Металлургия сварки порошковой проволокой. Сварка порошковой проволокой
Технология дуговой сварки порошковой проволокой (часть1)
В зависимости от состава шихты сердечника порошковую проволоку можно использовать для дуговой сварки различных марок сталей и чугуна как с внешней газовой или флюсовой защитой, так и без нее.
В сердечнике порошковой проволоки, предназначенной для сварки без внешней защиты (для сварки открытой дугой), должны содержаться газо- и шлакообразующие вещества, а также раскислители. Причем в порошковой проволоке, предназначенной для сварки без внешней защиты, количество газо- и шлакообразующих веществ может быть несколько меньшим, чем в покрытых электродах (это не ухудшает качество металла шва).
Наиболее рационально применять порошковую проволоку для полуавтоматической сварки монтажных соединений стальных конструкций в строительстве, судостроении и других отраслях, где полуавтоматическую сварку в углекислом газе трудно выполнять из-за отдувания струи защитного газа ветром.
Порошковая проволока изготовляется на специальном станке путем непрерывного сворачивания в трубку низкоуглеродистой ленты из стали марки 08кп и протягиванием через фильеры (волоки) с одновременным заполнением трубки порошкообразной смесью размолотых газо- и шлакообразующих компонентов, ферросплавов и железного порошка.
Для уплотнения сердечника и уменьшения диаметра порошковую проволоку протягивают последовательно через несколько фильер различного диаметра. Например, лента сечением 0,5x15 мм сворачивается с помощью фильера диаметром 5 мм, а при волочении она последовательно пропускается через фильеры диаметрами 4,0; 3,5; 3,3; 3,0; 2,8 мм.
Для получения проволоки диаметром менее 2,5—2,8 мм следует использовать ленту меньшего сечения (меньшей ширины).
Порошковую проволоку для сварки чугуна изготовляют из низкоуглеродистой ленты размером 15X0,6 или 20X0,6 мм и шихты, состоящей из порошков графита, ферросилиция, ферротитана, ферромарганца, алюминия и железного порошка. Содержание графитизаторов в проволоке должно быть достаточным для получения плотной чугунной наплавки без отбела и трещин. Проволоку протягивают до диаметра 3 мм.
Материалы, используемые для приготовления шихты порошковой проволоки, размалывают в порошок, просеивают через мелкие сита (600—900 отв/см2) и, просушивают или прокаливают при температуре, принятой для данного материала в электродном производстве. Порошковая проволока должна храниться в сухом помещении. Перед употреблением поверхность порошковой проволоки очищают от загрязнений.
Полуавтоматическую сварку стали порошковой проволокой без внешней защиты выполняют шланговым полуавтоматом А-765, причем техника такой сварки аналогична технике полуавтоматической сварки в углекислом газе и практически мало отличается от техники ручной дуговой сварки.
Сварка порошковой проволокой выполняется на постоянном токе обратной полярности. Желательно использовать источник постоянного тока с жесткой или пологопадающей внешней характеристикой (особенно при сварке на низком сварочном токе и напряжении дуги).
Диаметр порошковой проволоки и сварочный ток выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла, количества необходимых слоев шва и положения шва в пространстве.
www.prosvarky.ru
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
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.
osvarke.net
Металлургия сварки порошковой проволокой
Сварка порошковой проволокой может выполняться в двух вариантах: без дополнительной защиты и с дополнительной защитой. Дополнительная защита сварочной дуги углекислым газом увеличивает производительность сварки и улучшает внешний вид швов, а также резко снижает разбрызгивание и склонность швов к пористости, она расширяет диапазон рабочих напряжений и токов. Применение порошковой проволоки с дополнительной защитой углекислым газом позволяет повысить механические свойства швов. Для сварки в С02 разработаны две марки порошковой проволоки ПП-АН4 (типа Э50А) и ПП-АН8 (типа Э46). Без дополнительной защиты порошковая проволока внутри имеет шихту, которая и обеспечивает химико-металлургическую обработку сварочной ванны. Проволоки с внутренней защитой могут быть с сердечником следующих типов: рутиловым, карбонатно-фтористым и рутил-карбонатно-фтористым. Проволоки рутилового типа ПП-АН1, ПП-1ДСК и другие имеют наплавленный металл, близкий к полуспокойной стали, и содержат значительное количество водорода и кислорода. Проволоки карбонатно-фтористого типа имеют хорошо раскисленный металл шва с небольшим содержанием водорода.
Защита металла от азота и кислорода воздуха в проволоках рутилового типа выполняется при помощи органических материалов, которые в процессе плавления проволоки, разлагаясь, образуют газовую защиту (оболочку). Атмосфера дуги содержит значительное количество водорода и паров воды, в результате чего содержание водорода в сварных швах высокое. При повышении величины сварочного тока количество водорода в металле шва и содержание азота уменьшается, а кислорода увеличивается. На повышенных токах при сварке проволоками рутилового типа появляется склонность к образованию пористости в сварных швах, которая связана с условиями выделения водорода и азота из сварочной ванны. Если скорость роста пузырьков газов меньше скорости продвижения зоны кристаллизации ванны, то в этом случае пузырьки не успевают всплыть и в швах образуются поры. Введение в сварочную ванну кремния уменьшает скорость роста пузырьков, т. е. снижает пористость. Снизить пористость можно путем создания условий для поглощения водорода на стадии капли и интенсивного его выделения из ванны до начала кристаллизации. В порошковых проволоках это решено путем введения в сердечник минералов, имеющих в своей структуре кристаллизационную воду, что предупреждает также восстановление кремнезема сердечника и переход кремния в металл. По этой же причине не возникает пористость при сварке по ржавому металлу. Повышение содержания водорода и снижение содержания кремния в ванне улучшают процесс выделения газов и обеспечивают удаление значительных количеств водорода и азота из сварочной ванны до момента ее кристаллизации. Влияние СО на образование пор незначительно. Рутиловые проволоки, несмотря на их ограниченную производительность, получили в нашей стране широкое развитие, что связано с малой чувствительностью к образованию пористости при наличии на кромках свариваемых изделий влаги, ржавчины, окалины. При сварке этими проволоками не требуется специальная подготовка металла.
При сварке порошковыми проволоками карбонатнофтористого типа основной причиной образования пористости, является пересыщение металла азотом и водородом, что происходит в результате несовершенства защиты расплавленного металла от воздуха, а также связано с колебаниями режима сварки. Улучшение условий защиты металла достигается изменением конструкции порошковой проволоки. Например, проволоки двухслойной конструкции обеспечивают более надежную защиту по сравнению с трубчатыми. Предотвращения пористости металла шва при повышении содержания азота можно добиться путем введения в проволоку активных нитридообразующих элементов — титана или алюминия. Легирование проволоки титаном или алюминием переводит значительное количество азота в стойкие нитриды и предупреждает выделение пузырьков газа. Титан и алюминий, а также их нитриды, находясь в сварных швах в значительных количествах, снижают пластичность металла. Введение титана и алюминия в проволоку трубчатой конструкции для предупреждения пористости рекомендуется для сварки однослойных швов и в тех случаях, когда требования к пластичности металла невелики. При высоких содержаниях титана, алюминия и азота в металле шва возможно образование хрупких структур. Поэтому легирование металла титаном или алюминием благоприятно лишь до определенных концентраций этих элементов в сварном шве. Наиболее надежные пути снижения поглощения азота металлом сварного шва — это применение двухслойной конструкции проволоки, либо дополнительной защитой зоны сварки углекислым газом. Увлажнение сердечника порошковой проволоки карбонатно-фтористого или рутил-карбонатно-фтористого типа, наличие ржавчины на кромках свариваемых изделий или в сердечнике и остатки волочильной смазки на поверхности проволоки, как правило, вызывают пористость швов. Причиной пористости в этом случае является выделение водорода. Источниками водорода в зоне дуги при сварке порошковыми проволоками могут являться влага материалов сердечника проволоки, влага и ржавчина на металле, смазка на поверхности проволоки. Для снижения содержания водорода в исходных материалах производится сушка и прокалка материалов сердечника, прокалка готовой проволоки с целью удаления волочильной смазки и т. п. Стойкость сухой порошковой проволоки рутил-карбонатно-фтористого типа против пор, вызванных ржавчиной на поверхности металла, выше, чем проволоки Св-08 при сварке под флюсом АН-348.
oitsp.ru
Сварка порошковой проволокой. В углекислом газе и с самозащитной порошковой проволокой.
Механизированная сварка порошковой проволокой — это дуговая сварка, осуществляемая с применением специального электродного материала в виде трубчатой проволоки с порошковым наполнителем. Существуют различные способы сварки дуговой порошковой проволокой с дополнительной защитой зоны дуги газом (в подавляющем большинстве технологий углекислым газом).
При данном способе сварки — как и при сварке в углекислом газе стальной сплошной проволокой — в защите расплавленного основного и электродного металла от воздуха самое активное участие принимает подаваемый в зону сварки газ; открытой дугой без использования каких-либо дополнительных средств защиты расплавленного металла (газа, флюса) — так называемая сварка самозащитной порошковой проволокой. При такой схеме сварки баллон с газом, система подачи и регулирования расхода газа не требуются.
Защита расплавленного металла от воздуха достаточно надежно обеспечивается лишь за счет большого количества газов и жидкого шлака, образуемых при разложении газообразующих и плавлении шлакообразующих материалов, содержащихся в порошке-наполнителе проволоки; с дополнительной защитой флюсом. В этом случае схема сварки аналогична сварке под флюсом, только в качестве плавящегося электрода используется проволока не сплошного сечения, а порошковая.
В строительстве получили применение первые два способа механизированной сварки. Сварка порошковой проволокой в углекислом газе в основном используется в закрытых от ветра помещениях (цехах, мастерских), где отсутствует сильное движение воздуха, способное снести защитный газ и, как следствие, привести к появлению в сварном соединении пор. Скорость ветра в зоне дуги при сварке порошковой проволокой в углекислом газе не должна превышать 2 — 3 м/с.
Сварка самозащитной порошковой проволокой применяется чаще всего при производстве работ на открытых строительно-монтажных площадках. Этому способствуют два фактора. Во-первых, сварку самозащитной проволокой можно выполнять — в зависимости от марки проволоки — при скоростях ветра до 10 м/с (допустимая скорость ветра при ручной дуговой сварке покрытыми электродами составляет 7 — 10 м/с). Во-вторых, схема самой сварки, при которой процесс осуществляется только за счет подачи в зону дуги непрерывного электрода, по технологическим возможностям в максимальной степени приближается к ручной дуговой сварке, — способу, технологически наиболее пригодному для производства монтажных работ. Механизированную сварку самозащитной порошковой проволокой используют при монтаже практически всех типов конструкций: стальных и железобетонных каркасов производственных зданий, объектов доменных комплексов, резервуаров, труб, морских стационарных платформ, высотных и других сооружений.
Похожие статьи
mastrerkon.ru
Сварка порошковой проволокой
Темы : Сварка MIG / MAG, Сварка в углекислом газе, Проволока порошковая.
Другие страницы по теме
Сварка порошковой проволокой
:
Сварка порошковой проволокой - это разновидность механизированной сварки плавящимся электродом. Конструкцией порошковой проволоки определяются некоторые особенности ее плавления. Её сердечник состоит на 50...70% из неметаллических, неэлектропроводных материалов, поэтoму дуга горит на металлической оболочкe. Малая жесткость порошковых проволок требуeт применения специальных механизмов подачи c двойным приводом и мaлым давлением поджатия.
Сварка порошковой проволокой имеет металлургические особенности процесса, которые определяют повышенные требования к соблюдению рекомендуемых вылета электрода и напряжения дуги. Если плавление сердечника отстает от плавления оболочки, возможен переход его в сварочную ванну в нерасплавленнoм состоянии, что вызывает образование пор и неметаллических включений в металле шва.
Проволоки применяют для сварки самозащитные (т. е. без дополнительной защиты) или с дополнительнoй защитой углекислым газом CO2. B зависимости от типa проволоки (рутил-органический, карбонагно-фпюоритовый и др.) используют постоянный ток прям ой ил и обратной полярности. Сварку порошковой проволокой в углекислом газе рекомендуется проводить с использованием рутиловых и рутил-флюоритовых порошковых проволок.
Техника сварки порошковыми проволоками малo отличается oт сварки в защитном газе плавящимся электродом. Но появление нa поверхности сварочной ванны шлака изменяeт уcловия проплавления корня шва и пpи многослойной сварке требует тщательнo очищать от шлака поверхность предыдущиx швов.
Подготовка кромок, иx очистка и сборка пoд сварку осуществляются теми жe способами, что и при другиx способах сварки. Прихватки выполняют покрытыми электродами или порошковой проволокой.
Проволоки рутил-органического типа имeют удовлетворительные технологические свойства, они малочувствительны к изменению напряжения сварочной дуги. Вылет электрода должeн быть 15...20мм. Проволоки карбонатно-флюоритового типа трeбуют стабилизации напряжения дуги и болеe тщательной очистки кромок, чeм проволоки рутил-органического типа. Для надежногo возбуждения и горения дуги, предупреждения в швах поp вылет электрода должен устанавливатьcя в пределах 25.. .30мм.
Для предупреждения пористости проволоку следует прокали вать при 230 .. .250°C в течениe 2...3 ч.
- < Сварка в среде защитных газов
- Сварка в углекислом газе >
weldzone.info
Режимы сварки порошковой проволокой. Режимы сварки самозащитной порошковой проволокой.
К основным параметрам режима сварки порошковой проволокой (как и вообще механизированной сварки плавящимся электродом) относятся: сила сварочного тока, полярность, напряжение дуги, диаметр проволоки, скорость подачи проволоки, вылет проволоки. Расход углекислого газа устанавливаются в зависимости от марки и толщины свариваемого металла, положения шва в пространстве, числа слоев для заполнения разделки.
Сварочный ток является основным фактором, определяющим устойчивость и производительность процесса, размеры сварного шва. Регулируют силу тока, используя свойство саморегулирования дуги, путем изменения скорости подачи проволоки в зону дуги. С увеличением скорости подачи сварочный ток возрастает и наоборот. Благодаря действию упомянутого эффекта при механизированной сварке плавящимся электродом самопроизвольно устанавливается такой процесс и такой ток, при котором скорость плавления проволоки становится равной скорости ее подачи. Вместе с тем следует отметить, что это явление устойчиво имеет место только в определенном диапазоне скоростей подачи проволоки и токов, выход, из которого приводит к закорачиванию или обрыву дуги. Величина этого диапазона и конкретные значения сварочного тока зависят от способа сварки (открытой дугой или в углекислом газе), диаметра и вылета проволоки, а также напряжения дуги.
Напряжение дуги является вторым важнейшим параметром режима механизированной сварки. Его устанавливают путем регулирования напряжения холостого хода источника питания с учетом внешней характеристики. При малом напряжении дуги снижается общая ее длина, что может привести к ухудшению формирования шва. С повышением напряжения дуги улучшается формирование шва и увеличивается ширина валика. Однако чрезмерное повышение напряжения, вызывающее удлинение дуги, приводит к увеличенному разбрызгиванию расплавленного металла и может явиться причиной образования пористости и подрезов. Необходимо отметить, что самозащитные порошковые проволоки, более чувствительны к изменению напряжения дуги, чем порошковые проволоки, предназначенные для сварки в углекислом газе.
Важной характеристикой режима сварки порошковой проволокой является вылет, т. е. расстояние от торца токоподводящего наконечника до сварочной дуги. Его, как правило, задают заранее в зависимости от способа сварки, марки и диаметра проволоки, типа сварного соединения. Увеличение вылета проволоки при том же сварочном токе повышает производительность наплавки, увеличивает выпуклость шва. Предварительный подогрев проволоки на вылете проходящим сварочным током приводит к укрупнению капель переносимого электродного металла и может вызывать повышение потерь на разбрызгивание.
При сварке самозащитными проволоками изменение вылета в зависимости от марки проволоки колеблется от 15 до 90 мм. При сварке в углекислом газе вылет может применяться в более узком диапазоне — от 15 до 40 мм. Большее увеличение вылета, вызывающее отдаление сопла горелки, подающего углекислый газ, от изделия, может привести к ухудшению защиты расплавленного металла от воздуха и, как следствие, к образованию пористости.
Похожие статьи
mastrerkon.ru
