26. Суть процесу зварювання під шаром флюсу

Автоматична зварка під флюсом – дугова зварка з використанням плавлячого електроду, гранульованого флюсу і механізованою подачею електрода та переміщення дуги відносно виробу.

При автоматичній і напівавтоматичній зварці під флюсом дуга, що порушується між зварюваним виробом і голим електродним дротом , горить під шаром сипкого флюсу, що поступає в зону зварки з бункера. В процесі розплавлення кромок зварюваного виробу плавляться також електродний дріт, подача якого здійснюється спеціальним механізмом, і деяка кількість флюсу, що безпосередньо примикає до зони зварки. Твердіючий метал зварювальної ванни утворює у міру пересування дуги шов, покритий шлаковою кіркою , що легко видаляється після охолодження. Частина флюсу, що нерозплавилася, за допомогою відсисаючого пристрою знов поступає в бункер і може бути повторно використана.

Ефективний захист дуги при зварці голим дротом унаслідок застосування флюсу, здатного також забезпечити хорошу форму шва, і можливість значно наблизити до зварювальної ванни місце підведення струму до електроду дозволили різко підвищити величину зварювального струму, а отже, і проводьтільність цього способу зварки в порівнянні з ручною дуговою зваркою.

Зварка під флюсом може здійснюватися змінним і постійним струмом; для цього в першому випадку використовуються трансформатори, а в другому - генератори постійного струму і випрямлячі.

Основними перевагами зварки під флюсом є: висока продуктивність процесу, підвищення якості металу шва і зварного з'єднання, зниження витрати зварювальних матеріалів, електроенергії і загальної вартості зварювальних робіт.

Підвищення продуктивності досягається збільшенням щільності струму, підвищенням швидкості зварки, підвищеним використанням тепла дуги в порівнянні із зваркою відкритою дугою, зменшенням об'єму металу, що наплавляється, унаслідок глибшого про-плавленія основного металу.

Поліпшенню якості наплавленого металу і зварного з'єднання сприяють надійний захист зони зварки від атмосферної дії, стабільність процесу, що забезпечує однорідність хімічного складу металуі зниження небезпеки непровару унаслідок глибшого проплавлення основного металу.

27. Вплив параметрів режиму зварювання під шаром флюсу на форму і розміри шва

Основними параметрами режиму автоматичного зварювання під флюсом є: зварювальний струм; діаметр електродного дроту; напруга на дузі; швидкість зварювання. В залежності від режиму та технологічних факторів (кут нахилу електроду та виробу) буде змінюватися глибина провару, ширина шва, висота випуклості та доля основного металу в металі шва.

Зі збільшенням діаметру електрода (при постійних інших параметрах) посилюється блукання активної плями по торцю електрода, та активної плями, розташованої на виробі. Ввід тепла дуги через велику поверхню збільшує ширину шва та тепловідвід. Що призводить до зменшення глибини проплавлення.

Зменшення діаметру електродного дроту призводить до зворотного явища – зосередження активної плями на електроді та зменшення блукання дуги по поверхні зварювальної ванни. Глибина проплавлення буде зростати а ширина шва зменшуватись. Особливо це проявляється при зварюванні на малих струмах.

При постійному діаметрі електрода зі збільшенням сили зварювального струму зростає концентрація теплової енергії в плямі нагріву. При цьому зростає величина зварювальної ванни (довжина, глибина та ширина). Особливо інтенсивно зростає глибина проплавлення. Це обумовлено не тільки збільшенням теплової потужності, але і значним підвищенням тиску дуги на ванну, який пропорційний квадрату сили зварювального струму. Збільшення тиску дуги на ванну приводить до витіснення рідкого металу із під дуги, зменшуючи товщину рідкого прошарку між дугою та основним металом, що в свою чергу, покращує теплообмін між дугою та основним металом. Глибина проплавлення збільшується, в той час як ширина шва залишається практично постійною.

Підвищення зварювального струму обумовлює збільшення кількості розплавленого металу. Тому при постійних інших параметрах режиму зварювання збільшується і висота підсилення шва. Коефіцієнти форми шва та підсилення при підвищенні зварювального струму зменшуються. В результаті підвищується схильність металу до появи гарячих тріщин. Утворюється різкий перехід від основного металу до наплавленого, що знижує працездатність зварного з’єднання, особливо при ударних та змінних навантаженнях. Щоб уникнути цього, при збільшенні значення зварювального струму потрібно збільшувати і напругу на дузі.

З підвищенням напруги на дузі (при постійних інших параметрах) збільшується її довжина та рухомість. Це обумовлює збільшення ширини шва та зменшення висоти його підсилення. Збільшення рухомості плями дуги, розташованої на виробі, обумовлює збільшення площі плями нагріву, а відповідно збільшення кількості тепла на тепловідвід. Це приводить до зменшення тепла, на плавлення основного металу, а відповідно, глибини проплавлення.

Таким чином, струм та напруга протилежно впливають на форму шва. Тому для отримання оптимальної форми шва збільшення зварювального струму повинно супроводжуватись відповідним збільшенням напруги.

Зі збільшенням швидкості зварювання зменшується погонна енергія дуги, тому зменшується ширина шва. Кількість металу що наплавляється зі збільшенням швидкості зварювання на одиницю часу зменшується. Це приводить до зменшення висоти підсилення шва. Але зі збільшенням швидкості зварювання стовп дуги починає відхилятись протилежну напрямку зварювання сторону.

Відхиляючись, стовп дуги витісняє частину рідкого металу в хвостову частину ванни. Зменшення товщини рідкого прошарку під дугою обумовлює збільшення глибини проплавлення при підвищенні швидкості зварювання до 30…35 м/г. Подальше збільшення швидкості зварювання в зв’язку із зменшенням погонної енергії дуги приводить до зменшення глибини проплавлення.

При нахилі електрода «кутом назад» відповідно відхиляється і стовп дуги. Під тиском дуги частини металу витісняється в хвостову частину ванни і глибина проплавлення збільшується. При нахилі електрода «кутом вперед» рідкий прошарок під дугою не витісняється в хвостову частину ванни, затрудняє теплообмін між активною плямою та основним металом, глибина проплавлення при цьому зменшується, а ширина шва дещо зростає. Зварювання «кутом вперед» та «кутом назад» є одним із технологічних прийомів, які дозволяють отримувати задану форму зварного шва.