Сварка под флюсом ( SAW ) — это распространенный процесс дуговой сварки . Первый патент на SAW был получен в 1935 году. Для этого процесса требуется непрерывно подаваемый расходный сплошной или трубчатый (с металлическим сердечником) электрод. [1] Расплавленный шов и зона дуги защищены от атмосферного загрязнения, будучи «погруженными» под слой гранулированного плавкого флюса, состоящего из извести , кремния , оксида марганца , фторида кальция и других соединений. При расплавлении флюс становится проводящим и обеспечивает путь тока между электродом и изделием. Этот толстый слой флюса полностью покрывает расплавленный металл, тем самым предотвращая разбрызгивание и искры, а также подавляя интенсивное ультрафиолетовое излучение и пары, которые являются частью процесса сварки защищенным металлом (SMAW). [2]
SAW обычно работает в автоматическом или механизированном режиме, однако доступны полуавтоматические (ручные) пистолеты SAW с подачей флюса под давлением или самотеком. Процесс обычно ограничивается плоскими или горизонтальными угловыми положениями сварки [2] (хотя горизонтальные сварные швы с разделкой кромок выполнялись со специальным приспособлением для поддержки флюса). Сообщалось о скоростях наплавки, приближающихся к 45 кг/ч (100 фунтов/ч) — это сопоставимо с ~5 кг/ч (10 фунтов/ч) (макс.) для дуговой сварки защитным металлом . Хотя обычно используются токи в диапазоне от 300 до 2000 А, [3] также использовались токи до 5000 А (несколько дуг).
Существуют варианты процесса с одним или несколькими (от 2 до 5) электродными проволоками. При плакировании полосой SAW используется плоский электрод (например, шириной 60 мм x толщиной 0,5 мм). Может использоваться постоянный или переменный ток, а комбинации постоянного и переменного тока распространены в системах с несколькими электродами. Чаще всего используются источники питания постоянного напряжения для сварки ; однако доступны системы постоянного тока в сочетании с устройством подачи проволоки с датчиком напряжения.
Он подает флюс и присадочный металл к сварному соединению. Здесь электрод (присадочный металл) получает напряжение.
Он хранит флюс и контролирует скорость его нанесения на сварной шов.
Гранулированный флюс защищает и, таким образом, защищает расплавленный сварной шов от атмосферного загрязнения. [2] Флюс очищает металл сварного шва, а также может изменять его химический состав. Флюс гранулируется до определенного размера. Он может быть плавленого, связанного или механически смешанного типа. Флюс может состоять из фторидов кальция и оксидов кальция , магния , кремния , алюминия и соединений марганца . [ требуется ссылка ] Легирующие элементы могут быть добавлены в соответствии с требованиями. Вещества, выделяющие большое количество газа во время сварки, никогда не смешиваются с флюсом. Флюс с мелкими и крупными размерами частиц рекомендуется для сварки более тяжелых и меньших толщин соответственно.
Присадочный материал SAW обычно представляет собой стандартную проволоку, а также другие специальные формы. Эта проволока обычно имеет толщину от 1,6 мм до 6 мм (от 1/16 дюйма до 1/4 дюйма). В определенных обстоятельствах можно использовать скрученную проволоку, чтобы придать дуге колебательное движение. Это помогает сплавить носок шва с основным металлом. [4] Состав электрода зависит от свариваемого материала. В электроды могут быть добавлены легирующие элементы. Электроды доступны для сварки мягких сталей , высокоуглеродистых сталей , низколегированных и специальных легированных сталей , нержавеющей стали и некоторых цветных металлов, таких как медь и никель . Электроды обычно покрыты медью для предотвращения ржавления и повышения их электропроводности. Электроды доступны в прямых длинах и катушках. Их диаметры могут быть 1,6, 2,0, 2,4, 3, 4,0, 4,8 и 6,4 мм. Приблизительные значения токов для сварки электродами диаметром 1,6, 3,2 и 6,4 мм составляют 150–350, 250–800 и 650–1350 ампер соответственно.
Флюс начинает оседать на свариваемом соединении. Поскольку флюс не является электропроводным в холодном состоянии, дугу можно зажечь либо путем соприкосновения электрода с заготовкой, либо путем помещения стальной ваты между электродом и заготовкой перед включением сварочного тока, либо с помощью высокочастотного устройства. Во всех случаях дуга зажигается под слоем флюса. Флюс в противном случае является изолятором, но как только он расплавляется из-за тепла дуги, он становится высокопроводящим, и, следовательно, ток между электродом и заготовкой поддерживается через расплавленный флюс. Верхняя часть флюса, контактирующая с атмосферой, которая видна, остается гранулированной (неизмененной) и может быть использована повторно. Нижний, расплавленный флюс становится шлаком , который является отходами и должен быть удален после сварки.
Электрод непрерывно подается к свариваемому стыку с заданной скоростью. В полуавтоматических сварочных установках сварочная головка перемещается вручную вдоль стыка. В автоматической сварке отдельный привод перемещает либо сварочную головку над неподвижной заготовкой, либо заготовка перемещается/вращается под неподвижной сварочной головкой.
Длина дуги поддерживается постоянной с помощью принципа саморегулирующейся дуги. Если длина дуги уменьшается, напряжение дуги увеличивается, ток дуги и, следовательно, скорость выгорания увеличиваются, тем самым вызывая удлинение дуги. Обратный процесс происходит, если длина дуги увеличивается больше нормы. [5]
Для контроля проникновения и поддержки больших объемов расплавленного металла, связанных с процессом, может использоваться опорная пластина из стали или меди.
