Введение в основы знаний и технологии сварки под флюсом.

Электрический арка:Сильное и продолжительное явление газового разряда, при котором между положительным и отрицательным электродами существует определенное напряжение, а газовая среда между ними должна находиться в ионизированном состоянии. При воспламенении сваркаДля образования контактной дуги обычно используется метод, при котором два электрода (один электрод — заготовка, а другой — присадочная проволока или сварочный пруток) подключаются к источнику питания, кратковременно соприкасаются и быстро размыкаются. При контакте двух электродов происходит короткое замыкание, образуя дугу. Этот метод называется контактной дугообразованием. После образования дуги, пока источник питания поддерживает определенную разность потенциалов между двумя полюсами, может поддерживаться горение дуги.

Характеристики дуги:Низкое напряжение, высокий ток, высокая температура, высокая плотность энергии, хорошая подвижность и т. д. Как правило, напряжение 20-30 В обеспечивает стабильное горение дуги, а ток в дуге может варьироваться от десятков до тысяч ампер, что соответствует требованиям сварки различных заготовок. Температура дуги может достигать более 5000 К и плавить различные металлы.

Композиция дуги:катодная зона, анодная зона и зона дугового столба.

Источник питания для дуговой сварки:Источник питания, используемый для сварочной дуги, называется источником питания для дуговой сварки, который обычно можно разделить на четыре категории: источник питания для дуговой сварки переменного тока, источник питания для дуговой сварки постоянного тока, импульсный источник питания для дуговой сварки и инверторный источник питания для дуговой сварки.

положительное соединение постоянного токаКогда в сварочном аппарате постоянного тока заготовка соединяется с анодом, а сварочный электрод — с катодом, это называется положительным соединением постоянного тока. В этом случае заготовка нагревается сильнее, что подходит для сварки толстых и крупных деталей.

Реверсивное подключение постоянного тока: Когда заготовка соединена с катодом, а сварочный электрод — с анодом, это называется обратным подключением постоянного тока. В этом случае заготовка нагревается меньше, что подходит для сварки тонких и небольших деталей. При использовании сварочного аппарата переменного тока для сварки проблем с положительным или отрицательным подключением нет благодаря чередованию полярности двух полюсов.

Металлургический процесс сварки включает в себя взаимодействие жидкого металла, шлака и газа в процессе дуговой сварки, который представляет собой процесс переплавки металла. Однако из-за специфики условий сварки химический металлургический процесс сварки имеет иные характеристики по сравнению с обычными процессами плавки.

Во-первыхВ процессе сварки металлургическая температура высока, граница раздела фаз велика, а скорость реакции высока. При попадании воздуха в дугу жидкий металл подвергается сильным реакциям окисления и азотирования, а также происходит значительное испарение металла. Вода в воздухе, а также атомы водорода, образующиеся при высоких температурах дуги из масла, ржавчины и воды в заготовке и сварочном материале, могут растворяться в жидком металле, что приводит к снижению пластичности и ударной вязкости соединения (водородное охрупчивание) и даже к образованию трещин.

Во-вторыхСварочная ванна невелика и быстро остывает, что затрудняет достижение равновесия различных металлургических реакций. Химический состав сварного шва неравномерен, и газы, оксиды и т. д. в ванне не успевают выйти наружу, что легко приводит к образованию дефектов, таких как поры, шлаковые включения и даже трещины.

В процессе дуговой сварки обычно принимаются следующие меры:

• В процессе сварки расплавленный металл подвергается механической защите для изоляции от воздуха. Существует три метода защиты: газовая защита, шлаковая защита и комбинированная газошлаковая защита.

(2) Металлургическая обработка сварочной ванны в основном осуществляется путем добавления определенного количества раскислителя (в основном марганцевого железа и кремниевого железа) и определенного количества легирующих элементов к сварочным материалам (покрытие электрода, сварочная проволока, флюс) с целью удаления FeO из ванны в процессе сварки и компенсации потери легирующих элементов. Распространенные методы дуговой сварки

Сварка под флюсом — это метод сварки плавящимся электродом, при котором в качестве защитной среды используется гранулированный флюс, скрывающий дугу под слоем флюса. Процесс сварки под флюсом состоит из трех этапов:

1. равномерно нанести достаточное количество гранулированного флюса на свариваемый шов на заготовке;
2. Для генерации сварочной дуги подключите два каскада источника сварочного тока к проводящему соплу и сварочному изделию соответственно;
3. Автоматическая подача сварочной проволоки и перемещение дуги для выполнения сварки.

Основные характеристики сварки под флюсом следующие:

1. Уникальная дуговая производительность

• Высокое качество сварки, хорошая шлакоизоляция и защита от проникновения воздуха, основной компонент зоны дуги — CO2Содержание азота и кислорода в сварочном металле значительно снижается, параметры сварки регулируются автоматически, перемещение дуги механизировано, расплавленная ванна существует длительное время, металлургическая реакция достаточна, сопротивление потоку воздуха высокое, поэтому состав сварного шва стабилен, а механические свойства хорошие;
• Хорошие условия труда и изоляция дуги от шлака способствуют сварочным работам; механизированная ходьба приводит к снижению трудозатрат.

2. Напряженность электрического поля дуговой сварки выше, чем при газодуговой сварке, и обладает следующими характеристиками:

• Высокая точность регулировки оборудования. Благодаря высокой напряженности электрического поля, чувствительность системы автоматической регулировки выше, что повышает стабильность процесса сварки;
• Нижний предел сварочного тока относительно высок.

3. Благодаря уменьшению длины проводящего участка сварочной проволоки значительно увеличиваются ток и плотность тока, что приводит к высокой производительности. Это значительно улучшает проплавление дуги и скорость наплавки сварочной проволоки; благодаря теплоизоляционному эффекту флюса и шлака значительно повышается общая тепловая эффективность, что приводит к существенному увеличению скорости сварки.

Область применения:

Благодаря глубокому проплавлению, высокой производительности и высокой степени механической обработки, сварка под флюсом подходит для сварки длинных сварных швов средних и толстых листовых конструкций. Она имеет широкий спектр применения в судостроении, производстве котлов и сосудов под давлением, мостостроении, производстве тяжелой техники, конструкций атомных электростанций, морских сооружений, вооружений и других отраслях промышленности и является одним из наиболее распространенных методов сварки в современном сварочном производстве. Помимо использования для соединения компонентов в металлических конструкциях, сварка под флюсом также позволяет сваривать износостойкие или коррозионностойкие легированные слои на поверхности основного металла. С развитием технологий сварочной металлургии и производства сварочных материалов, материалы, которые можно сваривать сваркой под флюсом, эволюционировали от углеродистой конструкционной стали до низколегированной конструкционной стали, нержавеющей стали, жаропрочной стали и некоторых цветных металлов, таких как никелевые сплавы, титановые сплавы, медные сплавы и т. д.

В силу своих особенностей, его применение также имеет определенные ограничения, главным образом из-за:

• Ограничения по положению сварки. Из-за удержания флюса сварка под флюсом в основном используется для сварки горизонтальных и нисходящих швов без специальных мер и не может применяться для горизонтальной, вертикальной и восходящей сварки.
• Ограничением сварочных материалов является то, что они не могут сваривать сильно окисляющиеся металлы и сплавы, такие как алюминий и титан, и в основном используются для сварки черных металлов;
• Подходит только для сварки и резки длинных сварных швов и не подходит для сварки швов в ограниченном пространственном положении;
• Невозможно непосредственно наблюдать дугу;

(5) Не подходит для сварки тонких пластин и при низком токе.