Назначение и область применения полуавтоматической сварки под флюсом (стр. 2 из 3)
В этом случае используют источники питания с жёсткой вольтамперной характеристикой. В сварочных головках с автоматическим регулятором напряжения на дуге нарушение длины дугового промежутка вызывает такое изменение скорости подачи электродной проволоки (воздействуя на электродвигатель постоянного тока), при котором восстанавливается заданное напряжение на дуге. При этом используют аппараты с падающей вольтамперной характеристикой. Аппараты этих двух типов отличаются и настройкой на заданный режим основных параметров: сварочного тока и напряжения на дуге. На аппаратах с постоянной скоростью подачи заданное значение сварочного тока настраивают подбором соответствующего значения скорости подачи электродной проволоки. Напряжение на дуге настраивают изменением крутизны внешней характеристики источника питания.
Необходимую скорость подачи электродной проволоки устанавливают или сменными зубчатыми шестернями (ступенчатое регулирование), или изменением числа оборотов двигателя постоянного тока (плавное регулирование). Для расширения пределов регулирования скорости подачи в последнее время - часто используют плавно-ступенчатое регулирование (двигатель постоянного тока и редуктор со сменными шестернями). На аппаратах с автоматическим регулятором напряжение на дуге задается и автоматически поддерживается постоянным во время сварки. Заданное значение сварочного тока настраивают изменением крутизны внешней характеристики источника питания. Настройка других параметров режима сварки (скорости сварки, вылета электрода, вы соты слоя флюса и др.) аналогична для аппаратов обоих типов и определяется конструктивными особенностями конкретного аппарата (рис. 1).
Рис. 1 - 1 – кассета подающего механизма; 2 – гибкий шланг для подачи электродной проволоки и электрического тока; 3 – ролики подающего механизма; 4 – держатель; 5 – подающий механизм; 6 – аппаратный ящик с электрооборудованием полуавтомата; 7 – сварочный трансформатор
2.3 Типы флюсов
Флюсы можно классифицировать по способу изготовления, назначению, химическому составу, строению и размеру частиц. По способу изготовления флюсы делятся на плавленые и неплавленые. Плавленые флюсы получают путем сплавления компонентов шихты в электрических или пламенных печах. При изготовлении неплавленых флюсов частицы флюсовой шихты скрепляют без их сплавления. К числу неплавленых флюсов относятся керамические и спеченные флюсы, а также флюсы-смеси. Керамические флюсы производят из смесей порошкообразных материалов, скрепляемых с помощью клеящих веществ, главным образом жидкого стекла. Спеченные флюсы изготовляют путем спекания компонентов шихты при повышенных темпера турах без их сплавления. Полученные комки затем измельчают до требуемого размера. Флюсы-смеси изготовляют механическим смешением крупинок различных материалов или флюсов. Большим недостатком механических смесей является склонность к разделению на составляющие при транспортировке и в процессе сварки вследствие разницы в плотности, форме и размере крупинок. Поэтому механические смеси не имеют постоянных составов и сварочных свойств и недостаточно надежно обеспечивают получение стабильного качества сварных швов. В зависимости от назначения и преимущественного применения различают флюсы для электродуговой и для электрошлаковой сварки, а также для механизированной сварки и на плавки углеродистых сталей, легированных сталей, цветных металлов и сплавов. Такое разделение в известной степени условно, поскольку флюсы, преимущественно применяющиеся для сварки и наплавки металлов или сплавов одной группы, могут быть с успехом использованы для сварки и наплавки металлов другой группы. Вместе с тем флюсы, предназначенные для сварки одних цветных металлов или одних марок легированных сталей, мо гут оказаться непригодными для сварки других цветных металлов или других марок легированных сталей. Различают флюсы общего назначения и специальные. Флюсы общего назначения предназначены для механизированной дуговой сварки и наплавки углеродистых и низколегированных сталей низкоуглеродистой и легированной сварочной проволокой, специальные флюсы - для отдельных видов сварки, например, электрошлаковой или сварки высоколегированных сталей.
Одним из важных показателей оценки сварочно-технологических свойств флюса и механических характеристик металла сварного шва является индекс основности флюса В (Ьа sisety index). Определение В основано на том, что кислые оксиды (SiO2;TiO2) способствуют снижению межфазного натяжения и интенсификации реакций на границе раздела металл шлак, в результате которых из шлака в расплавленный металл переходят кислород, кремний и марганец. Чаще всего этот переход осуществляется в виде оксидов, т. е. в металле шва растет содержание неметаллических включений типа силикатов марганца. Основные оксиды (СаО, МnО и др.) подавляют этот переход за счет увеличения межфазного натяжения на границе металл-шлак. Основность флюса в соответствии с рекомендациями МИС рассчитывают по формуле: СаО + MgO + ВаО + К2О + Na2O + CaF2 + 0,5(MnO + FeO 0,5(Al2О3 +TiO2 + ZrO2) + SiO2 Кислые флюсы (В<1,0) за счет низкого значения межфазного натяжения на границе металл-шлак обеспечивают хорошие сварочно-технологические свойства при сварке как однопроходных, так и многопроходных швов. Однако кремний и марганце-восстановительные процессы, характерные для этих флюсов, снижают уровень механических свойств металла сварных швов. Основные флюсы (В >1,5) подавляют переход кислорода, кремния и марганца в наплавленный металл, но из-за высокого уровня межфазного натяжения на границе металл-шлак обладают худшими, по сравнению с кислыми флюсами, сварочно-технологическими свойствами. Нейтральные флюсы (1,0<В>1,5) в зависимости от химического состава обладают сочетанием свойств, характерных для кислых и основных флюсов. Кислые флюсы используют, как правило, для сварки неответственных конструкций, изготавливаемых из углеродистых сталей, основные флюсы используют при сварке ответственных конструкций, сталей со специальными свойствами.
Таблица 1 - Классификация сварочных флюсов по химическому составу
2.4 Устройство горелки-держателя
При сварке под флюсом дуга горит в закрытой полости 2, защищенной от воздействия воздуха оболочкой расплавленного шлака. Флюс 1 защищает зону сварки от воздуха и предотвращает возможность разбрызгивания металла. Защита дуги и зоны сварки от воздуха, резкое уменьшение вылета электрода позволили существенно повысить величину тока и производительность сварки.
Горелка полуавтомата для сварки под флюсом содержит мундштук 16 с наконечником 4, воронку 5, снабженную заслонкой 7, перекрывающей подачу флюса в насадку 18. Насадка изолирована от токоведущего мундштука втулкой 17, вследствие чего горелка при сварке может опираться на изделие (рис. 1, 6). При сварке швов сравнительно большой протяженности целесообразно пользоваться костылем 19, имеющимся на горелке. Воронка может поворачиваться вокруг оси мундштука, что удобно для сварки угловых швов (рис. 2, в, г, д).
Рис. 2 - Горелка ДШ - 54 для сварки под флюсом и различные ее настройки а, б - сварка стыкового шва с опорой на костыль, в - сварка стыкового шва с опорой на насадку, г - сварка углового шва наклонным электродом, д - сварка углового шва, "в лодочку"; 1 - слой флюса, 2 - дуга, 3 - электрод, 4 - наконечник, 5 - воронка, 6 - обратный конус с сеткой, 7 - заслонка, 8 - рукоятка, 9 - спираль направляющего шланга, 10 - токоведущая жила, 11 - оболочка, 12 - удлинитель, 13 - зажим, 14 - штуцер, 15 - конический сухарь, 16 - мундштук, 17 - втулка изоляционная, 18 - насадка, 19 – костыль
На рисунке приведена кинематическая схема механизма подачи, снабженного асинхронным трехфазным двигателем, используемым в полуавтомате ПШ - 54. Скорость подачи проволоки настраивается при помощи выдвижных шпонок в пределах 81 - 568 м/ч.
Полуавтомат ПШ - 54 комплектуется универсальной горелкой, показанной на рис. 1. Флюс поступает в зону сварки под действием собственного веса из воронки 5 емкостью около 1,5 кг. Размеры воронки выбраны такими, чтобы горелка была достаточно маневренной. Обратный конус 6 препятствует высыпанию флюса при наклоне горелки. К горелке, мундштук 16 которой является съемным, при помощи конического разрезного сухаря 15 прикрепляется шланг марки КШПЭ - 70. Входной штуцер 14 шланга укреплен зажимом 13 и снабжен резиновым удлинителем 12, препятствующим резкому перегибу проволоки в шланге.
Принципиальная электрическая схема полуавтомата ПШ – 54
Принципиальная электрическая схема полуавтомата ПШ - 54 при сварке на постоянном токе приведена на рисунке. При включении кнопки «Пуск», смонтированной на рукоятке горелки, срабатывает промежуточное реле РП, включается двигатель ДПэ механизма подачи электродной проволоки и начинается сварка, так как электрод соединен с обмотками генератора и находится под напряжением. Для безопасности работы в стесненных местах металлоконструкций двигатель и кнопка «Пуск» питаются от трансформаторов ТП1 и ТП2, понижающих напряжение сети до 36 В.
В тех случаях, когда полуавтомат питается переменным током, реле РП при помощи дополнительной пары нормально разомкнутых контактов включает контактор в цепи сварочного трансформатора.
3. Техника полуавтоматической сварки под флюсом
3.1 Сварка стыковых швов
