СВАРКА И РЕЗКА МЕТАЛЛОВ

Преимущества механизации и автоматизации дуговой сварки

Ручная дуговая сварка является весьма гибким процессом, не требует сложного и громоздкого оборудования и поэтому может широко применяться в самых разнообразных условиях производст­ва для изготовления и ремонта металлоконструкций, но ее ос­новным недостатком является относительно низкая производитель­ность, особенно при сварке изделий из толстого металла. Поэтому основным направлением дальнейшего технического развития свар­ки должна быть механизация и автоматизация как самого свароч­ного процесса, так и вспомогательных операций по сборке и под­готовке изделий под сварку.

Одним из новых и прогрессивных процессов в области техноло­гии сварки является способ полуавтоматической и автоматической сварки под флюсом, разработанный в СССР и получивший за пос­ледние годы широкое применение в промышленности и строитель­стве.

Еще в 1892 г. Н. Г. Славянов впервые предложил использовать принцип сварки под слоем флюса. В 1927 г. Д. А. Дульчевский, развивая идеи Н. Г. Славянова, разработал способ дуговой сварки под слоем гранулированного флюса; а также создал первый авто­мат для дуговой сварки.

Широкое внедрение автоматическая сварка под флюсом полу­чает с 1940 г. на основе работ Института электросварки им. акаде­мика Е. О. Патона, а также отдела сварки ЦНИИТМАШ, ряда за­водов и научно-исследовательских организаций.

Схема процесса автоматической сварки под флюсом дана на рис. 80. Электрическая дуга 1 образуется между электродом 6 (проволокой) и металлом 2. Горение дуги и расплавление электро­да и свариваемого металла происходят под слоем флюса 3, в пузы-

ре расплавленного шлака, который сверху покрыт слоем нерас - плавившегося флюса. Подача проволоки из бухты 4 производится непрерывно специальной сварочной головкой 5. Ток к изделию и электроАу подводится от сварочного трансформатора.

По мере расплавления проволока автоматически подается в дугу, одновременно перемещаясь вдоль свариваемых кромок и расплавляя новые участки свариваемого металла и флюса. Давле­нием паров и газов жидкий металл вытесняется в сторону, проти­воположную движению электрода (рис.81, а). На рис. 81, б показаны по­перечные сечения полу­чаемого шва. Затверде­вание металла шва (по­казано черным) начина­ется с сечения II. В сече­нии III находится уже затвердевший металл шва, покрытый корочкой сплавленного флюса.

Для нормального формирования шва необ­ходимо над жидким ме­таллом иметь слой флю­са толщиной от 25 до 40 мм. Конец электрода должен выступать из токоподводящего мунд­штука сварочной голов­ки на 20—60 мм. Свар­ку под флюсом можно вести как на переменном, так и на посто­янном токе. Наиболее часто используют переменный ток, так как источники питания дуги переменным током проще, дешевле и надеж­нее в эксплуатации, а расход энергии ниже, чем при сварке на постоянном токе.

При сварке током 600—1500 а дуга горит устойчиво при скоро­сти сварки до 60—80 м! час. При дальнейшем повышении скорости устойчивость горения дуги уменьшается и для восстановления ее требуется повышать напряжение дуги.

Жидкий металл переносится дугой в виде капелек различного размера, от десятых долей до 3—4 мм. Расплавленный флюс пол­ностью защищает жидкий металл от насыщения азотом окру­жающего воздуха. Содержание азота в наплавленном металле при сварке под флюсом составляет всего 0,002%.

При сварке под флюсом ванна расплавленного металла вследст­вие уменьшения потерь тепла в окружающую среду остается дли­тельное время (10—60 сек) в жидком состоянии и металл застывает
медленнее, чем при ручной сварке. Это способствует лучшему очи­щению жидкого металла от растворенных газов, частиц шлака и прочих загрязнений, и металл шва получается плотным, без пор и шлаковых включений. В результате благоприятных условий, со-

путствующих процессу, металл шва, сваренного под слоем флю­са, обладает высокой пластичностью и обеспечивает угол заги­ба 180°.

Автоматическая сварка под флюсом по сравнению с ручными способами дуговой сварки электродами с качественными обмазками обеспечивает следующие преимущества:

1. Высокую производительность сварки за счет применения значительно больших токов при том же или меньшем диаметре про­волоки. Так, например, для проволоки диаметром 5 мм при ручной сварке ток в среднем равен 250 а; при автоматической сварке под флюсом для проволоки диаметром 5 мм ток составляет 800 а и вы­ше Это обусловлено тем, что при сварке под флюсом ток подводят вблизи плавящегося конца электродной проволоки, а слой флюса предохраняет жидкий металл от разбрызгивания и выплескивания из ванны. Благодаря этому можно применять высокую плотность тока без опасения преждевременного расплавления электрода и выплескивания металла, что позволяет увеличивать скорость пода­чи проволоки в дугу, соответственно повышая производительность сварки.

При толщине листов 10 мм автоматическая сварка под флюсом снижает трудоемкость сварочных работ в два раза, а при боль­ших толщинах — в четыре и более раза.

2. Высокие механические свойства и плотность наплавленного металла шва благодаря полной защите расплавленного металла флюсом от окисления, замедленному охлаждению, улучшению структуры наплавленного металла, удалению из него' растворен­ных газов, обеспечению надежного провара корня и кромок шва.

3. Экономию электродной проволоки вследствие отсутствия потерь на угар, разбрызгивание и огарки.

4 Экономию электроэнергии благодаря лучшему использованию тепла сварочной дуги.

5 .Менее вредно влияет на зрение сварщика, так как дуга горит под слоем флюса. При сварке не требуется применять щитки или шлемы для защиты зрения.

6 Автоматизацию и механизацию процесса сварки.

7. Упрощение контроля сварочного процесса.

Благодаря этим преимуществам автоматическая сварка нашла широкое распространение в котлостроении, судостроении, при из­готовлении строительных металлоконструкций, резервуаров, ци­стерн, нефтяном и химическом машиностроении, где автоматической и полуавтоматической сваркой выполняется свыше 60% всего объема сварочных работ.

Объем работ при постройке корпусов судов, выполняемых ав­томатической и полуавтоматической сваркой, достигает 78—80%.