Zasada i warunki pracy
W stanie ustalonym strefa spawania obejmuje następujące obszary:
Strefa kolumny łuku o temperaturze w zakresie 4000-5000 ° C- Strefa pęcherzyków gazu powstająca w wyniku intensywnego parowania atomów w środowisku tlenowym.
- Stopiony żużel, który jest lżejszy niż metal i znajduje się w górnej części komory gazowej.
- Stopiony metal - na dnie wnęki.
- Skorupa żużla tworząca górną, stałą granicę strefy spawania.
Drut spawalniczy wpływa również na zachowanie spawanego materiału. Każde spawanie jest więc miniaturowym procesem metalurgicznym.
Możliwe jest zabezpieczenie spawanego metalu przed skorupą żużlową i utlenianiem, które pogarszają jakość spoiny, przez ciągłe dostarczanie niskotopliwych, a jednocześnie chemicznie obojętnych składników do strefy zgrzewania, które są również topnikami do spawania. Materiały można również stosować do spawania powierzchniowego. Przy użyciu topnika zmniejsza się ilość pyłu, który jest generowany w procesie pracy.
Materiały te muszą być używane pod następującymi warunkami:
Topnik nie powinien zmniejszać wydajności i stabilizować procesu.- Nie powinno być reakcji chemicznej topnika z metalem podstawowym, drutem spawalniczym.
- Podczas cyklu pracy obszar pęcherzy spawalniczych musi być odizolowany od otoczenia.
- Pod koniec procesu, pozostałości, kontaktując się ze skorupą żużla, powinny być łatwo usunięte z obszaru roboczego. Co więcej, do 80% odpadów po czyszczeniu można ponownie wykorzystać.
Ponieważ wymagania te można nawet nazwać sprzecznymi, optymalny skład strumienia i sposób jego dostarczania są określone przez specyficzny rodzaj spawania, konfigurację łączonych części i wydajność procesu.
Klasyfikacja topników spawalniczych
Topniki charakteryzują się następującymi parametrami:
Wygląd. Zdarza się proszek, granulat, gaz, w postaci pasty. Na przykład do napawania lub spawania elektrycznego stosuje się granulki proszkowe lub drobne (a materiał musi mieć odpowiednią przewodność elektryczną). Do lutowania lub spawania gazowego lepiej jest użyć pasty, proszku lub gazu.- Skład chemiczny. Wymaga obojętności chemicznej w wysokich temperaturach i zdolności do skutecznego rozpraszania wielu składników w metalu spoiny.
- Sposób zdobycia. Topienie i nie topienie. Pierwsze z nich są skuteczne na powierzchni, gdy powierzchnia metalu powinna skutecznie uzupełniać inne pierwiastki chemiczne. Druga grupa służy poprawie właściwości mechanicznych gotowej spoiny, dlatego są one stosowane, gdy spawane są stale wysokowęglowe i metale nieżelazne, na przykład aluminium, które nie spawa się dobrze w normalnych warunkach.
- Po uzgodnieniu. Drut spawalniczy ze stopu, na przykład, pozwala poprawić skład chemiczny i zwiększyć wytrzymałość mechaniczną oryginalnego metalu. Cenne są uniwersalne topniki, które można stosować do spawania stali, metali nieżelaznych i stopów.
Typowymi składnikami są mangan i krzemionka, ale w celu domieszkowania metali i żelazostopów mogą być włączone.
Klasyfikacja jest często dokonywana przez markę. Określa go producent. Na przykład marka, opracowana przez Institute of Electric im. Paton, w oznaczeniu koniecznie muszą mieć litery AH Jeśli są litery FC, wówczas topnik opracował Centralny Instytut Badawczy Inżynierii Transportu. Chociaż przepis na wytwarzanie materiałów jest znormalizowany, nie ma jednego oznakowania.
Proces przygotowania i skład chemiczny
Podstawą topnika topionego jest ceramika, a materiały te są uzyskiwane przez mechaniczne szlifowanie komponentów w młynach kulowych. W zależności od wielkości frakcji, topniki są dzielone na małe (o ziarnie 0, 25-1, 0 mm) i normalne (o wielkości ziarna do 4 mm). Te pierwsze są stosowane do spawania o małych średnicach drutu, nie więcej niż 1, 0-1, 5 mm, do oznaczenia dodaje się literę M. Przy znacznej liczbie składników w topniku nietopionym są one najpierw wiązane przez klejenie, a następnie cząstki są mielone do pożądanej wielkości.
W topnikach topionych, oprócz krzemionki, występują żelazostopy, ruda manganu, tlenki wielu pierwiastków i proszki metali. Składniki dobierane są zgodnie z ich zdolnością do wzmocnienia procesu metalurgicznego w strefie spawania. W rezultacie polepszają się warunki stopowania powierzchni i odtleniania metali, ziarnistość spoiny staje się drobniejsza, a ilość szkodliwych zanieczyszczeń w niej maleje. Zdolność stopowa nieskondensowanych materiałów pozwala na zastosowanie tańszych drutów spawalniczych.
Wady topników nieskondensowanych obejmują na przykład fakt, że ich opakowanie powinno być gęstsze, ponieważ składniki są higroskopijne, a wilgoć pogarsza jakość materiału. Topniki nieskondensowane są bardziej wymagające pod względem zgodności z technologią spawania, ponieważ warunki dopingu mogą się znacznie zmienić.
Strumienie magnetyczne są również klasyfikowane jako nietopliwe. Ich skuteczność jest podobna do ceramiki, ale dodatkowo zawierają proszek żelaza, który zwiększa wydajność.
Topniki topione stosowane są głównie w spawaniu automatycznym . Technologia ich wytwarzania obejmuje następujące etapy:
Przygotowanie i mielenie składników innych niż stosowane w topnikach nietopionych. Obejmuje to również fluoryt, kredę, tlenek glinu itp.- Mieszanie mieszaniny mechanicznej w młynach obrotowych.
- Topienie w piecach opalanych gazem o atmosferze ochronnej lub w elektrycznych piecach łukowych.
- Granulacja w celu uzyskania końcowych frakcji o pożądanej wielkości ziarna. W tym celu stopiony topnik jest uwalniany do wody i zestala się w nim z kulistymi cząstkami.
- Suszenie w suszarkach bębnowych.
- Przesiewanie i pakowanie.
Topniki topione składają się z krzemionki SiO2 i tlenku manganu. Mangan redukuje tlenki żelaza, które są stale formowane podczas spawania, i wiąże siarkę w żużlach do siarczku, który można łatwo usunąć później ze spoiny. Krzem zapobiega wzrostowi tlenku węgla. Właściwości odtleniające tego ostatniego elementu zwiększają jednorodność składu chemicznego metalu.
Kolor topionych topników jest przezroczysty lub jasnożółty, a ich gęstość nie przekracza 1, 6–1, 8 g / cm3.
Działanie topnika podczas spawania
W spawaniu ręcznym topnik jest wlewany w warstwę o grubości 60 mm na powierzchnię metalu przylegającą do przyszłego złącza. W przypadku niedostatecznej grubości warstwy możliwe jest niepełne wnikanie i powstawanie pęknięć i pęknięć. Następnie, podczas spawania elektrycznego, wzbudzane jest wyładowanie, a podczas spawania płomieniem gazowym palnik jest zapalany.
Gdy elektroda porusza się, strumień jest wylewany na nowe powierzchnie. Ponieważ wymiary kolumny w łuku są większe niż wysokość strumienia, wyładowania przepływają w ciekłym stopie składników działających na stopiony metal o specyficznym ciśnieniu do 9 g / cm2. W rezultacie eliminuje się rozpryski metalu, zużywa się mniej drutu spawalniczego, zwiększa się wydajność. Wynika to ze zdolności strumienia do wykorzystywania wyższych wartości prądu roboczego bez obawy, że otrzyma spawanie przerywane. Nie można zastosować prądu 450–500 A w otwartym spawaniu, ponieważ łuk odpryskuje metal z wanny.
W spawaniu półautomatycznym i automatycznym stosuje się następujące topniki:
- Specjalny topnik rurowy jest podawany ze zbiornika.
- Później drut elektrodowy jest zasilany strumieniem z cewki znajdującej się za zbiornikiem.
- W trakcie procesu roboczego część strumienia nieużywanego i związanego przez żużle jest zasysana do zbiornika przez pneumatykę.
- Stopiona i schłodzona skorupa żużla jest mechanicznie usuwana ze szwu.
Zalety stosowania topników:
Nie ma potrzeby wstępnego cięcia krawędzi przyszłej spoiny, ponieważ przy dużych prądach spawania elektrycznego lub zwiększonym stężeniu tlenu podczas spawania, gazowy metal topi się znacznie intensywniej.- Brak strat metalu w strefie spawania i przyległych powierzchniach.
- Bardziej stabilny łuk.
- Poprawa wydajności źródła zasilania w wyniku zmniejszenia strat energii, która jest zużywana na ogrzewanie metalu, rozpryskiwanie go i zwiększone zużycie strumienia i drutu spawalniczego.
- Komfortowe warunki pracy, ponieważ znaczna część ekranów płomienia łuku topnieje.
Ograniczenie możliwości niezdolności do szybkiego sprawdzenia obszaru spoiny. Ta okoliczność wymaga dokładniejszych prac przygotowawczych, zwłaszcza przy łączeniu części złożonej konfiguracji. Więcej strumieni jest dużo i zużywa się prawie jak drut spawalniczy.