КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Билет 13. Дуговая сварка под слоем флюсаСуть сварки под слоем флюса Сварку под флюсом (рис. 9) выполняют электродом 2, который плавится, закрытой дугой 1, которая горит под слоем гранулированного флюса 3 в пространстве флюсогазовой полости 5, которая образуется в результате выделения испарений и газов в зоне дуги. Сверху сварочная дуга ограничена плёнкой расплавленных шлаков 6, снизу - сварочной ванной 7. В процессе сварки давление газов и испарений в полости возрастает. Наступает момент, когда плёнка расплавленных шлаков прорывается и излишек газов выделяется в окружающую атмосферу (процесс удаления газов периодически повторяется).
Дуга горит вблизи переднего края ванны, немного отклоняясь от вертикального положения в сторону, обратную направлению сварки. В период формирования капли 4 на неё действуют силы, которые окказывают содействие или препятствуют её отрыву от торца электрода: сила веса Р, электродинамические сили Nэд, сила поверхностного натяжения Nп.н. Сила давления газового потока Nг.п, суммируясь с силой реакции газов, которые выделяются из капли Nр.г, образует результирующую силу влияния газовых потоков Nг, под давленим которой происходит отклонение капли в сторону давления газових потоков: большая часть капли после отрыва от електрода летит в потоке жидкого флюса, который ограничивает зону сварки, к задней части ванны. Под влиянием давления дуги жидкий металл также отклоняется в сторону противоположную направлению сварки, образуя кратер сварочной ванны. Под дугой находится тонкий слой жидкого металла, от толщины которого во многом зависит глубина проплавления. Расплавленый флюс, который попадает в ванну, вследствие значительно меньшей плотности всплывает на поверхность расплавленного металла шва и покрывает его плотным слоем застывших шлаков 8. Среда в сварочной зоне является наиболее благоприятной с точки зрения защиты металла от взаимодействия с воздухом. Кроме того, флюс препятствует разбрызгиванию жидкого металла и оказывает содействие созданию более благоприятных условий при охлаждении и кристаллизации металла шва. Для выполнения функций защиты и обработки расплавленного металла флюсы при расплавлении должны образовывать шлаки и газы с определенными физико-химическими свойствами (табл. Д.6 - Д.9). Условия прохождения металлургических процессов:
1. высокоэффективная защита сварочной ванны (наличие изолированного пространства) от кислорода и азота воздуха (в швах, выполненных под флюсом, содержание азота не превышает 0,008%); 2. объем сварочной ванны больше, чем при ручной дуговой сварке, дольше и время пребывания ее в расплавленном состоянии, которое оказывает содействие более полному прохождению химических реакций между жидким металлом и шлаками; 3. стойкая зависимость между режимом сварки и химическим составом расплавленного металла, которая позволяет с достаточной точностью и стабильностью получать заданный состав металла шва; 4. легирование шва марганцем и кремнием путем восстановления их из оксидів MnO и SіO2, которые содержатся в флюсе
Дуговая сварка под флюсом отличается высокой производительностью (для электрода диаметром 3 мм при ручной сварке плотность тока составляет 11...18 А/мм2, при автоматической под слоем флюса она равняется 50...85 А/мм2) и качеством получаемых соединений, а также возможностью автоматизации процесса. Хорошая и относительно дешевая тепловая изоляция сварочной дуги, повышенное давление газовой среды над ванной и большая плотность тока (плотность энергии в пятне нагревания достигает 103 Вт/см2) влияют на более глубокое проплавление свариваемого металла. Это, в свою очередь, разрешает уменьшить глубину обработки кромок изделия, которые сваривают, и сократить количество металла, нужного для образования швов (с 70 до 30%). К недостаткам процесса следует отнести: более высокие требования к чистоте сварочных кромок и сборка деталей; трудность сварки деталей небольшой толщины; выполнение коротких швов и швов в положениях, отличающихсяся от нижнего. Затруднено визуальное наблюдение положения электрода относительно свариваемог стыка. Выбор режима сварки Режим автоматической сварки под флюсом включает в себя ряд параметров: основные - сила сварочного тока, напряжение дуги, скорость сварки, диаметр электрода, род и полярность тока; дополнительные - вылет электрода, наклон электрода, скорость подачи электродного провода, марка флюса и его грануляция и т.д. Параметры режима сварки выбирают исходя из толщины металла, который сваривают, и необходимой формы сварного шва (определяется глубиной проплавлення и шириной шва). Режим сварки определяют по экспериментальным (справочным) таблицам (например табл. 1) или приближенным расчетам со следующей проверкой на технологических пробах. Обычно режим сварки выбирают с учетом многих факторов:
1. В зависимости от толщины свариваемого металла, выбирают диаметр электродной проволоки. При увеличении диаметра электродной проволки и неизменном сварочном токе возрастает ширина шва и уменьшается глубина провара, а при уменьшении диаметра - наоборот. 2. В зависимости от диаметра устанавливают силу сварочного тока. При увеличении силы тока количество теплоты, которая выделяется, возрастает и увеличивается давление дуги на ванну. Это приводит к увеличению глубины проплавлення основного металла и доли участия его в формировании швов. Ширина шва при этом практически мало изменяется. 3. Характер зависимости формы и размеров шва от основных параметров режимов сварки при переменном токе приблизительно такой же, как и при постоянном. Однако полярность постоянного тока влияет на глубину проплавления, что объясняется разным количеством теплоты, выделяемым на катоде и аноде. 4. С увеличением напряжения дуги увеличивается ширина шва, уменьшается глубина проплавлення и высота его выпуклости. С увеличением напряжения дуги увеличение ширины шва зависит и от рода тока. При тех же напряжениях дуги ширина шва при сварки на постоянном токе, а особенно при обратной полярности, значительно больше ширины шва, выполненного на переменном токе. 5. Влияние скорости сварки на глубину проплавлення и ширину шва имеет сложный характер. Вначале, при увеличении скорости сварки, столб дуги все больше вытесняет жидкий металл, толщина прослойки жидкого металла под дугой уменьшается и глубина проплавлення возрастает. При дальнейшем увеличении скорости сварки (больше 40...50 м/г) заметно уменьшается погонная энергия, вследствие чего и глубина проплавлення начинает уменьшаться. 6. Для устойчивости процесса сварки скорость подачи электродного провода должна равняться скорости ее плавления. 7. С увеличением вылета - электрод плавится быстрее, а основной металл остается сравнительно холодным. Кроме того, при этом увеличивается длина дуги, которая приводит к уменьшению глубины проплавлення и некоторого увеличения ширины шва - обычно вылет составляет 40...60 мм 8. Обычно сварку выполняют вертикально расположенным электродом, но в отдельных случаях сварку выполняют с наклоном электрода - углом вперед или углом назад. 9. В основном автоматическую и механизированную сварку под флюсом выполняют в нижнем положении, возможная сварк а на подъем или на спускание. 10. Флюсы имеют разные стабилизирующие свойства, с повышением которых увеличиваются длина дуги и ее напряжение (возрастает ширина шва и уменьшается глубина проплавлення). Флюсы с малой объемной массой (грубозернистые стекловидные и пемзоподобные) осуществляют меньшее давление на газовую полость зоны сварки, которая оказывает содействие получению более широкого шва с меньшей глубиной проплавлення. Применение мелкозернистого флюса с большей объемной массой приводит к увеличению глубины проплавлення и уменьшеню ширины шва.
|