания с жёсткой вольтамперной характеристикой.

В сварочных  головках с автоматическим регулятором  напряжения на дуге нарушение длины  дугового промежутка вызывает такое  изменение скорости подачи электродной  проволоки (воздействуя на электродвигатель постоянного тока), при котором  восстанавливается заданное напряжение на дуге. При этом используют аппараты с падающей вольтамперной характеристикой.

Аппараты  этих двух типов отличаются и настройкой на заданный режим основных параметров: сварочного тока и напряжения на дуге. На аппаратах с постоянной скоростью подачи заданное значение сварочного тока настраивают подбором соответствующего значения скорости подачи электродной проволоки. Напряжение на дуге настраивают изменением крутизны внешней характеристики источника питания.

Необходимую скорость подачи электродной проволоки  устанавливают или сменными зубчатыми  шестернями (ступенчатое регулирование), или изменением числа оборотов двигателя  постоянного тока (плавное регулирование). Для расширения пределов регулирования скорости подачи в последнее время - часто используют плавно-ступенчатое регулирование (двигатель постоянного тока и редуктор со сменными шестернями).

На аппаратах  с автоматическим регулятором напряжение на дуге задается и автоматически  поддерживается постоянным во время  сварки.

Заданное  значение сварочного тока настраивают  изменением крутизны внешней характеристики источника питания.

Настройка других параметров режима сварки (скорости сварки, вылета электрода, вы соты слоя флюса и др.) аналогична для аппаратов  обоих типов и определяется конструктивными  особенностями конкретного аппарата. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4.Материалы  для наплавки под  флюсом

     Электродная проволока. Правильный выбор марки электродной проволоки для сварки - один из главных элементов разработки технологии механизированной сварки под флюсом. Химический состав электродной проволоки определяет состав металла шва и, следовательно, его механические свойства.

     Для сварки сталей предназначена проволока  по ГОСТ 2246—70 Проволока стальная сварочная». В соответствии с этим ГОСТом выпускают низкоуглеродистую, легированную и высоколегированную проволоку диаметром 0,3; 0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0 мм. Проволока поставляется в бухтах массой до 80 кг. На каждой бухте крепят металлическую бирку с указанием завода-изготовителя, условного обозначения проволоки, номера партии и клейма технического контроля. По соглашению сторон проволоку могут поставлять намотанной на катушки или кассеты. Транспортировать и хранить про волоку следует в условиях, исключающих ее ржавление, загрязнение и механическое повреждение. Если же поверхность проволоки загрязнена или покрыта ржавчиной, то перед употреблением ее необходимо очистить. Проволоку очищают при намотке ее на кассеты в специальных станках, используя наждачные круги. Для удаления масел используют керосин, уайт-спирит, бензин и др. Для устранения влаги применяют термическую обработку: прокалку при температуре 100 - 150 °С. ЦНИИТМАШ рекомендует обрабатывать проволоку в 20%-ном растворе серной кислоты с последующей прокалкой при температуре 250 °С 2 - 2,5 ч. Необходимость в обработке электродной проволоки перед сваркой отпадает, если использовать омедненную проволоку .Для механизированной сварки под флюсом и по флюсу алюминия и его сплавов используют сварочную проволоку, выпускаемую по ГОСТ 7871-75 «Проволока сварочная из алюминия и алюминиевых сплавов». ГОСТ 16130-72 «Проволока и прутки из меди и сплавов на медной основе сварочные» предъявляет требования к проволоке для сварки меди и ее сплавов. Подготовка этих проволок к сварке во многом определяет качество сварного соединения. Как правило, подготовка этих проволок к сварке такая же, как и основного металла. Наилучшие результаты обеспечивает химическая обработка или электролитическое полирование.

     Сварочные флюсы. Сварочный флюс - один из важнейших элементов, определяющих качество металла шва и условия протекания процесса сварки. От состава флюса зависят составы жидкого шлака и газовой атмосферы. Взаимодействие шлака с металлом обусловливает определенный химический состав металла шва. От состава металла шва зависят его структура, стойкость против образования трещин. Состав газовой атмосферы обусловливает устойчивость горения дуги, стойкость против появления пор и количество выделяемых при сварке вредных газов.

     Функции флюсов. Флюсы выполняют следующие  функции: физическую изоляцию сварочной  ванны от атмосферы, стабилизацию дугового разряда, химическое взаимодействие с  жидким металлом, легирование металла  шва, формирование поверхности шва.

     Лучшая  изолирующая способность - у флюсов с плотным строением частиц мелкой грануляции. Однако при плотной укладке частиц флюса ухудшается формирование поверхности шва. Достаточно эффективная защита сварочной ванны от атмосферного воздействия обеспечивается при определенной толщине слоя флюса. 
 
 
 
 
 
 
 

     5.Технология  наплавки под флюсом 

     При сварке и наплавке  под флюсом сварочная дуга между концом электрода и изделием горит под слоем сыпучего вещества, называемого флюсом.

     Флюс  насыпается слоем толщиной 50-60 мм; дуга утоплена в массе флюса и горит  в жидкой среде расплавленного флюса, в газовом пузыре, образуемом газами и парами, непрерывно создаваемыми дугой. При среднем насыпном весе флюса около 1,5 г/см9 статическое давление слоя флюса на жидкий металл составляет 7-9 г/см2. Этого незначительного давления, как показывает опыт, достаточно, чтобы устранить нежелательные механические воздействия дуги на ванну жидкого металла, разбрызгивание жидкого металла и нарушение формирования шва даже при очень больших токах.

     В то время как при открытой дуге механическое воздействие цуги на ванну  жидкого металла делает практически  невозможной сварку при силе тока выше 500-600 а вследствие разбрызгивания металла и нарушения правильного  формирования шва, погружение дуги во флюс дало возможность увеличить  применяемые токи в среднем до 1000-2000 а и максимально до 3000-4000 п. Таким образом, появилась возможность  при сварке под флюсом повысить сварочный  ток в 6-8 раз по сравнению с  открытой дугой с сохранением  высокого качества сварки и отличного  формирования шва. Производительность сварки при этом растет значительно быстрее увеличения тока, меняется самый характер образования шва.

     Маломощная  открытая дуга лишь незначительно расплавляет  кромки шва, который образуется главным  образом за счет расплавленного электродного металла, заполняющего разделку кромок. Мощная закрытая дуга под флюсом глубоко расплавляет основной металл, позволяет уменьшить разделку кромок под сварку, а часто и совсем обойтись без разделки. Снижается доля участия электродного металла в образовании шва; в среднем наплавленный металл образуется на 2/3 за счет расплавления основного металла и лишь на 3 за счет электродного металла. Производительность сварки, определяемая числом метров шва за час горения дуги, при сварке под флюсом значительно выше (до 10 раз), чем при сварке открытой дугой на одинаковых сварочных токах. Таким образом, производительность сварки под флюсом возрастает как за счет увеличения сварочного тока, так и за счет лучшего его использования.

     Возможность резкого увеличения силы сварочного тока составляет главное, неоценимое преимущество сварки под флюсом. Заключение дуги в газовый пузырь со стенками из жидкого флюса практически сводит к нулю потери металла на угар и разбрызгивание, суммарная величина которых не превышает 2% веса расплавленного электродного металла. Сварные швы получаются равномерного и очень высокого качества. Отсутствие потерь на угар и разбрызгивание, и уменьшение доли электродного металла в образовании шва позволяют весьма значительно экономить расход электродной проволоки. Лучшее использование тока заметно экономит расход электроэнергии. Так как дуга горит невидимо под толстым слоем флюса, не требуется защиты глаз работающих.

     Применение  для сварки и наплавки под флюсом дуговых автоматов особых осложнений не вызывает, дуга под флюсом обычно устойчивее открытой дуги. Переход на сварку под флюсом потребовал лишь увеличения сварочных токов и соответственного увеличения размеров и усиления конструкции автоматов. Сварка под флюсом в большинстве случаев ведется на токе высоких плотностей, поэтому широко применяются автоматы с постоянной скоростью подачи электродной проволоки.

     В то время как при открытой дуге механическое воздействие дуги на ванну  жидкого металла делает практически  невозможной сварку при силах  тока выше 400—500 а вследствие разбрызгивания металла и нарушения правильного  формирования шва, погружение дуги во флюс дало возможность в среднем  увеличить применяемые токи до 1000—2000 а и максимально до 3000—4000 а.

     Таким образом, появилась возможность  повысить сварочный ток в 6—8 раз по сравнению с открытой дугой, сохраняя высокое качество сварки и отличное формирование шва. Производительность сварки при этом растёт значительно быстрее увеличения тока, меняется самый характер образования шва.

     Маломощная  открытая дуга лишь незначительно расплавляет  кромки шва, который образуется главным  образом за счёт расплавленного электродного металла, заполняющего разделку кромок. Мощная закрытая дуга под флюсом глубоко расплавляет основной металл, позволяет уменьшить разделку кромок под сварку, а часто и совсем обойтись без разделки. Снижается доля участия электродного металла в образовании шва, в среднем наплавленный металл образуется на 2/з за счёт расплавления основного металла и лишь на 7з за счёт электродного металла. Производительность сварки, определяемая числом метров шва за час горения дуги для сварки под флюсом, значительно выше, чем для открытой дуги при одинаковых сварочных токах. Таким образом, при сварке под флюсом производительность возрастает как за счёт увеличения сварочного тока, так и за счёт лучшего его использования. Наблюдается повышение производительности, отнесённое ко времени горения дуги, до 10—20 раз, против сварки открытой дугой.

     Возможность резкого увеличения силы сварочного тока составляет главное, неоценимое преимущество сварки под флюсом. Заключение дуги в газовый пузырь со стенками из жидкого флюса практически сводит к нулю потери металла на угар и разбрызгивание, суммарная величина которых не превышает 2% от веса расплавленного электродного металла. Сварные швы получаются равномерного и очень высокого качества. Отсутствие потерь на угар и разбрызгивание и уменьшение доли электродного металла в образовании шва даёт весьма значительную экономию в расходе электродной проволоки. Лучшее использование тока даёт заметную экономию расхода электроэнергии, кроме того, не требуется защиты глаз работающих, так как дуга горит невидимо под толстым слоем флюса. Уменьшается необходимость в специальной вентиляции помещения, так как обычные флюсы дают незначительное выделение газов и почти не образуют дыма. 

техника автоматической сварки под флюсом 

     Перед началом автоматической сварки и  наплавки под флюсом следует проверить  чистоту кромок и правильность их сборки и направления электрода  по оси шва. Металл повышенной толщины сваривают многопроходными швами с необходимым смещением электрода с оси шва. Перед наложением последующего шва поверхность предыдущего тщательно зачищают от шлака и осматривают с целью выявления наличия в нем наружных дефектов. В начале автоматической сварки под флюсом, когда основной металл еще не прогрелся, глубина его проплавления уменьшена, в связи с чем эту часть шва обычно выводят на входную планку. По окончании сварки в месте кратера образуется ослабленный шов, поэтому процесс сварки заканчивают на выводной планке. Входную и выводную планки шириной до 150 мм и длиной (в зависимости от режима и толщины металла) до 250 мм закрепляют на прихватках до начала сварки. После сварки под флюсом планки удаляют.

     При автоматической сварке стыковых соединений под флюсом на весу, практически  сложно получить шов с проваром по всей длине стыка из-за вытекания  в зазор между кромками расплавленного металла и флюса и, как результат, — образования прожогов. Для предупреждения этого применяют различные приемы, способствующие формированию корня шва. Сварку односторонних швов можно выполнять по предварительной ручной подварке, если невозможна автоматическая сварка. Односторонняя сварка под флюсом на остающейся стальной подкладке возможна в тех случаях, когда допустимо ее применение с эксплуатационной точки зрения. 

Заключение 

     Создание  автоматической дугой сварки под  флюсом является крупнейшим достижением  современной сварочной техники. В ряде производств в настоящее время автоматическая сварка почти полностью вытеснила ручную сварку.

     Достоинства сварки под флюсом:

• − Повышенная производительность;
• − Минимальные потери электродного металла (не более 2%);
• − Отсутствие брызг;
• − Максимально надёжная защита зоны сварки;
• − Минимальная чувствительность к образованию оксидов;
• − Мелкочешуйчатая поверхность металла шва в связи с высокой стабильностью процесса горения дуги;
• − Не требуется защитных приспособлений от светового излучения, поскольку дуга горит под слоем флюса;
• − Низкая скорость охлаждения металла обеспечивает высокие показатели механических свойств металла шва;
• − Малые затраты на подготовку кадров;
• − Отсутствует влияния субъективного фактора.

     Недостатки  сварки под флюсом:

• − Трудозатраты с производством, хранением и подготовкой сварочных флюсов;
• − Трудности корректировки положения дуги относительно кромок свариваемого изделия;
• − Неблагоприятное воздействие на оператора;
• − Нет возможности выполнять сварку во всех пространственных положениях без специального оборудования.