Серед найбільш широко використовуваних і ефективних процесів автоматичного зварювання в сучасній важкій промисловості та виробництві сталевих труб є одинзварювання під флюсом(SAW). Як зріла технологія, SAW має такі характеристики, як дуга під флюсом, захист від флюсу, глибоке проварювання, стабільна якість зварювання та менше бризок. На відміну від методів зварювання MIG і TIG (відкрита дуга), уся дуга та розплавлена ванна повністю покриті та захищені флюсом, таким чином ізолюючи зону зварювання від повітря та уникаючи дефектів окислення. З початку промислового виробництва зварювання під флюсом стало основним процесом зварювання спіральних зварних труб, товстостінних сталевих конструкцій, посудин під тиском, виробництва котлів, суднобудування та великогабаритного обладнання. Завдяки своїй придатності для зварювання товстих пластин, сильній потужності струму та простоті автоматизації зварювання під флюсом зайняло незамінне місце у важкій промисловості.
Основне визначення та принцип роботи
Зварювання під флюсом – це автоматичний або напівавтоматичний процес дугового зварювання, який використовує суцільний дріт як наповнювач іпотікяк захисне середовище. Ключовою особливістю цього процесу є те, що під час процесу зварювання дуга покрита шаром флюсу, і відкритого вогню не видно. Вся металургійна реакція зварювання завершується в герметичному середовищі захисту від шлаку.
Його принцип роботи можна розділити на чотири етапи: запалювання дуги, теплове плавлення, металургійна реакція та захист від утворення шлаку. Коли зварювальний апарат запускається, коротке замикання між зварювальним дротом і деталлю створює перехідний струм, тим самим запалюючи дугу. Водночас високо{2}}тепло дуги розплавляє навколишній флюс, зварювальний дріт і основний матеріал. Розплавлений флюс утворює в’язкий і щільний шар рідкого шлаку, який може повністю покрити високо-температурну ванну розплаву. Цей шар шлаку може ізолювати кисень, азот і водяну пару в повітрі, запобігаючи потраплянню шкідливих газів у зварний шов. У той же час між розплавленим шлаком і розплавленою сталлю відбувається низка складних металургійних реакцій, таких як розкислення, десульфурація та дефосфорація, завдяки чому очищається мікроструктура зварного шва та покращуються механічні властивості зварювального з’єднання. Після охолодження рідкий шлак твердне в тверду оболонку на поверхні зварного шва, яку легко видалити і утворює гладкий і однорідний зварний шов.
Основне обладнання та матеріали системи ПАР
Повна система зварювання під флюсом складається з професійного зварювального обладнання, зварювального дроту та спеціального флюсу.
1. Зварювальне обладнання
Основне обладнання в основному складається з автоматичного джерела живлення для зварювання, пристрою подачі дроту, зварювального візка або мобільної портальної системи, пристрою подачі та відновлення флюсу. Джерело живлення для зварювання забезпечує стабільний струм і напругу для забезпечення безперервного і стабільного горіння дуги. Автоматичний пристрій подачі дроту може точно контролювати швидкість подачі дроту та узгоджувати її зі швидкістю зварювального руху, щоб уникнути переривання дуги та нестабільної ванни розплаву. Рухаючий візок приводить зварювальний пістолет до руху з рівномірною швидкістю, забезпечуючи узгодженість ширини зварного шва та глибини проплавлення. Крім того, система автоматичної циркуляції флюсу може досягати автоматичного розподілу та відновлення флюсу, не лише забезпечуючи безперервний захист під час процесу зварювання, але й покращуючи використання матеріалу та, таким чином, знижуючи виробничі витрати.
2. Зварювальний дріт і флюс
Зварювання під флюсом покладається на комбіновану дію зварювального дроту та флюсу для досягнення металургійної оптимізації. Зварювальний дріт забезпечує присадний метал і легуючі елементи, а флюс служить захисним, розкислювальним і видаляючим домішки агентом. Різні типи сталі, як-от вуглецева сталь, низько{2}}легована високо-сталь і трубопровідна сталь, потребують відповідних нейтральних, кислотних або лужних флюсів. Серед них лужні флюси мають відносно сильну здатність видаляти домішки, що може значно покращити низько-температурну в’язкість і стійкість до розтріскування зварного шва, і вони придатні для-стандартного зварювання трубопроводів і резервуарів під тиском; кислотні флюси мають гарну продуктивність процесу, стабільну дугу та красиве формування зварних швів і в основному використовуються для зварювання звичайної конструкційної сталі.
Повний технологічний процес зварювання під флюсом
1. Попередня -підготовка до зварювання
Попередня -обробка зварювання є вирішальним кроком у забезпеченні якості зварювання. По-перше, необхідно ретельно очистити поверхню виробу та зону зварювання, видаливши іржу, окалини, масляні плями, вологу та інші забруднення, щоб запобігти появі таких дефектів, як пори, шлакові вкраплення та тріщини, викликані забрудненнями. По-друге, флюс має бути висушений при певній високій температурі, щоб видалити внутрішню водяну пару, тим самим зменшивши вміст водню в зварювальному шві та уникнувши -спричиненого воднем холодного розтріскування. Крім того, оператору необхідно відрегулювати зазор зварювального вузла та кут зварювання відповідно до товщини листа та стандартів зварювання, щоб забезпечити рівномірний шар проникнення та гарне плавлення.
2. Налаштування параметрів і пробне зварювання
Перед офіційним процесом зварювання персонал повинен встановити основні параметри процесу, включаючи зварювальний струм, напругу, швидкість руху дуги та довжину дроту тощо. Струм визначає підведення тепла та глибину проплавлення зварного шва; напруга контролює ширину зварного шва і зовнішній вигляд шва; швидкість руху дуги впливає на ефективність зварювання і якість плавлення. Якщо параметри не підібрані належним чином, це може призвести до недостатньої глибини проплавлення, прогорання, неповного зварювання або нерівномірного формування зварного шва. Щоб забезпечити стабільність параметрів і кваліфіковану продуктивність зварювання у великомасштабному-виробництві, необхідно проводити пробне зварювання.
3. Формальне зварювання та захист від флюсу
Під час формального процесу зварювання пристрій подачі флюсу рівномірно розподіляє флюс по зварному шву, утворюючи достатню товщину шару флюсу. Зварювальний дріт безперервно подається, і електрична дуга стабільно горить під шаром флюсу. Електрична-температурна дуга плавить основний матеріал і зварювальний дріт, утворюючи розплавлену ванну. При цьому після плавлення флюсу утворюється захисний шар шлаку, який ізолює повітря і завершує металургійне очищення. Зварювальний візок рухається вперед із постійною швидкістю для безперервного зварювання-на великих відстанях. Для спіральних зварних труб і товстостінних сталевих конструкцій зазвичай використовується двостороннє дугове зварювання під флюсом. Спочатку виконується внутрішній зварний шов, а потім зовнішній, щоб забезпечити повне проварювання та щільну структуру зварного шва.
4. Після-зварювальна обробка та перевірка
Після закінчення зварювання дочекатися природного охолодження і видалити поверхневу шлакову оболонку. Поверхня зварного шва гладка і плоска, з хорошою якістю формування. Для високоякісних-продуктів, таких як трубопровідна сталь і посудини під тиском, після-зварювальних не-неруйнівних випробувань, таких як ультразвукове випробування та рентгенівська-дефектоскопія, необхідні для виявлення внутрішніх тріщин, включень шлаку та дефектів неповного плавлення. У той же час необхідно проводити випробування механічних властивостей, такі як випробування на розтягування та випробування на удар, щоб перевірити, чи відповідають міцність і в’язкість зварного шва промисловим стандартам.
Основні технологічні переваги
У процесі промислового виробництва зварювання під флюсом має незамінні технічні переваги при зварюванні товстих пластин і зварюванні довгих зварних швів. По-перше, система захисту від флюсу може повністю ізолювати повітря, що призводить до дуже низького вмісту газу всередині зварного шва та щільної внутрішньої структури з чудовими механічними властивостями. По-друге, зварювання під флюсом може витримувати високі струми та досягати великого підведення тепла, маючи хорошу здатність до проникнення, і особливо підходить для зварювання товстих листів, яке не може бути виконано звичайними процесами зварювання. Крім того, цей автоматичний метод зварювання має високу ефективність виробництва, стабільний процес зварювання, низьку кількість дефектів і дуже мало залежить від людської праці. По-четверте, значно зменшується забруднення від зварювального диму, що покращує-робоче середовище та безпеку на місці. По-п’яте, зварювальний шов є гладким і рівномірним, майже без бризок, що значно зменшує навантаження на подальше шліфування та тонку обробку, а також підвищує ефективність виробництва.
Обмеження
Хоча зварювання під флюсом має значні переваги, воно також має певні технічні обмеження. Через потребу в покритті флюсом під час процесу зварювання зварювання під флюсом підходить лише для плоского зварювання та горизонтального зварювання, і не може досягти зварювання в повному-положенні, такого як вертикальне зварювання та зварювання над головою. Тому існують позиційні обмеження. Крім того, зварювання під флюсом не підходить для зварювання тонких листів, оскільки підведення тепла при зварюванні під флюсом занадто велике, що може спричинити деформацію пластини або прогорання-. У той же час, через великий розмір зварювального обладнання, воно не підходить для складних невеликих заготовок неправильної форми-, а також сценаріїв мобільного будівництва. Під час фактичного виробництва необхідно здійснювати суворий контроль ключових процесів: суворо контролювати температуру сушіння флюсу, щоб запобігти тріщинам, викликаним воднем; точно підбирайте струм і напругу, щоб уникнути непроникнення або перегріву електрода; забезпечити рівномірне покриття флюсу для запобігання проникненню повітря; розумно контролювати швидкість зварювання для стабілізації формування зварного шва.
Основні промислові застосування
Дугове зварювання широко використовується у важкій промисловості, де потрібні високі стандарти якості та ефективності.
1. У промисловості сталевих труб це спеціалізований процес зварювання спіральних зварних труб і зварних труб із поздовжнім швом великого -діаметра, який широко використовується в-нафто- та газопроводах великої відстані, трубопроводах муніципального водопостачання та трубопроводах вітрової техніки.
2. У промисловості важких сталевих конструкцій технологія зварювання під флюсом використовується для сталевих плит мостів, несучих-конструкцій будівель і портового обладнання.
3. У виробництві посудин під тиском і котлів ця технологія використовується для зварювання товстостінних-циліндрів, щоб забезпечити високий-допуск до тиску та повітронепроникність.
4. У галузі суднобудування та морського машинобудування дугове зварювання під флюсом може забезпечити структурну стабільність і стійкість до корозії сталевих пластин корпусу судна та компонентів морської платформи.
З безперервним розвитком автоматизації та інтелектуального виробництва технологія зварювання під флюсом поступово розвивається до інтелектуального налаштування параметрів, роботизованого спільного зварювання та ефективного зварювання, що ще більше підвищує ефективність промислового виробництва.
Зварювання під флюсом – це ефективний, високо{0}}якісний і високоавтоматизований процес зварювання, який забезпечує зварювання завдяки захисту флюсу та металургійному очищенню. На відміну від традиційного дугового зварювання з щілинами, зварювання під флюсом використовує гранульований флюс для захисту, що забезпечує закрите зварювання, ефективне усунення дефектів пористості та очищення металу шва, що забезпечує кращі механічні властивості. Він має значні переваги, такі як глибоке проварювання, стабільний процес, естетичний зовнішній вигляд зварного шва та низький рівень дефектів. Він особливо підходить для товстих листів, довгих зварних швів і великомасштабного-промислового виробництва.
Хоча він має певні обмеження у зварювальних позиціях і зварюванні тонких листів, він все ще займає домінуюче становище у важкій промисловості, виробництві трубопроводів, виробництві посудин під тиском і конструюванні сталевих конструкцій. У майбутньому завдяки безперервним інноваціям у зварювальних технологіях і системах автоматичного керування зварювання під флюсом дозволить досягти вищої ефективності зварювання, нижчої кількості дефектів і стабільнішої продуктивності зварювання, продовжуючи залишатися основним зварювальним процесом, що підтримує будівництво сучасної промислової інфраструктури.
