За счет увеличения скорости перемещения, уменьшения количества сварочных проходов и минимизации дугогасительных операций можно повысить производительность процесса дуговой сварки под флюсом (СДФ). Конструкция соединения, полярность, конфигурация горелки и выбор флюса/проволоки также играют важную роль в достижении успеха.
Повышение преимуществ SAW
Благодаря своей способности сваривать на высоких токах и обеспечивать высокую скорость осаждения, дуговая сварка под флюсом (ДСФ) может предложить компаниям более высокую производительность — и, возможно, конкурентное преимущество. Даже выполнение SAW с использованием одной сплошной проволоки в режиме прямого положительного электрода (DCEP), что является самой простой конфигурацией, может обеспечить заметное повышение производительности по сравнению со многими полуавтоматическими сварочными процессами. А если вас интересуют качественные автоматы для сварки под флюсом, посмотрите ассортимент в каталоге магазина msk.dugovik.ru.
Еще одним преимуществом процесса SAW является его гибкость. Компании могут сбалансировать свои производственные потребности с желаемыми механическими свойствами и качеством сварки путем изменения процедур, оборудования, проволоки и флюсов — существуют решения для широкого диапазона капиталовложений.
Существует несколько методов повышения производительности сварки. Часто это достигается за счет:
- Сокращение времени включения дуги: Увеличение скорости перемещения, уменьшение количества проходов или сочетание обоих способов позволяет выполнить большее количество сварных швов за меньшее время. Увеличение скорости осаждения обеспечивает то же преимущество.
- Сокращение или устранение операций отключения дуги: Устранение причин искажения может уменьшить необходимость в предварительной фаске сварного шва или послесварочной правке. Снижение риска прожога минимизирует время, затрачиваемое на повторную обработку. Минимизация времени, затрачиваемого на удаление легкой окалины/ржавчины перед сваркой и очистку от шлака между сварочными проходами, также является идеальным решением.
- Пересмотр существующего сварного соединения, настройки оборудования, выбора присадочного металла и флюса может помочь сократить время сварочного цикла и исключить выключение дуги для дальнейшего увеличения преимуществ процесса SAW.
Конструкция соединения
Конструкция соединения напрямую влияет на количество сварочных проходов, необходимых для применения SAW, и, следовательно, на продолжительность сварки. Уменьшение поперечного сечения шва обычно сокращает необходимое время включения дуги.
При полуавтоматической сварке часто необходимо использовать более широкие швы для обеспечения полного проплавления шва. Для процесса SAW это часто не требуется; он способен обеспечить большее проплавление и лучшее сплавление боковых стенок. Некоторые компании могут сделать выбор в пользу сварки узких канавок для SAW. Однако даже небольшое уменьшение угла включения шва может дать значительные преимущества в производительности.
В тех случаях, когда есть возможность доступа к обеим сторонам шва (особенно на толстых материалах), двухсторонняя канавочная сварка обеспечивает меньшее общее поперечное сечение, чем односторонняя сварка с тем же углом включения. Глубокое проникновение в стык при использовании процесса SAW часто позволяет устранить обратную строжку, обеспечивая при этом надлежащее проплавление. Некоторые сварочные нормы могут потребовать переквалификации процедуры сварки для исключения обратной строжки; однако экономия может сделать это целесообразным. Двусторонняя сварка также может сбалансировать некоторые усадочные напряжения, возникающие во время сварки, что помогает минимизировать общее искажение.
Наконец, использование флюса в проектах с дугой под флюсом может быть использовано при сварке тонких материалов с одной стороны с использованием соединения с квадратным пазом. Использование медной подложки, заполненной сварочным флюсом или специально разработанным флюсом для подложки, может обеспечить полное проплавление шва и постоянный, привлекательный профиль фаски с обратной стороны, даже при использовании высоких значений силы тока и скорости перемещения.
Полярность
Как и в других процессах с подачей проволоки, полярность DCEP в процессе SAW обеспечивает оптимальное проплавление, в то время как отрицательный электрод постоянного тока (DCEN) увеличивает скорость осаждения за счет проплавления. Использование современного источника переменного тока с переменным балансом квадратных волн позволяет регулировать полярность между этими двумя крайними значениями (а с помощью некоторого оборудования и без прерывания сварки). Вместо разделения 50/50 в обычном переменном токе, эти источники питания могут быть настроены таким образом, что различное количество цикла переменного тока может быть проведено в DCEP или DCEN — например, 80 процентов DCEP и 20 процентов DCEN — и при этом сохраняется стабильность дуги благодаря быстрому переключению полярности квадратной волны переменного тока. Эта возможность особенно выгодна для компаний, сваривающих как толстые, так и тонкие материалы, поскольку она обеспечивает гибкость для баланса между проплавлением и скоростью осаждения.
Однако использование переменного тока квадратной волны с переменным балансом должно сочетаться с правильной конструкцией шва. Например, сварка толстого квадратного паза, требующая глубокого проплавления, но минимального осаждения, может оказаться неспособной использовать преимущества переменного тока.
Конфигурация горелки
В конфигурации двухпроволочных горелок используется один источник питания и одна специализированная горелка, которая одновременно подает две проволоки в одну сварочную ванну. Такая конфигурация требует относительно небольших капиталовложений в специализированную горелку, устройство для выпрямления проволоки и контактные наконечники. Более высокая плотность тока при использовании проволоки меньшего диаметра (обычно до 3/32 дюйма) часто увеличивает осаждение по сравнению с одиночной проволокой при соответствующем токе, что помогает поддерживать постоянство подводимого тепла и получаемых сварных швов.
И наоборот, тандемные горелки требуют больших капиталовложений, поскольку для их работы необходимы два источника питания, по крайней мере, один из которых должен работать от сети переменного тока. По сравнению с двухпроводными горелками, возможность использования более высоких токов (от больших проволок) повышает скорость осаждения и обеспечивает более высокую скорость перемещения, а возможность регулировки угла, тока и напряжения каждой проволоки обеспечивает большую общую гибкость. Хотя наиболее распространенной конфигурацией является дуга постоянного тока/дуга переменного тока, использование конфигурации AC/AC улучшает осаждение, когда проникновение дуги постоянного тока не требуется.
Для обоих вариантов важно, чтобы дуга и/или системы рабочего движения могли выдерживать увеличение скорости перемещения, чтобы получить все преимущества производительности. Также следует помнить, что включение дополнительных проводов усложняет процесс, который необходимо контролировать.
Выбор флюса
Флюс является определяющим компонентом процесса SAW, и выбор подходящего флюса имеет решающее значение. Флюс выполняет гораздо больше задач, чем просто защита сварного шва от атмосферы; во многих случаях повышение производительности является основной целью при составлении рецептуры.
Рецептура флюса влияет на токопроводящую способность флюса — максимальный ток, при котором можно получить высококачественные профили сварного шва и максимально возможную скорость осаждения. Состав флюса также влияет на выделение шлака, так как некоторые из них лучше подходят для определенной конструкции соединения (например, для сварки узких канавок). Например, флюсы, которые хорошо выделяются при низкой скорости перемещения (например, 16 дюймов в минуту), могут плохо выделяться при высокой скорости перемещения.
Флюсы для процесса SAW выпускаются активного и нейтрального типов. В отличие от нейтральных флюсов, активные флюсы вносят значительный вклад в состав марганца и кремния в сварном шве. Эти элементы способствуют очистке сварного шва и могут помочь сохранить прочность на разрыв при сварке при более высоких температурах на входе или высоком разбавлении. Активные флюсы способствуют плавному смачиванию швов и обеспечивают хорошее выделение шлака при сварке на высоких скоростях движения или при ржавом, чешуйчатом или грязном основном металле, снижая риск получения некачественных сварных швов и трудоемкой пред- и послесварочной очистки. Однако активные флюсы, как правило, следует использовать только для одно- или двухпроходной сварки, поскольку чрезмерное легирование, возникающее в больших многопроходных швах, может способствовать образованию хрупких, чувствительных к трещинам сварных швов. Вместо этого для получения хорошего качества сварки в таких случаях используются нейтральные флюсы.
В качестве эмпирического правила для нейтральных флюсов: выбирайте флюс с наименьшим показателем основности, который обеспечивает приемлемые механические свойства. Флюсы с низкой основностью, как правило, улучшают общие рабочие характеристики, особенно при использовании высокопроизводительных (горячих и быстрых) параметров. Флюсы с высокой основностью, как правило, обеспечивают повышенную вязкость в большинстве условий, но не всегда при высоких тепловых нагрузках. Проконсультируйтесь с производителем флюса, чтобы сделать подходящий выбор для конкретного применения.
Выбор проволоки
Рынок проволоки для ПАВ весьма разнообразен. Каждый сплав/классификация имеет сильные и слабые стороны. Как и в случае с выбором флюса, выбор наиболее производительной проволоки может быть сбалансированным действием.
Важно понимать влияние химического состава проволоки и подводимого тепла на механические свойства сварного шва, чтобы добиться наилучшего качества, избежать простоев на доработку и достичь оптимальной производительности. По сравнению с другими процессами, SAW, как правило, может работать и поддерживать механические свойства сварного шва при более высокой подаче тепла, но есть ограничения. Содержание сплавов в некоторых проволоках делает их более подходящими для высокотемпературной сварки. Аналогично, содержание марганца и кремния в проволоке может помочь флюсу в очистке шва, если подготовка основного металла не идеальна. Всегда знайте правильные параметры сварки для используемой проволоки и флюса.
Проволока с металлическим сердечником — один из вариантов повышения производительности. Конструкция этих проволок обеспечивает более высокую скорость осаждения и скорость перемещения, а также более широкое и мелкое проплавление по сравнению со сплошной проволокой, сваренной на том же токе.
Способность этих проволок достигать высоких скоростей перемещения может быть использована для снижения подводимого тепла и минимизации деформации сварного шва. Снижение нагрева также может в некоторых случаях улучшить механические свойства. Кроме того, эти проволоки помогают минимизировать риск прожога и последующей доработки, а иногда могут устранить необходимость в горячей сварке MIG. Во многих случаях проволокой с металлическим сердечником можно сваривать относительно тонкие материалы или соединения с менее чем идеальным прилеганием, используя при этом высокотоковые и производительные параметры сварки.
Обратите внимание, что проволока с металлическим сердечником может не подойти для сварки толстых квадратных или узких пазов, а также не обеспечит максимальных преимуществ при использовании переменного тока.
Наконец, использование барабанной упаковки (обычно 600 с лишним фунтов) вместо катушек (например, 55-60 фунтов) может снизить частоту переналадки, общее время и обеспечить более высокий уровень производства в долгосрочной перспективе.
