42 Основные металлургические процессы в сварочной ванне

Размеры и время существования сварочной ванны могут сильно изменяться в зависимости от способа и режима сварки; в то же время эти два фактора имеют важнейшее значение с точки зрения полноты проходящих химических реакций, очистки жидкого металла от газов и шлаков, формирования шва. Необходимо учитывать различие в степени участия основного и электродного металла в формировании шва в зависимости от способа сварки

Количество и состав шлаков при ручной сварке и при сварке под флюсом различны. При ручной сварке капли из дугового промежутка, двигаясь с большой скоростью, погружаются в сварочную ванну, перемешиваются в ней с металлом и перемещаются от дугового пятна назад и в стороны. При движении капель в ванне происходит разделение металла и шлака вследствие разрушения шлаковых оболочек из-за значительного газообразования внутри капель и разницы в удельном весе металла и шлака. Весь металл в ванне энергично перемешивается и выделяющиеся нерастворимые газы удаляются в атмосферу. В сварочной ванне продолжаются интенсивные окислительно-восстановительные реакции с образованием легкоплавких шлаков, всплывающих на поверхность шва и создающих шлаковый покров. Кроме того, происходит очищение металла ванны от серы. Основное значение металлургических реакций в сварочной ванне - раскисление металла шва и очищение его от вредных примесей и газов. Указанные процессы в полной мере заисят от состава толстого покрытия электрода, чистоты свариваемых кромок, влажности кромок и покрытия электрода, размеров и времени существования сварочной ванны.  Наилучшим образом раскисляют и очищают металл шва электроды, содержащиe в покрытии большой процент мрамора (СаСО3) и значительный процент ферросплавов. При наличии на кромках окалины в сварочную ванну попадает кислород, что вызывает интенсивное образование FeO, в свою очередь, приводящее к выгоранию углерода и возможному образованию пор в шве. Влажность кромок или покрытия и наличие ржавчины приводят к окислению металла шва и насыщению его водородом по реакции Fe + H2O = FeO + 2H.

44.Автоматическая сварка и наплавка под слоем флюса

Автоматическая и полуавтоматическая сварка плавящимся электродом, под слоем флюса или в среде защитных газов дает более стабильный шов с повышением производительности в 2.. .8 раз по сравнению с ручной дуговой сваркой.

Основное промышленное применение находит сварка под флюсом одной вертикально расположенной электродной проволокой сплошного сечения . Нагрев и плавление основного и присадочного металлов происходят за счет тепла, получаемого при преобразовании подводимой к дуге электрической энергии. Дуга возникает между электродной проволокой 2 и основным металлом 3, присоединенным к полюсам источника питания. В качестве такого источника используют специальные однофазные или трехфазные сварочные трансформаторы переменного тока с пологопадающей внешней характеристикой, генераторы и выпрямители с пологопадающей или падающей внешней характеристикой. Сварку на постоянном токе преимущественно ведут при обратной полярности. Возможна сварка и при прямой полярности.

Подвод тока к электродной проволоке и ориентацию ее конца по отношению к свариваемым кромкам осуществляют мундштуком 4. Ток к изделию подводят через неподвижные или подвижные контактные устройства (струбцины, щетки и др.). Режим существования дуги при сварке под слоем флюса определяется силой тока, напряжением и длиной дуги. Обычно применяют силу тока 1000. ..1200 А, что при открытой дуге невозможно вследствие разбрызгивания металла шва. Сварку ведут короткой дугой. Некоторые современные автоматы поддерживают отклонение длины дуги в пределах ±0.2. ..0,3 мм. Напряжение колеблется в пределах 18. ..55 В.

В процессе сварки электрод и основной металл со всех сторон окружены слоем флюса 5, насыпаемым из флюсоалпарата 6, работающего обычно от заводской сети сжатого воздуха (при массовом производстве). Высоту и ширину слоя устанавливают, исходя из условия обеспечения эффективной изоляции зоны сварки от окружающего воздуха и создания плотного формирующего жидкий металл барьера. Обычная высота слоя флюса 20.. .60 мм. При нагреве и плавлении флюс выделяет газы и пары, способствующие стабилизации дугового разряда.

Дуга находится в заполненном парами и газами пузыре, сводом которого является прослойка 7 из жидкого шлака. Таким образом, флюс при этом способе сварки защищает расплавленный металл электрода и ванны от воздуха; концентрирует тепло в зоне сварки; замедляет остывание ванны, позволяя попавшим в нее газам выйти наружу; облегчает ионизацию дугового промежутка, обеспечивая стабильность процесса; легирует металл шва дополнительными элементами; предотвращает выгорание полезных примесей.

Для автоматической сварки применяют плавленые и керамические неплавленые флюсы. Керамические неплавленые флюсы представляют собой крупинки (гранулы) размером 1...3 мм, изготовленные из материалов, входящих в состав обычных покрытий электродов Для электродуговой ручной сварки. По характеру шлака различают кислые и основные флюсы, а по назначению— для сварки низкоуглеродистых сталей, легиро-1анных спецсталей, цветных'металлов для наплавочных работ и т. д.

стабилизации горения дуги

Довольно широко применяют флюсы марок АН-348А, ОСЦ-45, АН-15, АВ-5, 48-ОФ-10, в которых основой служат окислы марганца и кремния. Дополнительно в флюс добавляют компоненты для повышения жидкотекучести шлаков (CaF2), и легирования

металла шва (феррохром, ферротитан и др.).

Для автоматической сварки и наплавки промышленность выпускает аппараты марок АБСК, А1401, А1423, А384МК, А580М, тракторы ТС-17М-1, АДС-1004-04, АДФ-1001, ТС-44, ДТС-38 и др.

При ремонте сельскохозяйственной техники широко используют наплавку под слоем флюса для восстановления геометрических параметров изношенных деталей