Сварка самозащитной проволокой: механизированная, без газа

Автор admin На чтение 3 мин. Просмотров 522 Опубликовано 13.07.2014

Сварка самозащитной проволокой практикуется в процессе крупносерийного производства. Впрочем, данный источник присадочного материала  можно задействовать и при сборке небольших объемов продукции. Например, мелкосерийного  производства металлоконструкций, для которого характерны однотипные сборочные операции, требующие формирования швов большой протяженности.

В данной статье мы рассмотрим особенности сортамента самозащитной проволоки, попутно коснувшись нюансов применения такого присадочного материала в сварочных автоматах и полуавтоматах.

Самозащитная проволока: конструкция, сортамент, особенности применения

Данный тип присадочной проволоки используется в процессе формирования шва в качестве расходуемого электрода. Причем конструкция этой сварочной проволоки предполагает размещение хрупкого флюса внутри полой трубы с очень тонкими стенками.

Поэтому механизированная сварка самозащитной порошковой проволокой проходит практически без затруднений – жесткий трубчатый каркас препятствует появлению заломов, поэтому такие присадочные материалы можно использовать с обычными транспортерами сварочных автоматов и полуавтоматов.

В состав «наполнителя» самозащитной проволоки входят следующие компоненты:

• Газообразующие вещества, которые при нагревании в зоне сварочной ванны формируют защитную среду, обволакивающую сварочный шов.
• Шлакообразующие вещества, формирующие защитную корку в зоне плавления присадочного и основного металлов.
• Соли или оксиды металлов, которые в восстановленном виде легируют металл наплавки, обеспечивая высокие прочностные характеристики сварочного шва.
• Порошковый металл, основой которого является легированная или низкоуглеродистая сталь.

Причем большую часть наполнителя составляет именно последний ингредиент – порошковый металл, который является основным источником присадочного материала.

По прочностным характеристикам самозащитная проволока делится на две группы: первая  используется для швов с пределом прочности до 530 МПа, вторая – для швов с пределом прочности до 590 МПа.

Сварка самозащитной порошковой проволокой

Использование в сварке самозащитной проволоки гарантирует определенные преимущества и накладывает некоторые ограничения на процесс формирования шва, а именно:

• Скорость формирования сварочного шва доходит до 20 м/час. Это достаточно высокий показатель, который могут продемонстрировать немногие сварочные технологии.
• Сварка самозащитной проволокой без газа характеризуется адаптивностью к  токам высокой силы, что гарантирует не только высокую скорость сварки, но и недостижимое для обычного сварочного процесса качество шва.
• Отсутствие привязки к погодным условиям. Самозащитной проволокой можно варить и на открытом воздухе, и при сильном ветре, что категорически не рекомендуется в случае использования аргонодуговой или углекислотной технологии сварки.
• Нивелирование потерь времени и присадочного материала, связанных с заменой плавкого электрода, обрывом электрической дуги и прочими неприятностями. Поэтому сварку самозащитной проволокой может освоить даже начинающий сварщик.
• 
  Отсутствие этапа подготовки электрода (сушки).
• Возможность использовать в процессе сварки технику захлестов шва, без риска нарушения прочности стыка.
• Необходимость использовать особые средства защиты: респиратор или специальный шлем с фильтрами, робу с огнезащитой, специальную обувь. Поскольку в процессе сварки наблюдается разбрызгивание присадочного материала и аэрозольные  выделения.

Техника сварки самозащитной проволокой

Использование в процессе образования шва самозащитного присадочного материала предполагает следующие техники сварки:

• Формирование первичного (корневого) шва традиционным способом (плавким электродом с твердым покрытием), после чего раздел между кромками заваривается автоматом с самозащитной проволокой.
• Формирование корня сварочного шва и осуществление «горячего прохода» по линии стыка обычным электродом (с целлюлозным покрытием) и последующей сварке (по горячему) автоматом с самозащитной проволокой.
• Формирование целлюлозным электродом только корня шва, с последующим «горячим проходом» и заполнением стыка уже самозащитной проволокой.
• Формирование корневого шва в среде углекислого газа с помощью «заряженного» обычной проволокой автомата, с последующим проходом раздела уже самозащитной проволокой.

Последний вариант гарантирует максимальную скорость сварочных работ. В массовом производстве используется именно эта техника работы с самозащитной проволокой.

Особенности полуавтоматической сварки порошковой самозащитной проволокой

Сварка порошковой самозащитной проволокой — это способ механизированной сварки, при котором защита и легирование металла шва производится за счет шихты, помещенной в самой проволоке, состоящей из стальной оболочки и неметаллического сердечника. Входящие в состав сердечника проволок компоненты при нагреве в сварочной дуге создают необходимую шлаковую и газовую защиту расплавленного металла. Порошковые проволоки позволяют в широких пределах варьировать своим составом и свойствами, ввиду чего сфера их применения практически не имеет ограничений. Как правило, оболочкой порошковой проволоки служит углеродистая сталь, а сердечник представляет собой смесь металлов, сплавов, а также шлакообразующих, газообразующих материалов, стабилизаторов дуги и специальных добавок.

Применение порошковых самозащитных проволок позволяет исключить использование тяжелых баллонов с защитным газом, редукторов и шлангов, однако существуют и недостатки при использовании данного способа сварки. Многие при использовании впервые сварочной порошковой самозащитной проволоки жалуются на повышенное разбрызгивание, трудности с качественным формированием сварного шва. Все это проходит с опытом или в более сжатые сроки благодаря возможности точной настройки сварочного аппарата с помощью регулировки скорости подачи, параметров индуктивности, сварочного тока, напряжения на дуге. Для устойчивого процесса сварки скорость подачи проволоки должна быть примерно равна скорости ее плавления. Остановимся подробнее на такой крайне полезной функции, как регулировка индуктивности. Для уменьшения разбрызгивания металла во время сварки необходимо сделать плавным сжимающее усилие, возникающее при коротком замыкании. Достигается это с помощью введения в источник сварочного тока регулируемой индуктивности. Максимальная величина сжимающего усилия определяется уровнем тока короткого замыкания, который зависит от конструкции блока питания. Величина индуктивности регулирует скорость нарастания сжимающего усилия. При малой индуктивности капля металла будет быстро и сильно сжата — электрод начинает брызгать (капельный перенос). При большой индуктивности увеличивается время отделения капли, и она плавно переходит в сварочную ванну (струйный перенос). Сварной шов получается более гладким и чистым.

Стоит запомнить еще несколько важных нюансов при сварке порошковыми самозащитными проволоками.

1. Сварка стальных изделий производится только на постоянном токе обратной полярности.
2. Рукав (шланг) горелки должен быть не слишком длинным, не иметь изгибов.
3. Регулярно продувать и проверять исправность подающего канала.
4. Вылет проволоки в процессе сварки должен быть постоянным.
5. Регулировочный винт степени прижатия проволоки на протягивающем устройстве сварочного аппарата необходимо установить в соответствии с ее типом.

В отличии от сварки в среде защитных газов, допускается сварка порошковой самозащитной проволокой на сквозняке, а также сварка без сопла, что может существенно облегчить выполнение работ в труднодоступных местах.

Однако, даже несмотря на все ухищрения, сварка с некоторыми видами самозащитной проволоки особенно на высоких токах все же может сопровождаться повышенным разбрызгиванием металла по сравнению с классической полуавтоматической сваркой сплошной проволокой в среде защитных газов. Также сваривание металлоизделий самозащитной проволокой может сопровождаться значительными аэрозольными выделениями.

Рекомендуется перед сваркой произвести настройку режимов сварки применительно к конкретному объекту сварки. Поддерживая рекомендуемый вылет, производят пробную сварку. При необходимости корректируют установленный режим.

Длина дуги выбирается от мощности тока. Выбор напряжения очень важен при соединении тонкого металла. Скорость подачи расходного материала выбирается опытным путем. Необходимо, чтобы дуга горела при выбранном токе и напряжении стабильно.

Во избежание пористости не завышайте ток, также большое влияние оказывает малое напряжение дуги, некачественная сборка металлоконструкций (с большими зазорами между свариваемыми элементами), повышенное содержание углерода и кремния в основном металле.

 

Копирование контента без указания ссылки на первоисточник ЗАПРЕЩЕНО.

Сварка порошковой проволокой, самозащитной (FCAW сварка) – Осварке.Нет

Сварка порошковой проволокой (FCAW) — механизированная или автоматическая дуговая сварка порошковой проволокой (самозащитной проволокой). Процесс сварки похож на полуавтоматическую сварку, только в качестве электродной проволоки используется трубчатая проволока с содержанием специального порошка — порошковая проволока. Сварка порошковой проволокой может выполняться с использованием защитных газов или без защитного  газа.

Рис. 1.Схема сварки порошковой проволокой

Метод дуговой сварки самозащитной проволокой был разработан в начале 50-х годов как альтернатива ручной дуговой сварки. Преимуществом данного способа стала возможность отказаться от использования покрытых электродов. Это помогло FCAW сварке преодолеть множество ограничений ручной сварки.

Способы сварки порошковой проволокой

[context] Существует два основных метода сварки порошковой проволокой — сварка порошковой проволокой в среде углекислого газа и сварка порошковой самозащитной проволокой.

Сварка порошковой самозащитной проволокой без защитного газа возможна благодаря порошкообразному флюсу находящемуся внутри проволоки. Помимо флюса, в проволоке содержатся и другие вещества, которые при плавлении создают защитную газовую среду и шлак. Газо- и шлакообразующие вещества защищают зону сварки от воздействия воздуха. Как и при других видах сварки большое внимание необходимо уделять выбору сварочных материалов, то есть проволоки для сварки чтобы получить шов необходимого качества и механическими свойствами.

Сварка порошковой проволокой в среде углекислого газа является фактически объеденным способом сварки FCAW и процесса MAG сварки.  Двойная защита зоны сварки позволяет получить швы высокого качества. Используется преимущественно для сварки качественных сталей. Также как и при полуавтоматической сварки существует вероятность нарушения газовой защиты, что приводит к появлению пор в металле шва.

Преимущества сварки порошковой проволокой

• Сварку самозащитной порошковой проволокой можно выполнять во всех пространственных положениях.
• Существуют марки проволоки позволяющие выполнять сварку без газовой защиты, соответственно сварку можно выполнять на ветру, сквозняке и монтажных условиях без угрозы нарушения защитной среды.
• По сравнению с ручной дуговой и полуавтоматической сваркой, рабочему сварщику необходимо меньше навыков.
• Отсутствие «чешуек» на поверхности сварочного шва.
• Способ не требует тщательной очистки сталей перед сваркой.
• Повышение продуктивности процесса, особенно при сварке двухслойной порошковой проволокой.

Недостатки сварки порошковой проволокой

Сварке порошковой проволокой присущи проблемы не полного сплавления кромок, появление шлаковых включений и трещин в сварочном шве. Такие проблемы существуют и при других способах сварки. Отдельно можно выделить:

• Повышенная склонность к подгоранию токоподводящего наконечника.
• Появляются механические проблемы с подачей порошковой проволоки.
• Высокое выделение дыма при сварке. Во время сварки испаряется много вредных паров, плохо влияющих на организм человека.

что это, особенности и требования, видео

В настоящее время разработано много технологий, которые используются для сваривания разных видов металла. Каждая из них обладает преимуществами и недостатками, поэтому невозможно сказать, какая считается самой лучшей. Но иногда бывают ситуации, когда целесообразно использовать определенный вид сварочного процесса, который позволит создать качественный и прочный шов.

Что касается сварки порошковой проволокой, то этот метод пользуется популярностью среди сварщиков. Во время нее присадочный материал подается в непрерывном режиме, в результате этого получается длинное и прочное соединение. Но все же предварительно стоит рассмотреть главные особенности этого вида сварки.

Требования к проволоке

Порошковая проволока имеет вид обычной трубки. Внутрь нее укладывается флюс с добавлением металлического порошка. Проволока имеет классификацию, которая зависит от следующих важных характеристик: 

• Предназначения материала;
• Варианта используемой защиты;
• Механических качеств;
• Положения при проведении сварочных работ.

Обычно порошковая сварка используется для работ с низколегированной и менее прочной низкоуглеродистой сталью.

К главным требованиям сварки с использованием порошковой проволоки относят:

1. При проведении процесс отмечается стабильность в нагреве электрической дугой.
2. Наблюдается легкое возникновение дуги.
3. Равномерное плавление проволоки, не возникает сильного разбрызгивания раскаленного металла.
4. Шлак, который возникает во время порошковой сварки на области сварного шва, должен с легкостью очищаться после остывания. Также он должен обеспечивать равномерное покрытие всей поверхности соединения.
5. В структуре сварного шва не должно быть повреждений, изъянов, дефектов.

Виды порошковой проволоки

Сварка полуавтоматом порошковой проволокой может выполняться с использованием разных видов расходных материалов. В зависимости от способа применения и метода защита от внешних воздействий порошковый элемент может быть газозащитного и самозащитного вида.

Газозащитный вид

Газозащитную проволоку обычно применяют при проведении полуавтоматической и автоматической сварки для сваривания низколегированных и углеродистых сталей. Она позволяет получить прочный шов с чистой поверхностью без дефектов и изъянов.

Важно! Сварка порошковой проволокой газозащитного вида проводится в среде защитных газов. Часто используется углекислый газ или его смесь с аргоном. Защитный газ поступает извне.

Данную технологию часто применяют для создания нахлестов, она подходит для работы в местах стыков и на углах металлических конструкций. Для ее проведения подходит автоматическое и полуавтоматическое сварное оборудование. Использование этого процесса позволяет добиться постоянство струи,  он имеет сниженные показатели разбрызгивания и высокую стойкость к появлению пор и шлака.

Самозащитный вид

Самозащитный материал выполняется в виде «вывернутого» электрода. Сварка самозащитной порошковой проволокой позволяет проводить работы при разных температурных режимах, даже при экстремальных, при сильных порывах ветра и при других неприятных условиях.

Стоит отметить! Самозащитная проволока часто используется для сварки под названием fcaw. Но что это такое сварка fcaw? Данный процесс осуществляется без применения защитных газовых смесей. Во время него не нужно применять большие газовые баллоны, достаточно поднести сварочный аппарат к месту работы.

Самозащитная проволока обладает следующими положительными качествами:

• Она позволяет проводить сварочные работы в разных положениях;
• Дуга находится в открытом состоянии, именно это позволяет аккуратно передвигать наплавляемый металл;
• Проволока обладает специальным типом покрытия, который повышает устойчивость материала к давлению, оказываемому роликами;
• Во время процесса контролируется химический состав, это минимизирует образование шлака.

Особенности сварки без газа

Для сварки порошковой проволокой без газа обычно применяется самозащитный материал. Он выполняет те же задачи, что и флюс. Во время работ используется специальный порошковый состав с содержанием кремниатов и силикатов. Они отторгаются расплавленной металлической основой и приводят к образованию на поверхности защитной пленки, которая затрудняет попадание кислорода в расплавленный металл.

При проведении сварки полуавтоматом порошковой проволокой без газа многие сварщики используют сварочный материал, который имеет вид трубки из мягкого легкоплавкого металла. Внутри трубка полая. Ее полость внутри обычно заполняется порошком из кремниатов или флюсом, он при плавлении не сгорает, а просыпается на поверхность металла.

Для того чтобы во время процесса дуга смогла успешно войти в сварную ванну и был сформирован правильный шов, требуется выставить прямую полярность при сварке порошковой проволокой. На полуавтоматических устройствах выполняется это переключением контактов внутри аппарата.

Плюсы сварки без газа

Сварка с использованием порошковой проволоки имеет ряд положительных качеств, среди которых стоит выделить:

1. Не нужно применять громоздкие баллоны с газом, которые тяжело переносить.
2. Обладает беспрепятственным перемещением, работать можно на любой высоте, в труднодоступных местах.
3. Высокая производительность труда.
4. При проведении процесса используется специальный порошковый состав, который приводит к появлению шлака, защищающего металла от окисления кислородом, что является отличительным признаком дуговой сварки порошковой проволокой от сварочного процесса с использованием защитного газа.
5. Дуга не проявляет повышенную чувствительность к ветру.

Сварка с использованием порошковой сварки считается востребованной технологией для работы с низколегированными и углеродистыми сталями. Но все же чтобы процесс был проведен правильно и точно, важно знать его главные особенности и требования.

Для начала стоит рассмотреть виды сварочного материала, который может применяться для сваривания металла. Кроме этого немаловажным будет знание принципов проведения процесса без использования защитного газа.

Интересное видео