5.1.3. Флюсы для механизированной и автоматической сварки

При автоматической и полуавтоматической сварке флюсы слу­жат для защиты металла сварочной ванны от кислорода и азота воз­духа, устранения потерь металла на разбрызгивание и обеспечение требуемого химического состава и физико-механических свойств на­плавленного металла.

При высоких температурах расплавленный металл и флюс всту­пают в химическое взаимодействие. Поэтому от активности химичес­кого взаимодействия между расплавленным металлом и компонентами, входящими в состав флюса, зависит химический состав и свойства наплавленного металл. В состав флюсов входят компоненты: стабилизирующие сварочную дугу, защитные (шлакообразующий), раскисляющие и легирующие.

Флюсы, применяемые для автоматической и полуавтоматической, сварки, классифицируют по способу изготовления и по химическому составу.

По способу изготовления флюсы бывают плавленные и неплавленные (керамические).

Плавленные флюсы получают путем сплавления компонентов, вхо­дящих в состав шихты, в пламенных и электрических печах и после­дующей их грануляцией.

Керамические флюсы получают путем смешивания порошкообразных компонентов и скрепления их жидким стеклом.

По химическому составу различают флюсы окислительные, слабоокислительные и безокислительные.

Окислительные флюсы содержат 40-45° SiO₂ и более 15% MnО. Высококремнистые, высокомарганцовистые флюсы марок АН – 348.

АН - 348 А, ОСЦ - 45 и АН - 60 предназначены для сварки углеро­дистых и низколегированных сталей низкоуглеродистой сварочной проволокой.

Слабоокислительные и безокислительные флюсы, применяемые для сварки легированных и специальных сталей, содержат неболь­шое количество кремния и марганца. В cocтаве этих флюсов имеется около 20% СаF₂ г. Например, в состав слабоокислительного флюса АН - 22 входят: 18-21,5% SlO₂; 7-9% МnО₂ и 20-24% СaF₂.

Безокислительный флюс АН-30 содержит: 2-5% SiO₂; 19 -23% СaF₂; 39 – 44% All₂O₃ и 16-20% СаO .

Керамические флюсы К-2, KBC-I9 и K-II применяют для свар­ки углеродиcтых сталей проволокой марок Св - 08 и Св - 0В А. Керамические флюсы K-I и К-0 применили для сварки легирован­ных и специальных сталей.

5.2. Сварка открытой дугой

Сварка под флюсом, несмотря на целый ряд положительных ка­честв, имеет существенный недостаток: она практически выполнима только при нижнем расположении сварного соединения и вследствие этого недостаточно мобильна. Значительно удобнее для сварки в различных пространственных положениях сварка открытой дугой, в первую очередь в среде защитных газов, а также порошковой прово­локой.

5.2.1.1. Сущность способа

Сварка в защитном газе (рис. 5.5) заключается в том, что в зону сварки специально подается газ 3, который окружает зону сварки и защищает жидкий металл от воздействия окружающего воз­духа.

Сварка может выполняться неплавящимся (рис. 5.5,а), обычно вольфрамовым, или плавящимся (рис. 5.5,6) электродом. Для защи­ты применяются три группы газов: инертные (аргон, гелий); ак­тивны (углекислый газ, азот, водород и др.); смеси газов инерт­ных, активных или первой и второй группы. Выбор защитного газа определяется химическим составом свариваемого металла; требова­ниями, предъявляемыми к свойствам сварного соединения; экономичностью процесса и т.п.

В нашей стране наиболее распространено применение аргона и углекислого газа.

Рис. 5.5. Схема сварки в защитных газах:

а - неплавящимся и б - плавящимся электродом; 1 - сварочная дуга; 2 - плавящийся электрод; 3 - газ; 4 - газовая горелка (сопло; 5 - при­садочная проволока; б - неплавящийся электрод

Аргонодуговой сваркой можно сваривать неплавящимся и пла­вящимся электродами. Сварку неплавящимся электродом применяют, как правило, при соединении металла толщиной 0,5 - б мм; плавя­щимся электродом - от 1,5 мм и более. Сварку неплавящимся элек­тродом ведут на постоянном токе прямой полярности или на пере­менном токе. Сварку в аргоне плавящимся электродом выполняют на постоянном токе обратной полярности («+» на электроде).

Сварку в углекислом газе выполняют только плавящимся электродом (кислород, входящий в состав газа, окисляет вольфрамовый электрод и быстро его разрушает), на постоянном токе обратной полярности. При применении СО₂ в качестве защитного газа необходимо учитывать некоторые металлургические особенности процесса сварки, связанные с окислительным действием СО₂. При высоких температурах диссоциирует на оксид углерода СО и кислород О, который, если не принять специальных мер, приводит к окислению свариваемого металла и легирующих элементов. Окислительное действие О нейтрализуется введением в проволоку дополнительного: у количества раскислителей марганца и кремния.

Сварка в защитных газах имеет следующие преимущества: высо­кую степень защиты расплавленного металла от воздействия воздуха; отсутствие на поверхности шва при применении аргона оксидов и шлаковых включений; возможность ведения процесса во всех прост­ранственных положениях; возможность визуального наблюдения за процессом формирования шва и его регулирования; более высокую производительность процесса, чем при ручной дуговой сварке; относительно низкую стоимость сварки в углекислом газе.

К недостаткам способа относятся необходимость применения защитных мер против световой и тепловой радиации дуги; возмож­ность нарушения газовой защиты при сдувании струи газа движением воздуха; потери металла на разбрызгивание; наличие газовой ап­паратуру (баллоны, редукторы и т.д.).

Сварка в атмосфере защитных газов в зависимости от степени механизации процессов подачи присадочной или сварочной проволоки и перемещения сварочной горелки может быть ручной, механизиро­ванной и автоматической.