Зварювання під флюсом (SAW)

Зварювання під флюсом (SAW) – це процес зварювання плавленням при якому електродний дріт суцільного перерізу подається у зону зварювання, а флюс, котрий покриває зварний шов та ванну, плавиться, чим захищає зону зварювання від атмосфери та легує зварний шов, надаючи йому певних механічних та хімічних властивостей. Даний вид зварювання за ступенем механізації поділяють на автоматичне та напівавтоматичне зварювання, а технологія зварювання під флюсом дозволяє виконувати одностороннє або двохстороннє зварювання.

Автоматичне зварювання під флюсом застосовують при серійному виробництві однотипних конструкції з довгими протяжними швами правильної форми. Подача електродного дроту у зварювальну ванну та переміщення дуги уздовж шва відбувається автоматично, дану функцію може виконувати зварювальний трактор, зварювальна головка або зварювальний автомат.

Напівавтоматичне зварювання під флюсом доцільно використовувати при одиничному виробництві або зварюванні коротких швів. При напівавтоматичному зварюванні під флюсом, переміщення дуги вздовж зварного шва виконується вручну зварником.

SAW зварювання широко застосовується при виробництві трубопроводів та труб великого діаметра, таврових та двотаврових балок, суднобудуванні, танкобудування, будівництві нафтових та хімічних резервуарів.

Зварювання під флюсом успішно використовують при зварюванні металоконструкції з вуглецевих, низьколегованих, нержавіючих сталей, жароміцних та кислотостійких сплавів, титану, алюмінію, міді та різноманітних сплавів.

Сутність процесу полягає у тому, що дуга, яка горить між електродним дротом та основним металом, покрита товстим шаром флюсу. Від температури дуги флюс частково плавиться, утворюючи газову порожнину та рідкий шлак на поверхні зварювальної ванни, захищаючи метал шва від повітря. Також  шлак створює додатковий тепловий захист і знижує теплові втрати дуги.

Флюс надходить у зону зварювання по спеціальному патрубку із флюсового бункера під дією сили тяжіння. Товщина флюсового шару становить близько 15-30мм. В процесі переміщення дуги та остигання зварювального шва, на його поверхні утворюється шлакова кірка, яка легко відділяється та може бути повторно використана, що зменшує витрату флюсу.

Відкриття швидкісного методу зварювання та доведення його до промислового використання було здійснене в 1930-1940 роках в Інституті електрозварювання ім. Є. О. Патона.

Переваги зварювання під шаром флюсу:

- висока продуктивність зварювання;

- збільшена глибина проплавлення через високий струм зварювання;

- відсутність розбризкування металу та зменшене його вигорання, відповідно, менший розхід дроту при зварюванні;

- висока якість зварного шва завдяки механізації процесу та гарному захисту шва;

- можливість повторного використання флюсу (рециркуляція флюсу);

- покращення умов праці зварника через відсутність світлового випромінювання;

 До недоліків зварювання під флюсом відносять:

- зварювання виконують лише в нижньому положенні;

- труднощі при зварюванні в монтажних умовах;

- відсутність візуального контролю за горінням дуги та формуванням шва;

- пил від флюсу та зварювальний аерозоль шкідливий для органів дихання;

- високі вимоги до збирання деталей та обробки крайок.

При підготовці обладнання, налаштовують наступні параметри режиму зварювання під флюсом: діаметр електродного дроту, виліт електродного дроту, полярність, струм на напруга зварювання, швидкість переміщення.

Діаметр електродного дроту обирають в залежності від виду робіт (зварювання або наплавлення) та струму зварювання. Найпоширенішими діаметрами дроту є 2мм, 3мм, 4мм.

Виліт електроду впливає на його попередній підігрів та дещо на глибину проплавлення. Зазвичай виліт обирають в межах 8-10 діаметрів електроду. Збільшений виліт призводить до зменшення глибини провару та збільшення ширини шва.

Зварювання під флюсом виконують на постійному струмі прямої або зворотної полярності. Пряма полярність - зварювальний трактор приєднаний до роз'єму «-», а деталь до «+». Перевагою даної схеми дугового зварювання є велика висота наплавленого валика при мінімальній глибині проплавлення. Схема підключення на прямій полярності застосовується в основному при наплавленні. Зворотна полярність - деталь приєднана до роз'єму «-», а зварювальний трактор до «+». Особливість полягає у найменшій ймовірності утворення пор та великій глибині проплавлення. Область застосування - зварювання стикових з’єднань без розкриття крайок.

При зварюванні під шаром флюсу напруга на дузі різко впливає на форму і ширину шва. Чим більша напруга на дузі, тим більше її довжина та рухливість, що викликає збільшення ширини шва та зменшення глибини проплавлення. Зазвичай напруга зварювання коливається в межах від 25В до 45В.

Сила зварювального струму має найбільший вплив на глибину проплавлення, при чому, сила зварювального струму прямо пропорційна швидкості подачі електродного дроту. Силу зварювального струму обирають відповідно до товщини деталі: чим більше сила струму, тим більше глибина проплавлення, занадто мале значення струму зварювання може призвести до непровару. При малій швидкості подачі (струму) можливий обрив дуги, при великій швидкості подачі дроту (струму) він не встигає плавитися і відбувається часте коротке замикання на зварювальну ванну, що негативно впливає на зварний шов.

Швидкість переміщення або швидкість зварювання впливає на геометричні параметри шва при незмінних значеннях напруги та струму зварювання, внаслідок зміни погонної енергії. Збільшення швидкості зварювання призводить до зменшення глибини проплавлення. Велика швидкість зварювання, більше 70м/год, може призвести до виникнення дефектів, тому використовують спеціальні способи зварювання: зварювання трифазною дугою, двох-дугове зварювання, використовуючи зварювальний трактор у тандемі з іншими пристроями.

Обладнання для автоматичного зварювання компанії JASIC це комплекс, який складається із джерела живлення MZ-1000 (M308) або MZ-1250 (M310) та самохідної каретки (зварювальний трактор) АТ-1, що представляє собою візок на колесах зі зварювальною головкою. Зварювальний трактор JASIC  АТ-1 є повним аналогом до зварювального трактора ESAB. Обладнання для зварювання під флюсом JASIC належить до класу обладнання з високим ступенем автоматизації та має такі додаткові функції: встановлення струму запалювання дуги, час заварювання кратера, регулювання струму та напруги заварювання кратера, регулювання швидкості холостої подачі дроту. Дане обладнання широко використовується для автоматичного та напівавтоматичного зварювання стикових, напусткових, кутових і таврових з’єднань, а також наплавлення. А завдяки зміні вольт-амперної характеристики джерела живлення, його можна використовувати для ручного зварювання і стругання.