Зварювання і наплавлення під шаром флюсу

Зварювання (наплавлення) під шаром флюсу - це різновид електродугового зварювання, за якого дуга горить під шаром зварюваного флюсу, що забезпечує захист зварюваної ванни від повітря. Поряд із захисними функціями флюс стабілізує горіння дуги, що забезпечує розкислення, легування і рафінування розплавленого сплаву зварювальної ванни.

Відновлювана деталь обертається в процесі наплавлення з визначеною швидкістю. Зварювальний дріт автоматично подається в зону зварювання. Дуга горить між кінцем електрода і відновлювальною поверхнею виробу під шаром флюсу, який безперервно подається з бункеру. Під впливом теплоти, що виділяється зварювальною дугою, плавляться зварювальний дріт і основний метал, а також частина флюсу, що потрапляє в зону горіння дути. В зоні горіння дути . утворюється порожнина, заповнена парами металу, флюсу і газами. їх тиск підтримує флюсове склепіння, що утворюється над зварювальною ванною. Розплавлений флюс внаслідок значно меншої густини впливає на поверхню розплавленого металу шва і покриває його щільним варом.

Оболонка з розплавленого флюсу охороняє метал наплавки і пришовної зони від кисню і азоту повітря, і крім того, перешкоджає розбризкуванню рідкого металу. Завдяки тому що розплавлений флюс характеризується низькою теплопровідністю, уповільнюється процес охолодження металу.

Це полегшує спливання на поверхню ванни шлакових включень і розчинених в металі газів, що різко підвищує якість наплавленого шару сплаву.

До переваг зварювання (наплавлення) під шаром флюсу належать: висока продуктивність процесу завдяки застосуванню більших струмів, більшої глибини проплавлення, а також майже повної відсутності витрат металу на угар і розбризкування; можливість автоматизації процесу; висока якість наплавленого металу за рахунок надійного захисту зварювальної ванни флюсом; поліпшення умов праці зварника. До недоліків цього процесу слід віднести: значне нагрівання деталі; неможливість наплавлення деталей діаметром менше від 40 мм з причини стікання розплавлених металу, що наплавляється, і флюсу з поверхні відновлюваної деталі; необхідність в окремих випадках повторної термічної обробки деталі.

Зварювальні флюси і зварювальний дріт. Зварювальним флюсом (ГОСТ 9087-81) називається неметалічний матеріал, розплав якого необхідний для зварювання і поліпшення якості шва. До флюсів для автоматичного і напівавтоматичного зварювання висуваються такі вимоги:

- забезпечення стабільності горіння дуги в процесі зварювання;

- одержання заданого хімічного складу наплавленого металу;

- забезпечення потрібного формування металу;

- одержання швів без тріщин і з мінімально допустимою кількістю шлакових включень та пор;

- легка віддільність шлакової корки від поверхні наплавленого металу.

Розв'язання цих завдань пов'язано зі складом матеріалу, що зварюється, зварювальним дротом, який використовується. Тому флюси, що використовуються, дуже різноманітні.

Флюси класифікуються за такими основними ознаками:

за призначенням: флюси загального призначення застосовують для зварювання і наплавлення вуглецевих, і низьколегованих сталей; флюси спеціального призначення застосовують для спеціальних способів зварювання, таких як електрошлакове зварювання, зварювання легованих сталей і т. ін.;

за способом виготовлення: плавлені, тобто флюси, що одержують сплавленням шихти в електричних або полуменевих печах, і неплавлені виготовлені без розплавлення шихти. До неплавлених належить флюси, виготовлені подрібнюванням та змішуванням окремих компонентів, а також керамічні флюси, які одержують змішуванням порошкоподібних шлакоутворюючих. легуючих, розкислюючих та інших компонентів;

за хімічним складом: оксидні флюси, що складаються з оксидів металів і фтористих сполук. Ці флюси застосовуються для зварювання і наплавлення вуглецевих і низьколегованих сталей; сольові флюси, що складаються з фтористих і хлористих солей, які застосовуються при зварюванні і наплавленні високолегованих сталей; за хімічним складом шлакоутворюючої частини; кислі флюси, що вміщують кислі оксиди, флюси нейтральні, що вміщують в основному фториди і хлориди; основні флюси, які вміщують оксиди основного характеру.

Зварювальний дріт для зварювання під флюсом випускається за ГОСТ 2246-70. Стандарт поширюється на гарячекатаний і холоднокатаний дріт з вуглецевих, легованих і високолегованих сталей. У стандарті визначаються діаметр дроту, хімічний склад, розмір мотків й інші дані. Хімічний склад матеріалу дроту можна визначити за літерами і цифрами, що входять у позначення марки дроту. Зварювальний дріт має індекс "Св", а наплавлювальний "Нп". Цифри вказують середній вміст вуглецю в сотих частках відсотку. Марку дроту вибирають від повідно до хімічного складу сталі, що зварюється. Наприклад, для зварювання низьковуглецевих сталей використовують низьковуглецеві дроти Св-08. Св-08А. Св-08НА та ін. Легуючі елементи, що входять до складу дроту, мають ті самі позначення, що і при маркіруванні сталі. Літера "А" вказує на підвищену чистоту металу за вмістом сірки і фосфору. Дріт, виготовлений зі сталі, яка виплавлена електрошлаковим або вакуумно-дуговим способом або ж у вакуумно-індукційних печах, позначається літерами Ш. ВД і ВИ.

Наплавочний дріт поділяють на три групи: з вуглецевої сталі типу Нп-30. Нп-40. Нп-80 й ін.. всього 8 марок; з легованої сталі типу Нп-ЗОХ5. Нп-ЗОХГМ. всього 11 марок; з високолегованої сталі типу НП-4Х13: НП-45Х4ВЗФ:Нп-45Х2В8Т, всього 9 марок.

Для наплавлення під шаром флюсу використовують також порошковий дріт марок ПП-ЗХ2В8, ПП-ОХВІ4.

1 - деталь; 2 - оболонка рідкого флюсу; 3 - бункер із флюсом; 4 - мундштук; 5 - електрод; 6 - електрична дуга; 7 - шлакова кірка; 8 - наплавлений метал; а - зсув.