Ознайомлення з базовими знаннями та технологією зварювання під флюсом

Електрична дуга:явище сильного і стійкого газового розряду, при якому існує певна напруга між позитивним і негативним електродами, а газове середовище між двома електродами має бути в іонізованому стані. Під час запалювання зварювальної дуги зазвичай під’єднують два електроди (один електрод є заготівлею, а інший електрод є присадковим дротом або зварювальним прутом) до джерела живлення, короткочасно контактуючи та швидко роз’єднуючи. Коли два електроди стикаються один з одним, відбувається коротке замикання, утворюючи дугу. Цей спосіб називається контактною дугою. Після утворення дуги, поки джерело живлення підтримує певну різницю потенціалів між двома полюсами, горіння дуги може підтримуватися.

Характеристики дуги:низька напруга, високий струм, висока температура, висока щільність енергії, хороша мобільність тощо. Як правило, напруга 20-30 В може підтримувати стабільне горіння дуги, а струм у дузі може коливатися від десятків до тисяч ампер, щоб відповідати вимоги до зварювання різних заготовок. Температура дуги може досягати понад 5000K і може розплавити різні метали.

Склад дуги:катодна зона, анодна зона та зона стовпа дуги.

Джерело живлення дугового зварювання:Джерело живлення, що використовується для зварювальної дуги, називається джерелом живлення для дугового зварювання, яке зазвичай можна розділити на чотири категорії: джерело живлення для дугового зварювання змінним струмом, джерело живлення для дугового зварювання постійним струмом, джерело живлення для імпульсного дугового зварювання та інверторне джерело живлення для дугового зварювання.

DC позитивне з'єднання: Коли зварювальний апарат постійного струму використовується для з’єднання заготовки з анодом і зварювального стрижня з катодом, це називається позитивним з’єднанням постійного струму. У цей час заготовка сильніше нагрівається і придатна для зварювання товстих і великих заготовок;

Зворотне підключення постійного струму:Коли деталь з’єднана з катодом, а зварювальний стрижень – з анодом, це називається зворотним з’єднанням постійного струму. У цей час заготовка менше нагрівається і придатна для зварювання тонких і дрібних заготовок. При використанні зварювального апарату змінного струму для зварювання не виникає проблеми позитивного чи негативного з’єднання завдяки змінній полярності двох полюсів.

Металургійний процес зварювання включає в себе взаємодію між рідким металом, шлаком і газом у процесі дугового зварювання, який є процесом переплавлення металу. Однак через особливість умов зварювання хімічно-металургійний процес зварювання має відмінні характеристики від звичайних процесів плавки.

По-перше, металургійна температура зварювання висока, межа розділу фаз велика, а швидкість реакції висока. Коли повітря проникає в дугу, рідкий метал піддається сильним реакціям окислення та азотування, а також випаровується велика кількість металу. Вода в повітрі, а також атоми водню, що розкладаються з масла, іржі та води в заготовці та зварювальному матеріалі при високих температурах дуги, можуть розчинятися в рідкому металі, що призводить до зниження пластичності та міцності з’єднань (водень окрихчення) і навіть утворення тріщин.

По-друге, зварювальна ванна мала і швидко охолоджується, що ускладнює досягнення рівноваги різними металургійними реакціями. Хімічний склад зварного шва нерівномірний, і гази, оксиди тощо в басейні не можуть вчасно спливти, що може легко утворювати дефекти, такі як пори, шлакові включення та навіть тріщини.

У процесі дугового зварювання зазвичай проводяться такі заходи:

• У процесі зварювання розплавлений метал забезпечується механічним захистом для ізоляції його від повітря. Існує три способи захисту: газозахист, шлакозахист і комбінований газошлаковий захист.

(2) Металургійна обробка зварювальної ванни в основному здійснюється шляхом додавання певної кількості розкислювача (переважно марганцевого заліза та кремнієвого заліза) та певної кількості легуючих елементів до зварювальних матеріалів (електродне покриття, зварювальний дріт, флюс), у для того, щоб видалити FeO з басейну під час процесу зварювання та компенсувати втрати легуючих елементів. Поширені способи дугового зварювання

Зварювання під флюсом — це метод зварювання розплавленим електродом, який використовує гранульований флюс як захисне середовище та приховує дугу під шаром флюсу. Процес зварювання під флюсом складається з трьох етапів:

1. рівномірно нанесіть достатню кількість гранульованого флюсу на з’єднання, що зварюється на заготовці;
2. Підключіть два етапи зварювального джерела живлення до провідного сопла та зварювального елемента відповідно, щоб створити зварювальну дугу;
3. Автоматична подача зварювального дроту та переміщення дуги для виконання зварювання.

Основні характеристики зварювання під флюсом наступні:

1. Унікальна продуктивність дуги

• Висока якість зварного шва, хороша ізоляція шлаку та ефект захисту повітря, основним компонентом зони дуги є CO2, вміст азоту та кисню в металі шва значно знижений, параметри зварювання регулюються автоматично, ход дуги механізований, розплавлений пул існує протягом тривалого часу, металургійна реакція достатня, опір вітру сильний, тому композиція зварного шва стабільна, а механічні властивості хороші;
• Хороші умови праці та світло ізоляції шлаку є корисними для зварювальних операцій; Механізована ходьба призводить до зниження трудомісткості.

2. Напруженість електричного поля дугового стовпа вища, ніж у газового дугового зварювання, і вона має такі характеристики:

• хороша продуктивність регулювання обладнання. Завдяки високій напруженості електричного поля чутливість системи автоматичного регулювання вище, що підвищує стабільність процесу зварювання;
• Нижня межа зварювального струму відносно висока.

3. Завдяки скороченій струмопровідній довжині зварювального дроту значно збільшуються струм і щільність струму, що забезпечує високу ефективність виробництва. Це значно покращує здатність проникнення дуги та швидкість наплавлення зварювального дроту; Завдяки теплоізоляційному ефекту флюсу та шлаку загальна теплова ефективність значно підвищується, що призводить до значного збільшення швидкості зварювання.

Сфера застосування:

Завдяки глибокому провару, високій продуктивності та високому ступеню механічної роботи зварювання під флюсом підходить для зварювання довгих зварних швів листових конструкцій середньої та товщини. Він має широкий спектр застосувань у суднобудуванні, котлах і посудинах під тиском, мостах, машинах із надмірною вагою, конструкціях атомних електростанцій, морських спорудах, озброєнні та інших галузях виробництва, і є одним із найбільш часто використовуваних методів зварювання у зварювальному виробництві сьогодні. На додаток до використання для з’єднання компонентів металевих конструкцій, зварювання під флюсом також може зварювати зносостійкі або корозійно-стійкі шари сплаву на поверхні основного металу. З розвитком технології зварювальної металургії та технології виробництва зварювальних матеріалів, матеріали, які можна зварювати зварюванням під флюсом, еволюціонували від вуглецевої конструкційної сталі до низьколегованої конструкційної сталі, нержавіючої сталі, жароміцної сталі та деяких кольорових металів. такі як сплави на основі нікелю, титанові сплави, мідні сплави тощо.

Через свої особливості його застосування також має певні обмеження, в основному через:

• обмеження положення зварювання. Через збереження флюсу дугове зварювання під флюсом в основному використовується для зварювання горизонтальних і нижніх зварних швів без спеціальних заходів і не може використовуватися для горизонтального, вертикального та вертикального зварювання.
• Обмеження зварювальних матеріалів полягає в тому, що вони не можуть зварювати метали та сплави, що сильно окиснюються, наприклад алюміній і титан, і в основному використовуються для зварювання чорних металів;
• Підходить лише для зварювання та різання довгих зварних швів і не може зварювати шви з обмеженим просторовим розташуванням;
• Неможливо безпосередньо спостерігати дугу;

(5) Не підходить для зварювання тонких пластин і слабкого струму.