Volba automatického režimu svařování pod tavidlem závisí na názvu základního kovu, jeho tloušťce a tvaru hran. Existují 4 hlavní nastavitelné parametry:
- průměr drátu svařovací elektrody;
- síla a druh proudu, jeho polarita;
- rychlost pohybu oblouku;
- napětí svařovacího zdroje.
Existují také další parametry, které ovlivňují určení režimu svařování:
- složení (značka) a fyzikální a chemické vlastnosti použitého tavidla;
- drát vylétající z hrotu vedoucího proud;
- úhel sklonu elektrody k ose svaru.
Postup pro výpočet režimů
Konstrukční dokumentace specifikuje tloušťku svařovaných dílů, typ a tvar řezání svarových švů v souladu s GOST pro odpovídající druhy kovu a jeho jakosti. Technologie provádění práce určuje parametry svařovacího režimu a operace přípravy svařovaných hrudek.
Pro výpočet parametrů svařování se používají následující vzorce:
Q = (I * U * 60) * k / V, kde:
- Q – měrná tepelná energie (kJ/mm);
- I – svařovací proud (A);
- U – napětí oblouku (V);
- V – rychlost svařování (mm/min.);
- к – koeficient vneseného užitečného tepla (pro svařování pod tavidlem K = 0,9).
Faktor tvaru svarového úseku se doporučuje v rozsahu 1…1,5. F=S/h, kde:
Režimy automatického svařování různých kovů pod vrstvou tavidla
Doporučené (přibližné) režimy tupých spojů.
měď M1
titan VT 1-0
ocel St. 20
Režimy stolního svařování jsou orientační. Přesné parametry režimu se zjišťují navařením zkušebních spojů na kontrolních proužcích. To platí zejména pro automatické svařování pod tavidlem, protože oblast tavení nelze během procesu vizuálně kontrolovat.
Svařovací proud (I)
Síla proudu ve svařovacím oblouku má významný vliv na hloubku průniku. Volba tohoto parametru závisí na druhu kovu, jeho tloušťce a tvaru svařovaných řezných hran.
Polarita proudu ovlivňuje redistribuci tepelné energie mezi odtavnou elektrodou a základním kovem. Přímá polarita se používá ke zvýšení podílu usazeného kovu ve svarovém kovu, ale má negativní vliv na stabilitu oblouku a rozstřikování svarové lázně.
Zpravidla se pro svařování pod tavidlem většiny kovů (s výjimkou hliníku) používá připojení svařovacího zdroje s obrácenou polaritou.
Rychlost svařování (V)
Volba optimální rychlosti svařování zajišťuje správný tvar úseku švu, ovlivňuje dobu setrvání lázně v kapalné formě a průběh tepelných a metalurgických procesů při svařování. Na tepelné příkony a příkon tepla má opačný vliv.
Schéma automatického procesu svařování pod tavidlem
Změna rychlosti svařování vede ke změně tvarového faktoru úseku svaru, jeho hloubky a šířky.
Napětí svařovacího proudu (U)
Zvýšení napětí vede ke zvětšení kontaktního místa svařovacího oblouku na kovovém povrchu a v důsledku toho ke zvětšení šířky svaru. Při nízkém napětí se vytvoří konkávní housenka bez výztuže a podél tavné linie se vytvoří podříznutí. Zvýšené napětí vede k vytvoření vysoce vyztuženého svaru s úzkou zónou natavení.
Průměr elektrody (drátu), (∅)
Při nastaveném proudu je nepřímo úměrná závislost proudové hustoty na průměru drátu.
Čím menší je průměr elektrody, tím vyšší je proudová hustota. S rostoucí proudovou hustotou má koeficient tvaru svaru tendenci klesat.
Přibližná cena drátu pro automatické svařování pod tavidlem na Yandex.market
Vliv dalšího nastavení režimu svařování na šev
Pro správné vytvoření svaru je nutné zajistit, aby parametry procesu svařování odpovídaly provedení svarového spoje. Důležitost správného nastavení je zvláště důležitá pro svařování kovů a slitin, které jsou chemicky aktivní při vysokých teplotách. Při nastavování režimu by se neměla zanedbávat experimentální práce.
Vliv parametrů oblouku
Napětí svařovacího oblouku se zvyšuje s jeho délkou. To ovlivňuje vznik obloukového výboje a stabilitu spalovacího procesu.
Zvýšené napětí vede ke zvětšení kontaktního místa na povrchu kovu a roztažení svaru.
Vliv úhlu elektrody
Umístění elektrody vzhledem k povrchu součásti ovlivňuje hloubku průniku a velikost svarové lázně. Obvykle se používá kolmé uspořádání elektrody k rovině svařování.
Vliv elektrody opouštějící hrot dodávající proud
Zvětšení přesahu vede k dodatečnému ohřevu svařovacího drátu, jeho zrychlenému tavení a zvýšení podílu elektrodového kovu ve svarovém kovu. Optimální prodloužení elektrodového drátu v závislosti na jeho průměru je uvedeno v tabulce.
| Průměr drátu, mm | 2-2,5 | 3-4 | 5 |
| Dosah od špičky, mm | 14-16 | 17-19 | 20-22 |
Svařování pod tavidlem – obloukové svařování, při kterém oblouk hoří pod vrstvou práškového svařovacího tavidla.
Podle stupně mechanizace procesu se rozlišuje automatické svařování pod tavidlem (přívod elektrody do svařovací zóny a pohyb elektrody po svařovaných hranách jsou mechanizované) a mechanizované (pouze přívod elektrody elektroda je mechanizovaná). Schéma automatického procesu svařování pod tavidlem je na Obr. 10.8.
Elektrodový drát je přiváděn do svařovací zóny pomocí hnacích a přítlačných válečků. Okraje svařovaného produktu ve svařovací zóně jsou pokryty vrstvou tavidla přiváděného z násypky. Tloušťka vrstvy tavidla je t ≈ 30…50 mm. Svařovací proud je přiváděn do elektrody vodivým náustkem umístěným v krátké vzdálenosti (40. 60 mm) od konce drátu elektrody. Díky tomu lze při automatickém svařování použít vysoké svařovací proudy. Oblouk je vybuzen mezi svařovaným obrobkem a drátem elektrody. Když hoří oblouk, vytvoří se lázeň roztaveného kovu, která je nahoře pokryta roztavenou struskou a zbývajícím neroztaveným tavidlem.
Páry a plyny vytvořené v obloukové zóně vytvářejí kolem ní uzavřenou plynovou dutinu. Určitý přetlak, ke kterému dochází během tepelné expanze plynů, tlačí tekutý kov ve směru opačném ke směru svařování. Tenká vrstva kovu je zachována pouze na základně oblouku. Za takových podmínek je zajištěno hluboké pronikání základního kovu. Oblouk hoří v plynové dutině uzavřené roztavenou struskou, v důsledku čehož se výrazně snižují tepelné a kovové ztráty způsobené výpary a rozstřikem.
Jak se oblouk pohybuje podél svařovaných hran, nanesený kov se ochlazuje a vzniká svar. Tekutá struska, která má nižší bod tání než kov, tuhne poněkud později, čímž se zpomaluje chlazení svarového kovu. Prodloužené setrvání svarového kovu v roztaveném stavu a pomalé ochlazování přispívají k uvolnění všech nekovových vměstků a plynů na povrch, čímž se získá čisté, husté a homogenní chemické složení svarového kovu. Kůra vzniklá při ochlazování kapalné strusky spolu s neroztaveným tavidlem se po svařování odstraní.
Výhody svařování pod tavidlem oproti ručnímu svařování jsou:
1. Vysoká produktivita, převyšující produktivitu ručního svařování 5. 10krát. Toho je dosaženo použitím vysokých proudů, koncentrovanějším a úplným využitím tepla v zóně uzavřeného oblouku a snížením pracovní náročnosti v důsledku mechanizace svařovacího procesu.
2. Vysoká kvalita svarového kovu díky dobré ochraně svarové lázně roztavenou struskou od kyslíku a dusíku ve vzduchu, legování svarového kovu, zvýšení hustoty kovu při pomalém ochlazování pod vrstvou ztuhlé strusky.
Obr. 10.8. Schéma automatického procesu svařování pod tavidlem:
а – schéma svařování; б – proces svařování v zóně oblouku;
1 – bunkr; 2 – neroztavené tavidlo; 3 – drát elektrody;
4 – hnací a přítlačné válce; 5 – svařovací oblouk; 6 – náustek s proudem; 7 – výrobek určený ke svařování; 8 – viskózní film strusky;
9 – strusková kůra; 10 – svarová lázeň (roztavený kov);
11 – uzavřená paro-plynová dutina; 12 – svarový šev
3. Úspora kovu elektrody s výrazným snížením ztrát v důsledku odpadu, rozstřiku kovu a škváry. Při ručním svařování dosahují tyto ztráty 20. 30% a u automatického svařování pod tavidlem nepřesahují 2. 5%.
4. Zlepšení pracovních podmínek pro svářeče.
Automatické svařování má však své nevýhody: omezená manévrovatelnost svařovacích automatů; svařování se provádí převážně ve spodní poloze; nemožnost vizuálního pozorování hoření oblouku a vytvoření švu; plnění a čištění tavidla vyžaduje další práci.
Svařovací tavidlo je nekovový materiál, jehož tavenina je nezbytná pro svařování a zlepšení kvality švu. Tavidlo chrání oblouk a svarovou lázeň před škodlivými vlivy okolního vzduchu a provádí metalurgické zpracování svarové lázně. Tavidlo musí zajistit dobrou tvorbu a správné chemické složení švu, vysoké mechanické vlastnosti svarového spoje a stabilitu svařovacího procesu. Podle způsobu výroby se tavidla dělí na tavená a netavená. Tavená tavidla představují slitinu oxidů a solí SiO2, MnО, CaF2 (tavidlo značky AN-348A, OSTS-45). Netavená tavidla (keramika) je mechanická směs prvků, oxidů a solí (rutil, manganová ruda, křemenný písek, mangan).
Výhodou tavených tavidel jsou jejich vysoké technologické vlastnosti (ochrana a tvorba švu, oddělitelnost struskové kůry) a mechanická pevnost. Výhodou keramických tavidel je schopnost legovat svarový kov skrz tavidlo. Tavená tavidla jsou nejpoužívanější.
Zařízení pro svařování pod tavidlem. Svařovací zařízení se dělí na dva typy podle účelu: hlavní, s jehož pomocí se provádí vlastní svařování; pomocné, určené pro instalaci a pohyb svařovaných konstrukcí, svařovacích automatů, poloautomatů při procesu svařování (manipulátory, rotátory, sklápěče, vozíky, plošiny, stoly atd.).
Závěsné svařovací stroje (A-1401, A-639 atd.) a traktorové stroje (ADF-1001, ADF-1202) jsou určeny k provádění svařování pod tavidlem. Během procesu svařování se závěsné stroje pohybují podél švu podél speciálních vodítek upevněných nad svařovanými konstrukcemi. Svařovací traktory se mohou pohybovat po švu jak podél vodítek, tak přímo po konstrukci.
Traktor je vybaven svařovacím usměrňovačem VDU-1202, který má zabudovanou řídicí jednotku traktoru.
Technické vlastnosti svařovacího traktoru ADF-1202 jsou uvedeny v tabulce. 10.3.
