Сварка под флюсом (SAW)

Сварка под флюсом (SAW) - это процесс сварки плавлением, при котором электродная проволока сплошного сечения подается в зону сварки, а флюс, который покрывает сварной шов и ванну, плавится, чем защищает зону сварки от атмосферы и легирует сварной шов, придавая ему определенных механические и химические свойства. По степени механизации этот способ сварки разделяют на автоматическую и полуавтоматическую сварку, а технология сварки под флюсом позволяет выполнять одностороннее или двустороннее сварки.

Автоматическую сварку под флюсом применяют при серийном производстве однотипных конструкций с длинными протяженными швами правильной формы. Подача электродной проволоки в сварочную ванну и перемещение дуги вдоль шва происходит автоматически, данную функцию может выполнять сварочный трактор, сварочная головка или сварочный автомат.

Полуавтоматическую сварку под флюсом целесообразно использовать при единичном производстве или при сварке коротких швов. При полуавтоматической сварке под флюсом, перемещение дуги вдоль сварного шва выполняется вручную сварщиком.

SAW сварка широко применяется при производстве трубопроводов и труб большого диаметра, тавровых и двутавровых балок, а также в судостроении, танкостроении, строительстве нефтяных и химических резервуаров.

Сварку под флюсом успешно используют при сварке металлоконструкции из углеродистых, низколегированных, нержавеющих сталей, жаропрочных и кислотостойких сплавов, титана, алюминия, меди и различных сплавов.

Суть процесса заключается в том, что дуга, которая горит между электродной проволокой и основным металлом, покрыта толстым слоем флюса. От температуры дуги флюс частично плавится, образуя газовую полость и жидкий шлак на поверхности сварочной ванны, защищая металл шва от воздуха. Также шлак создает дополнительную тепловую защиту и снижает тепловые потери дуги.

Флюс поступает в зону сварки по специальному патрубку из флюсового бункера под действием силы тяжести. Толщина флюсового слоя составляет около 15-30 мм. В процессе перемещения дуги и остывания сварного шва, на его поверхности образуется шлаковая корка, которая легко отделяется и может быть повторно использована, что уменьшает расход флюса.

Открытие скоростного метода сварки и доведения его до промышленного использования было осуществлено в 1930-1940 годах в Институте электросварки им. Е. О. Патона.

Преимущества сварки под слоем флюса:

- высокая производительность сварки;

- увеличена глубина проплавления через высокий ток сварки;

- отсутствует разбрызгивания металла и уменьшенное его выгорания, соответственно, меньше расход проволоки при сварке;

- высокое качество сварного шва благодаря механизации процесса и хорошем защиты шва;

- возможность повторного использования флюса (рециркуляция флюса);

- улучшение условий труда сварщика из-за отсутствия светового излучения.

К недостаткам сварки под флюсом относят:

- выполнение сварки только в нижнем положении;

- трудности при сварке в монтажных условиях;

- невозможность визуального контроля горения дуги и формирования шва;

- пыль от флюса и сварочный аэрозоль вреден для органов дыхания;

- высокие требования к сборке деталей и обработке кромок.

При подготовке оборудования, настраивают следующие параметры режима сварки под флюсом: диаметр электродной проволоки, вылет электродной проволоки, полярность, ток на напряжение сварки, скорость перемещения.

Диаметр электродной проволоки выбирают в зависимости от вида работ (сварка или наплавка) и тока сварки. Наиболее распространенные диаметры проволоки - это 2 мм, 3 мм, 4 мм.

Вылет электрода влияет на его предварительный подогрев и немного на глубину проплавления. Обычно вылет выбирают в пределах 8-10 диаметров электрода. Увеличенный вылет приводит к уменьшению глубины провара и увеличение ширины шва.

Сварку под флюсом выполняют на постоянном токе прямой или обратной полярности. Прямая полярность - сварочный трактор присоединен к разъему «-», а деталь к «+». Преимуществом такой схемы дуговой сварки - большая высота наплавленного валика при минимальной глубине проплавления. Схема подключения на прямой полярности применяется в основном при наплавке. Обратная полярность - деталь присоединена к разъему «-», а сварочный трактор к «+». Особенность заключается в наименьшей вероятности образования пор и большой глубине проплавления. Область применения - сварка стыковых соединений без раскрытия кромок.

При сварке под слоем флюса напряжение на дуге резко влияет на форму и ширину шва. Чем больше напряжение на дуге, тем больше ее длина и подвижность, что вызывает увеличение ширины шва и уменьшение глубины проплавления. Обычно напряжение сварки колеблется в пределах от 25В до 45В.

Сила сварочного тока имеет наибольшее влияние на глубину проплавления, причем, сила сварочного тока прямо пропорциональна скорости подачи электродной проволоки. Силу сварочного тока выбирают в соответствии с толщиной детали: чем больше сила тока, тем больше глубина проплавления, слишком малое значение тока сварки может привести к непровару. При малой скорости подачи (тока) возможен обрыв дуги, при большой скорости подачи проволоки (тока) она не успевает плавиться и происходит частое короткое замыкание на сварочную ванну, негативно влияет на сварной шов.

Скорость перемещения или скорость сварки влияет на геометрические параметры шва при неизменных значениях напряжения и тока сварки, вследствие изменения погонной энергии. Увеличение скорости сварки приводит к уменьшению глубины проплавления. Большая скорость сварки (более 70 м/ч) может привести к возникновению дефектов, поэтому используют специальные способы сварки: сварка трехфазной дугой, двухдуговая сварка, применяется сварочный трактор в тандеме с другими устройствами.

Оборудование для автоматической сварки компании JASIC - это комплекс, состоящий из источника питания MZ-1000 (M308) или MZ-1250 (M310) и самоходной каретки (сварочный трактор) АТ-1, которая представляет собой тележку на колесах со сварочной головкой. Сварочный трактор JASIC АТ-1 - это полный аналог сварочного трактора ESAB. Оборудование для сварки под флюсом JASIC относится к классу оборудования с высокой степенью автоматизации и имеет такие дополнительные функции: установление тока зажигания дуги, время заваривания кратера, регулирования тока и напряжения заваривания кратера, регулировка скорости холостого подачи проволоки. Данное оборудование широко используется для автоматической и полуавтоматической сварки стыковых, нахлесточных, угловых и тавровых соединений, а также наплавки. А благодаря изменению вольтамперной характеристики источника питания, его можно использовать для ручной сварки и строжки.