Одним из наиболее широко используемых и эффективных процессов автоматической сварки в современной тяжелой промышленности и производстве стальных труб являетсясварка под флюсом(ПИЛА). Как зрелая технология, SAW обладает такими характеристиками, как дуга под флюсом, защита флюсом, глубокое проплавление, стабильное качество сварки и меньшее количество брызг. В отличие от методов сварки MIG и TIG (открытой дугой), вся дуга и сварочная ванна при сварке под флюсом полностью покрыты и защищены флюсом, что изолирует зону сварки от воздуха и позволяет избежать дефектов окисления. С момента начала промышленного производства сварка под флюсом стала основным процессом сварки спиральношовных труб, толстостенных стальных конструкций, сосудов под давлением, котлостроения, судостроения и производства крупного оборудования. Благодаря своей пригодности для сварки толстых листов, большой силе тока и простоте автоматизации сварка под флюсом заняла незаменимое место в тяжелой промышленности.
Основное определение и принцип работы
Дуговая сварка под флюсом – это автоматический или полуавтоматический процесс дуговой сварки, в котором в качестве присадочного материала используется сплошная проволока.потокв качестве защитной среды. Ключевой особенностью этого процесса является то, что в процессе сварки дуга покрыта слоем флюса и открытого пламени не видно. Вся металлургическая реакция сварки выполняется в герметичной среде, защищающей от шлака.
Принцип его работы можно разделить на четыре этапа: зажигание дуги, плавление, металлургическая реакция и защита от образования шлака. При запуске сварочного аппарата короткое замыкание между сварочной проволокой и заготовкой генерирует переходный ток, тем самым зажигая дугу. В то же время высокая-тепловая дуга плавит окружающий флюс, сварочную проволоку и основной материал. Расплавленный флюс образует вязкий и плотный слой жидкого шлака, который может полностью покрыть высокотемпературную ванну расплава. Этот слой шлака изолирует кислород, азот и пары воды в воздухе, предотвращая попадание вредных газов в сварной шов. При этом между расплавленным шлаком и расплавленной сталью происходит ряд сложных металлургических реакций, таких как раскисление, десульфурирование и дефосфорация, тем самым очищая микроструктуру сварного шва и улучшая механические свойства сварного соединения. После охлаждения жидкий шлак затвердевает на поверхности сварного шва, образуя твердую оболочку, которую легко удалить и образует гладкий и однородный сварной шов.
Основное оборудование и материалы системы SAW.
Полная система сварки под флюсом состоит из профессионального сварочного оборудования, сварочной проволоки и специального флюса.
1. Сварочное оборудование
Основное оборудование в основном состоит из автоматического сварочного источника питания, устройства подачи проволоки, сварочной тележки или мобильной портальной системы, устройства подачи и восстановления флюса. Сварочный источник питания обеспечивает стабильный ток и напряжение, обеспечивая непрерывное и стабильное горение дуги. Автоматический механизм подачи проволоки может точно контролировать скорость подачи проволоки и согласовывать ее со скоростью сварочного движения, чтобы избежать прерывания дуги и нестабильной ванны расплава. Ходовая тележка приводит сварочный пистолет в движение с одинаковой скоростью, обеспечивая постоянство ширины сварного шва и глубины проплавления. Кроме того, автоматическая система циркуляции флюса обеспечивает автоматическое распределение и возврат флюса, не только обеспечивая непрерывную защиту во время сварочного процесса, но и улучшая использование материала и тем самым снижая производственные затраты.
2. Сварочная проволока и флюс.
Сварка под флюсом основана на совместном воздействии сварочной проволоки и флюса для достижения металлургической оптимизации. Сварочная проволока содержит присадочный металл и легирующие элементы, а флюс служит защитным, раскисляющим и удаляющим примеси агентом. Для различных типов стали, таких как углеродистая сталь, низко-легированная, высоко-прочная сталь и трубопроводная сталь, требуются соответствующие нейтральные, кислотные или щелочные флюсы. Среди них щелочные флюсы обладают относительно сильной способностью удалять примеси, что может значительно улучшить низкотемпературную вязкость и трещиностойкость сварного шва, а также подходят для сварки трубопроводов и сосудов высокого давления, требующих высоких-стандартов; Кислые флюсы имеют хорошие технологические характеристики, стабильную дугу и красивое формирование сварного шва и в основном используются для сварки обычной конструкционной стали.
Полный технологический процесс сварки под флюсом
1. Предварительная-подготовка к сварке
Предварительная-обработка сварки — важнейший этап обеспечения качества сварного шва. Прежде всего, поверхность изделия и область сварного шва необходимо тщательно очистить, удалив ржавчину, оксидную окалину, масляные пятна, влагу и другие загрязнения, чтобы предотвратить такие дефекты, как поры, шлаковые включения и трещины, вызванные примесями. Во-вторых, флюс необходимо сушить при определенной высокой температуре для удаления внутренних водяных паров, тем самым снижая содержание водорода в сварном шве и избегая образования холодных трещин, вызванных водородом. Кроме того, оператору необходимо отрегулировать зазор сварочного узла и угол сварки в соответствии с толщиной листа и стандартами сварки, чтобы обеспечить равномерный слой провара и хорошее проваривание.
2. Настройка параметров и пробная сварка
Перед формальным процессом сварки персоналу необходимо установить основные параметры процесса, включая сварочный ток, напряжение, скорость движения дуги, длину проволоки и т. д. Ток определяет подвод тепла и глубину провара сварного шва; напряжение контролирует ширину сварного шва и внешний вид сварного валика; скорость движения дуги влияет на эффективность сварки и качество сварки. Если параметры не подобраны должным образом, это может привести к недостаточной глубине провара, прожогу-, неполному проплавлению или неравномерному формированию сварного шва. Для обеспечения стабильности параметров и качественного выполнения сварки в условиях крупносерийного-производства необходимо проводить пробную сварку.
3. Формальная сварка и защита флюсом.
В процессе формальной сварки устройство подачи флюса равномерно распределяет флюс по сварному шву, образуя достаточную толщину слоя флюса. Сварочная проволока подается непрерывно, и электрическая дуга стабильно горит под слоем флюса. Электрическая дуга высокой-температуры плавит основной материал и сварочную проволоку, образуя ванну расплава. При этом после плавления флюса образуется защитный шлаковый слой, изолирующий воздух и завершающий металлургическую очистку. Сварочная тележка движется вперед с постоянной скоростью, обеспечивая непрерывную-сварку на большие расстояния. Для спиральношовных труб и толстостенных стальных конструкций-обычно используется двусторонняя-дуговая сварка под флюсом. Сначала выполняется внутренний сварной шов, а затем внешний, чтобы обеспечить полное проплавление и плотную структуру сварного шва.
4. Обработка и проверка после-сварки.
После завершения сварки дождитесь естественного остывания и удалите поверхностную шлаковую оболочку. Поверхность сварного шва гладкая и ровная, с хорошим качеством формовки. Для высококачественной-продукции, такой как трубопроводная сталь и сосуды под давлением, требуются-неразрушающие испытания после сварки-, такие как ультразвуковой контроль и рентгеновская дефектоскопия, для обнаружения внутренних трещин, шлаковых включений и дефектов неполного провара. В то же время необходимо провести испытания механических свойств, такие как испытания на растяжение и ударные испытания, чтобы проверить, соответствуют ли прочность и ударная вязкость сварного шва промышленным стандартам.
Основные технологические преимущества
В процессе промышленного производства сварка под флюсом имеет незаменимые технические преимущества при сварке толстых листов и сварке длинных сварных швов. Во-первых, система защиты флюса может полностью изолировать воздух, что приводит к очень низкому содержанию газа внутри сварного шва и плотной внутренней структуре с отличными механическими свойствами. Во-вторых, сварка под флюсом может выдерживать большие токи и достигать большого тепловложения, обладая хорошей проплавляющей способностью и особенно подходит для сварки толстых листов, которую невозможно выполнить обычными сварочными процессами. Кроме того, этот метод автоматической сварки отличается высокой эффективностью производства, стабильностью процесса сварки, низким процентом дефектов и минимальной зависимостью от человеческого труда. В-четвертых, значительно сокращается загрязнение от сварочного дыма, что улучшает -рабочие условия и безопасность на объекте. В-пятых, сварной шов получается гладким и равномерным, практически без брызг, что существенно снижает трудоемкость последующей шлифовки и тонкой обработки, повышает эффективность производства.
Ограничения
Хотя сварка под флюсом имеет значительные преимущества, она также имеет определенные технические ограничения. Из-за необходимости покрытия флюсом во время сварочного процесса сварка под флюсом подходит только для плоской сварки и горизонтальной сварки и не может обеспечить сварку в полном-положении, такую как вертикальная сварка и сварка над головой. Поэтому существуют позиционные ограничения. Кроме того, дуговая сварка под флюсом не подходит для сварки тонких пластин, поскольку тепловложение при сварке под флюсом слишком велико, что может вызвать деформацию пластины или -прожог. В то же время из-за больших размеров сварочного оборудования оно не подходит для сложных и мелких деталей неправильной формы,-а также для мобильных строительных работ. На реальном производстве необходимо осуществлять строгий контроль основных процессов: строго контролировать температуру сушки флюса, чтобы предотвратить появление водородных-трещин; точно сопоставьте ток и напряжение, чтобы избежать непрокалывания или перегрева электрода; обеспечить равномерное покрытие флюсом, чтобы исключить проникновение воздуха; разумно контролировать скорость сварки, чтобы стабилизировать формирование сварного шва.
Основные промышленные применения
Дуговая сварка широко используется в тяжелой промышленности, где требуются высокие стандарты качества и эффективности.
1. В производстве стальных труб это специализированный процесс сварки спиральношовных труб и продольношовных труб-диаметра, который широко используется в -магистральных нефте- и газопроводах, муниципальных водопроводах и трубопроводах для ветроэнергетики.
2. В производстве тяжелых стальных конструкций технология сварки под флюсом используется для изготовления стальных пластин мостов, несущих-конструкций зданий и производства портового оборудования.
3. При производстве сосудов под давлением и котлов эта технология используется для сварки толстостенных-цилиндров, чтобы обеспечить высокую-стойкость к давлению и воздухонепроницаемость.
4. В судостроении и морской технике сварка под флюсом может обеспечить структурную стабильность и коррозионную стойкость стальных листов корпуса судна и компонентов морских платформ.
Благодаря постоянному развитию автоматизации и интеллектуального производства технология сварки под флюсом постепенно развивается в сторону интеллектуальной регулировки параметров, совместной роботизированной сварки и эффективной сварки, что еще больше повышает эффективность промышленного производства.
Дуговая сварка под флюсом – это эффективный, высококачественный и высокоавтоматизированный процесс сварки, обеспечивающий сварку за счет защиты флюса и металлургической очистки. В отличие от традиционной щелевой дуговой сварки, при сварке под флюсом для защиты используется гранулированный флюс, который позволяет выполнять сварку закрытого типа, эффективно устраняя дефекты пористости и очищая металл сварного шва, что приводит к улучшению механических свойств. Он имеет значительные преимущества, такие как глубокое проплавление, стабильность процесса, эстетичный внешний вид сварного шва и низкий процент дефектов. Он особенно подходит для толстых листов, длинных сварных швов и крупномасштабного-промышленного производства.
Хотя он имеет определенные ограничения в положениях сварки и сварке тонких листов, он по-прежнему занимает доминирующее положение в тяжелой промышленности, производстве трубопроводов, производстве сосудов под давлением и проектировании стальных конструкций. В будущем, благодаря постоянным инновациям в сварочных технологиях и системах автоматического управления, сварка под флюсом позволит достичь более высокой эффективности сварки, снижения уровня дефектов и более стабильных сварочных характеристик, продолжая оставаться основным сварочным процессом, поддерживающим строительство современной промышленной инфраструктуры.
