Меню Рубрики

Как при сварке избавиться от шлака

Этот материал является побочным, потому что после непосредственного соединения он подлежит удалению. В случае, когда по каким-то причинам он начинает контактировать с затвердевающей деталью и становится уже частью полученного шва – это является серьезным дефектом. Такой результат называется шлаковыми включениями. Они визуально видны на поверхности изделия. Удалить шлаковые включения, когда они уже полностью находятся в затвердевшей детали можно только путем сверления, чтобы потом сварить его заново.

Главная причина возникновения шлаковых включений – это ситуация, когда небольшой объем металла слишком быстро застывает, в результате чего весь шлак не успевает «выйти» за пределы области сварочной ванны. При наличии этого дефекта эксплуатация соединения по назначению будет невозможна.

Шлаковые включения могут быть макроскопические и микроскопические. Первые появляются в случае плохой зачистки кромок либо вообще её отсутствия. Они представляют собой сферический материал, с удлиненными хвостами. Избежать их появление можно путем тщательного очищения кромок соединяемых деталей. Микроскопические включения могут возникнуть в процессе возникновения химических реакций в процессе сварки, когда металл кристаллизуется.

Полное устранение такого производственного брака невозможно, при незначительных шлаковых включениях соединение может быть признано качественным. Существуют определенные условия и признаки, при которых устанавливается допустимое значение наличия такого вида брака на изделии. Такие допустимости устанавливаются в зависимости от количества, расположения и размера дефектного шва; от процентного соотношения площади всего брака к площади наплавленного металла на изделии; от удельного веса наплавленного металла.

  1. При удалении шлака изделие визуальным выглядит лучше.
  2. Когда производится много слоёв.
  3. Часто изделие необходимо покрывать сверху, например, краской.
  4. Чтобы проверить насколько качественно выполнен шов.
  1. Быстрое застывание металла небольших объемов, в результате чего шлак не успевает выйти за границы сварочной ванны.
  2. Применение электродов и флюса большого удельного веса и/или из тугоплавких материалов.
  3. Малые показатели раскисления металла. Раскисление подразумевает процесс исключения из уже мягкого металла молекул кислорода. Кислород для него является вредной составляющей, которая ухудшает качество.
  4. Высокие показатели силы поверхностного натяжения шлака. При этом, он не всплывает на поверхность.
  5. Плохо зачищены кромки деталей или валики шва.
  6. Низкое качество электрода, а точнее его покрытия, плавление которого осуществляется неравномерно, его частицы попадают в сварочную ванну.
  7. Не соблюдение правил и техники и режимов соединения деталей (выбор неподходящей скорости, угла наклона электрода), изменение длины дуги без причины.
  8. Непрофессионализм сварщика. Если вам нужно качественное изделие, лучше привлечь к этому нелегкому делу специалиста в этой области. Если вы хотите сделать все сами, то прежде чем браться за ответственную сложную работу, нужно наработать практику с несложными соединениями.

Так выглядит сварочный шлак после удаления со шва

Профессиональные сварщики умеют сразу же отличить шлак от металла при сварке и «выгонять» его в процессе работы, однако, у каждого свои советы, как это сделать. Некоторые утверждают, что лучше использовать новые электроды, в которых покрытие более темное, а металл красного оттенка (это не касается рутиловых электродов), другие говорят, что металл более жидкий, а шлак вязкий. На его вязкость влияет температура.

Чтобы шлак не закрывал сварочную ванну, необходимо регулировать положение электрода. Положение должно быть таким, чтобы направление газа от испарения покрытия электрода выдувало данный дефект на поверхность шва. Сварщику ни в коем случае нельзя оставлять его в сварочной ванне. Сварочный шлак должен оперативно поддаться процессу кристаллизации и без особых усилий удаляться.

Попадание шлака в готовое соединение бывает неизбежно, такой дефект если не невозможно устранить, то зачастую очень сложно. Именно поэтому существуют допустимые нормы наличия «лишних» включений в уже сваренном изделии. Например, в межгосударственном стандарте касательно строительных стальных конструкций (введен в действие в 2001 году). В приложении к этому документу предусмотрены требования к качеству сварных соединений, допустимые дефекты. Требования в части шлаковых включений указаны в таблице ниже.

h ≤ 0,2 S h ≤ 0,25 S h ≤ 0,3 S угловой шов

h ≤ 0,2 K h ≤ 0,25 K h ≤ 0,3 K Максимальный размер включения 2 мм 3 мм 4 мм

Таким образом, чтобы обеспечить правильное появление шлака на поверхности сварочного шва, необходимо знать, как его отличить от металла. В случае, если заметно, что шлак остается в сварочной ванне и не выходит наверх, нужно изменить угол наклона электрода. Перед процессом соединения необходимо позаботиться о надлежащем состоянии кромок, а также о правильном выборе режимов и параметров. Электроды нужно выбирать высокого качества, тогда и сварной шов будет качественный. Если соблюсти все условия, тогда шлак будет не вязкий, низкого удельного веса, с малым поверхностным натяжением. Только в этом случае, шлаковые соединения будут взаимодействовать с деталью, увеличивая его показатели раскисления, удаляя кислород. И только тогда сварочный шлак будет легко выходить на поверхность шва. Здесь не обойтись без профессионализма сварщика, выполняющего работу. Он должен уметь отличить шлак от металла при сварке, знать, почему вообще он появляется. Только опытный специалист сумеет сделать качественное и прочное соединение.

источник

При сварке над местом соединения металла (швом) образуется черная рыхлая корка — шлак сварочный. Он состоит из расплавленного флюса или обмазки электродов, окисленного металла. В процессе плавления и соединения свариваемых материалов и электрода он закрывает плавильную ванну. Благодаря шлаку шов остывает медленно, без доступа кислорода, и не окисляется.

Попав непосредственно в шов, расплавленные отходы становятся причиной быстрого разрушения металла. Исключить попадание окислов в шов можно изменением режимов сварки и положения детали.

Чтобы не допустить подтекания и засорения шва, необходимо знать, как отличается шлак от металла при сварке. Как правило, это разные по плотности и вязкости материалы, которые нагреваются с разной скоростью. В начале сварки металл начинает плавиться и становится красным. После завершения сварки он быстрее остывает и темнеет. Шлак выдувается из ванны на поверхность. В начале работы он темный, плохо прогретый. Остывает медленнее и становится светлее металла.


Зачистив шов и постучав по немку молотком, легко распознать металлический блеск чистой стали и черные матовые включения.

В шлаках нет чистого железа, он состоит из окислов, которые образуются при плавлении металла и флюса. Состав незначительно изменяется в зависимости от обмазки стержня, но в основном состоит из одних и тех же веществ. В таблице приведены данные по 3 видам электродов, используемым наиболее часто:

Вещество, оксид Содержание, % УОНИ Содержание, % ОММ-5 Содержание, % Ц-3
железа 7,9 13,2 18,5
титана 2,2 15,2 12,2
марганца 4,6 28,9 13,7
кальция 42 3,6 8,1
диоксид кремния 43,3 39,1 47,5

Состав зависит от материала самого стержня, обмазки. Частично оксид железа получается в результате контакта материала с воздухом при большой температуре.

На начальном этапе окислы защищают горячий металл от быстрого охлаждения, закрывают шов сверху, перекрывая доступ воздуха. Затем их надо убирать, чтобы проверить качество соединения, наличие дефектов в виде неметаллических включений, волчков.

При сварке деталей большой толщины последовательно накладывается несколько швов. Неочищенный шлак будет препятствовать нормальному контакту, гасить дугу. Он останется в виде неметаллических включений — дефектов.

Шлаковые включения имеют пористую структуру и состоят из оксидов. Они снижают прочность металла. Сразу после охлаждения, когда он становится черным, сварочный шлак следует удалять. Он пористый, хрупкий без прочных связей.

Флюс и пары шлака над ванной предотвращают окисление металла при сварке, способствуют созданию однородной структуры. После отхода его от детали в процессе остывания он становится ненужным, препятствует дальнейшей обработке детали. В процессе эксплуатации изделия оксиды из шлака могут вступить в химическую реакцию с железом. Куски, отвалившись, поломают механизм.

Когда происходит быстрое охлаждение сварочного шва, шлак не успевает выйти наружу и застывает в металле. Причинами служат:

  • малое напряжение;
  • затекание шлака с ванны перед электродом;
  • неправильно подобранный диаметр;
  • ржавый и грязный металл;
  • неравномерное перемещение инструмента.

На упаковке с электродами указано рабочее напряжение. Его можно немного превысить, тогда кипящий металл в ванной будет выбрасывать шлак. Необходимо подбирать правильное положение свариваемого металла, приподнять его со стороны завершения шва. Электрод держать не строго перпендикулярно, а на 10–15 ⁰ наклонить в сторону себя.

Металл в месте сварки должен быть блестящим. Его надо очистить от бытовых и промышленных отходов, окалины, масла. Они мешают контакту электрической дуги со сталью, ухудшают нагрев и расплавление материала в ванной.

Чтобы замедлить остывание сварочного шва и дать возможность шлаку свободно выйти, крупногабаритные детали и легированные металлы предварительно подогревают до 200–400⁰. Это снимает напряжение и позволяет варить сталь с высоким содержанием углерода и легирующих веществ.

В процессе сварки растворяется обмазка электродов или флюс. Выгорает часть железа, серы и фосфора из свариваемого материала. Электрическая проводимость шлака меньше, чем у металла, поэтому он хуже прогревается, гасит дугу. Повышенное напряжение и неправильно выбранные параметры работы, электроды способствуют выгоранию металла, окислению железа и других элементов стали.

Причина того, почему много шлака, кроется в его структуре. Все вещества, образующиеся в результате плавления металла от электрической дуги, легче стали, не имеют между собой прочных связей и всплывают на поверхность.

Инвертор превращает переменный ток в постоянный и позволяет менять полярность. Сварка на обратных токах обычно дает меньше шлака.

Преимущества инвертора перед обычным сварочным аппаратом в его малых размерах и работе от тока с бытовым напряжением 220Вт и частотой 50 Гц. Для новичков важно иметь возможность плавно менять силу тока.

Инверторные аппараты имеют дополнительные функции дуги:

  • облегченное зажигание;
  • аварийное отключение при залипании;
  • форсажное зажигание.

Все они упрощают работу неопытного сварщика и предотвращают залипание электрода.

Избавиться от шлака при сварке инвертором можно изменением полярности тока и движением электрода от минуса к плюсу. При работе с тонким металлом необходимо учитывать его быстрое охлаждение и нельзя давать высокое напряжение, лист может прогореть. Нельзя задерживаться долго на одном месте, нужно равномерно и быстро перемещать дугу. На тонкий лист крепится клемма от «–», на электрод подается «+». Толстый лист греется и остывает дольше, чтобы шлак успел выйти, на свариваемый металл подается минус, на электрод плюс.

источник

Итак, если Вы новичок в сварке и благодаря ТД «Дока» только что приобрели отличный сварочный аппарат инверторного типа и замечательную маску «хамелеон», тогда это статья для Вас.

Прежде чем приступать к выполнению сварочных работ, хотелось бы поговорить о правилах безопасности при работе со сварочным оборудованием. Не стоит игнорировать данный момент. Настоятельно рекомендуем изучить ПУЭ (Правила эксплуатации электроустановок) глава 7.6 «Электросварочные установки». Будьте уверены, что из этого документа Вы почерпнете много полезной информации не только о правилах безопасности при обращении со сварочным оборудованием, но и о электробезопасности всего Вашего загородного дома, дачи.

Далее Вам определенно потребуется качественные перчатки сварщика (краги) и одежда из негорючего материала. Многие пытаются варить в хозяйственных (садовых) перчатках и иногда даже в одежде без рукавов. Поверьте – ожоги от брызг сварки весьма болезненны и заживают очень долго. Также обязательно застегивайтесь на все пуговицы и одевайте качественную обувь. Особенно памятные случаи были с залетанием раскаленного металла и шлака за шиворот и в сапоги с заправленными в них штанами. Крики, танцы, чудеса ловкости начинающих сварщиков.

Старайтесь избегать по возможности использование длинных переносок, так как это ведет к существенным потерям мощности сварочных аппаратов. Если вы все же используете такую переноску, разматывайте кабель с катушки до конца.

Электроды обязательно должны быть просушены, при необходимости прокалены. Вам как новичку и так возможно будет непросто разжигать сварочную дугу, делать это непрокаленными электродами в разы труднее. Режимы (температура и время) прокалки указываются на упаковке электродов. В нашем магазине найдется все для сварки, поэтому если Вы решите купить печь или пенал для прокалки электродов то мы будем рады Вам помочь в выборе.

Маска «хамелеон» должна быть настроена под конкретный вид работы и величину сварочного тока. Обязательно внимательно прочтите паспорт или инструкцию по эксплуатации к сварочной маске. Не начинайте сварку, не убедившись в том, что светофильтр исправен. Некоторые забывают перевести его из положения Grind (зачистка) — получают приличного «зайца».

Сварочный ток должен быть подобран в соответствии с типом выполняемого сварочного соединения, не забывайте что в нижнем положении он всегда выше на 20-30% чем в потолочном и на 10-20% чем в вертикальном. Ориентировочная сила тока указывается на коробке с электродами.

Для новичков желательно начинать варить с рутиловых электродов типа МР3-С.

Не рекомендую использовать электроды УОНИ или дедовские запасы «лохматых годов», на первый раз возьмите свежие МР3-С или АНО-21.

Не стоит сразу пытаться варить изделие: бак для бани, либо ставить забор и т.д., несмотря на то, что это в общем-то не очень и трудно. Помните, что главным оружием солдата-новобранца является лопата, а начинающего сварщика — угловая шлифовальная машинка, она же «болгарка». Поэтому для того, чтобы свести использование главного орудия к минимуму в дальнейшем, начинать нужно с наложения (наплавки) пробных валиков, чтобы «почувствовать сварку».

Желательно для первых тренировок найти толстую пластину металла достаточного размера. Зачистите болгаркой до металлического блеска поверхность металла и наложите пробный валик в нижнем положении углом вперед без колебаний электрода слева направо если вы правша и справа налево если левша.

Поэкспериментируйте с величиной сварочного тока и манипуляциями электродом.

Далее наплавляйте валики, производя колебательные поперечные движения. Обычно геометрия манипуляций электродом представляет собой варианты, представленные на рисунке ниже. Валик должен получаться ровным с равномерными чешуйками. Общее правило у профессионалов: сварочный ток должен быть максимально возможным для качественного провара и внешнего вида.

Читайте также:  Как избавится от извести на душе

Старайтесь держать короткую дугу, т.е. электрод должен быть постоянно в 2-3 мм от сварочной ванны, для этого его нужно постепенно плавно подавать в зону сварки, исходя из скорости и величины тока. Это тоже надо прочувствовать.

Клемму заземления или «массу» старайтесь крепить как можно ближе к месту сварки. Электрод зажимайте в держаке плотно. Следите за тем, чтобы огарок был не менее 10 см, не стоит дальше жечь электрод.

Наблюдайте за сварочной ванной. Научитесь отличать металл от шлака. Шлак через сварочную маску, выглядит как темные пятна на солнце.

После окончания сварки аккуратно обстучите специальным молоточком шлак. Подчеркиваю аккуратно, не стоит долбить со всей дури, случаев попадания не остывшего шлака на открытые участки кожи и в глаза предостаточно, причем, как правило, страдают именно новички. Если у Вас маска «хамелеон» тогда желательно ее вообще не поднимать при данной операции.

Зажигайте сварочный электрод либо легким постукиванием, либо «чирком» как спичку.

Если электрод прилип и после того как вы его оторвали, не зажигается, то необходимо потихоньку обломать обмазку руками, так как в таких случаях обычно сгорает стержень электрода. Если вы будете стучать электродом, что есть мочи, то наоборот обмазка отлетит больше, чем надо и останется голый стержень, и снова вероятность залипания увеличится в геометрической прогрессии.

Также рекомендуем поэкспериментировать с крутилкой Arc Force (форсаж дуги) на сварочном аппарате. Она предназначена для регулировки «жесткости дуги». «Мягкая дуга» обеспечивает малое разбрызгивание при мелкокапельном переносе, а «жесткая» позволяет получить глубокое проплавление сварного шва. Также регулировку Arc Force многие сварщики «в теме» используют для предотвращения залипания электрода. Обычно в таких случаях при начале сварки выкручивают ее на полную, а после розжига дуги возвращают в требуемое положение.

Следующий этап курса молодого бойца – вертикальные валики.

Прихватываем пластину, например к заборному столбу, и пробуем положить вертикальный шов. Направление сварки снизу вверх. Если электроды рутиловые, то сварка производится в «отрыв», иначе сварочная ванна «потечет».

В принципе если Вы успешно выполнили наплавку в вертикальном положении, то можно потихоньку приступать к «заборостроению». Для начинающих любителей этого будет достаточно, а остальному научитесь «в бою».

Но для особо пытливых можно попрактиковаться в горизонтальных и потолочных положениях.

Конечно, мало у кого сразу получится хорошо наплавить валик в потолочном положении, однако это даст Вам пищу для размышлений как формируется сварной шов, как себя ведет металл при сварке и т.д.

Для успешного «заборостроения» необходимо не только владение сваркой, но правильной подгонкой, подготовкой под сварку.

Учтите что при сварке металл всегда «сжимается», также его ведет в ту сторону, с которой вы варите. Учитывайте поводки и стягивание при сварке, так как это может сильно сказаться на размерах Ваших конструкций. Рекомендуем по возможности собирать конструкцию на прихватках, применять специальные приспособления (струбцины и т.д.), далее после этого как следует еще раз проверить размеры и геометрию, а обваривать «намертво» конструкцию в самом конце. Если шов длинный, то настоятельно советую варить его от центра к концам короткими швами «в разбежку», в шахматном порядке, если шов двусторонний. Принцип «семь раз отмерь, один отрежь» — в случае сварочных работ актуален как никогда. Это поможет избежать проблем описанных выше.

Если что-то не получается, не отчаивайтесь – обязательно получится позже. Сварка любит терпеливых и настойчивых, учит быть таковыми. В любом случае, ТД «ДОКА» желает Вам удачи!

Копирование контента без указания ссылки на первоисточник ЗАПРЕЩЕНО.

источник

Сварщики-новички сталкиваются с множеством проблем и вопросов, возникающих в процессе. Так, на первых этапах многим сложно отличить шлак от металла, и то, как выгонять этот шлак во время сварки. В этой статье мы расскажем о том, как это сделать и что нужно для того чтобы сварочный шов получился качественным.

Главным отличием плавящегося металла от шлака, во время сварки, является его текучесть. Металл является более жидким и подвижным, а в процессе самой сварки отчетливо видно, как он закипает в сварочной ванне. В свою очередь, шлак является более тягучим и имеет более темный оттенок.

Часто возникают ситуации, когда шлак наплывает на сварочную ванну. В такой ситуации сварщику практически ничего не видно, и чтобы избежать это, ему приходится наклонять электрод таким образом, чтобы струя газа (которая испаряется из обмазки) выдувала шлак обратно на сварочный шов. После этого, сварочная ванна вновь открывается и место сварки становится отчетливо видно.

Проводя аналогию, можно привести пример тазика с мыльной водой. Чтобы увидеть воду через пенку, её необходимо сдуть и только тогда вам откроется вид на воду, и всё содержимое в ней.

Таким образом, начинающему сварщику всегда необходимо держать в голове одно правило – шлак ни в коем случае не должен сбегать в сварочную ванну, и тогда качество сварочных швов станет на порядок лучше.

Главный побочный эффект от дуговой сварки – это сварочный шлак. Он представляет собой побочный материал неметаллического происхождения, который состоит либо из расплавленного электронного покрытия плавящегося электрода (при ручной дуговой сварке, в том числе при сварке инвертором) либо из расплавленного сварочного флюса (автоматическая сварка под флюсом).

Этот материал является побочным, потому что после непосредственного соединения он подлежит удалению. В случае, когда по каким-то причинам он начинает контактировать с затвердевающей деталью и становится уже частью полученного шва – это является серьезным дефектом. Такой результат называется шлаковыми включениями. Они визуально видны на поверхности изделия. Удалить шлаковые включения, когда они уже полностью находятся в затвердевшей детали можно только путем сверления, чтобы потом сварить его заново.

Главная причина возникновения шлаковых включений – это ситуация, когда небольшой объем металла слишком быстро застывает, в результате чего весь шлак не успевает «выйти» за пределы области сварочной ванны. При наличии этого дефекта эксплуатация соединения по назначению будет невозможна.

Шлаковые включения могут быть макроскопические и микроскопические. Первые появляются в случае плохой зачистки кромок либо вообще её отсутствия. Они представляют собой сферический материал, с удлиненными хвостами. Избежать их появление можно путем тщательного очищения кромок соединяемых деталей. Микроскопические включения могут возникнуть в процессе возникновения химических реакций в процессе сварки, когда металл кристаллизуется.

Полное устранение такого производственного брака невозможно, при незначительных шлаковых включениях соединение может быть признано качественным. Существуют определенные условия и признаки, при которых устанавливается допустимое значение наличия такого вида брака на изделии. Такие допустимости устанавливаются в зависимости от количества, расположения и размера дефектного шва; от процентного соотношения площади всего брака к площади наплавленного металла на изделии; от удельного веса наплавленного металла.

  1. При удалении шлака изделие визуальным выглядит лучше.
  2. Когда производится много слоёв.
  3. Часто изделие необходимо покрывать сверху, например, краской.
  4. Чтобы проверить насколько качественно выполнен шов.
  1. Быстрое застывание металла небольших объемов, в результате чего шлак не успевает выйти за границы сварочной ванны.
  2. Применение электродов и флюса большого удельного веса и/или из тугоплавких материалов.
  3. Малые показатели раскисления металла. Раскисление подразумевает процесс исключения из уже мягкого металла молекул кислорода. Кислород для него является вредной составляющей, которая ухудшает качество.
  4. Высокие показатели силы поверхностного натяжения шлака. При этом, он не всплывает на поверхность.
  5. Плохо зачищены кромки деталей или валики шва.
  6. Низкое качество электрода, а точнее его покрытия, плавление которого осуществляется неравномерно, его частицы попадают в сварочную ванну.
  7. Не соблюдение правил и техники и режимов соединения деталей (выбор неподходящей скорости, угла наклона электрода), изменение длины дуги без причины.
  8. Непрофессионализм сварщика. Если вам нужно качественное изделие, лучше привлечь к этому нелегкому делу специалиста в этой области. Если вы хотите сделать все сами, то прежде чем браться за ответственную сложную работу, нужно наработать практику с несложными соединениями.

Так выглядит сварочный шлак после удаления со шва

Профессиональные сварщики умеют сразу же отличить шлак от металла при сварке и «выгонять» его в процессе работы, однако, у каждого свои советы, как это сделать. Некоторые утверждают, что лучше использовать новые электроды, в которых покрытие более темное, а металл красного оттенка (это не касается рутиловых электродов), другие говорят, что металл более жидкий, а шлак вязкий. На его вязкость влияет температура.

Чтобы шлак не закрывал сварочную ванну, необходимо регулировать положение электрода. Положение должно быть таким, чтобы направление газа от испарения покрытия электрода выдувало данный дефект на поверхность шва. Сварщику ни в коем случае нельзя оставлять его в сварочной ванне. Сварочный шлак должен оперативно поддаться процессу кристаллизации и без особых усилий удаляться.

Попадание шлака в готовое соединение бывает неизбежно, такой дефект если не невозможно устранить, то зачастую очень сложно. Именно поэтому существуют допустимые нормы наличия «лишних» включений в уже сваренном изделии. Например, в межгосударственном стандарте касательно строительных стальных конструкций (введен в действие в 2001 году). В приложении к этому документу предусмотрены требования к качеству сварных соединений, допустимые дефекты. Требования в части шлаковых включений указаны в таблице ниже.

Длинные дефекты He допускаются
Короткие дефекты:
h ≤ 0,2 S h ≤ 0,25 S h ≤ 0,3 S
угловой шов h ≤ 0,2 K h ≤ 0,25 K h ≤ 0,3 K
Максимальный размер включения 2 мм 3 мм 4 мм

Таким образом, чтобы обеспечить правильное появление шлака на поверхности сварочного шва, необходимо знать, как его отличить от металла. В случае, если заметно, что шлак остается в сварочной ванне и не выходит наверх, нужно изменить угол наклона электрода. Перед процессом соединения необходимо позаботиться о надлежащем состоянии кромок, а также о правильном выборе режимов и параметров. Электроды нужно выбирать высокого качества, тогда и сварной шов будет качественный. Если соблюсти все условия, тогда шлак будет не вязкий, низкого удельного веса, с малым поверхностным натяжением. Только в этом случае, шлаковые соединения будут взаимодействовать с деталью, увеличивая его показатели раскисления, удаляя кислород. И только тогда сварочный шлак будет легко выходить на поверхность шва. Здесь не обойтись без профессионализма сварщика, выполняющего работу. Он должен уметь отличить шлак от металла при сварке, знать, почему вообще он появляется. Только опытный специалист сумеет сделать качественное и прочное соединение.

Многие сварщики, особенно начинающие, задаются вопросом: почему, когда варишь электродами много шлака. В основном, появление шлаков является результатом высокой скорости затвердевания раскаленного сварочного шва, также может указывать на низкий профессионализм сварщика или на низкое качество электродов. Давайте в этой статье подробно разберем каждую из причин более подробно.

Первая причина – высокая скорость затвердения и остывания металла. Если для сварки вы подбираете качественные электроды, которые образуют в сварочной ванне много шлака, расплавленный металл может больше находиться в жидком состоянии, благодаря чему шлаки и другие ненужные составляющие всплывут на поверхность. Также если вы для сварки используете качественные электроды, наплавленный металл будет более высокого качества и менее засорен шлаками и им подобными включениями.

Часто вероятность образования шлаков можно определить по марке сварочных электродов. Если вы применяете электроды с тонкой обмазкой, будьте внимательны, потому как вероятность формирования шлаков в сварочном шве очень высока. Если варите хорошими электродами с большим содержанием шлака – ваша работа будет проходить быстрее и более успешно.

Шлаковые включения можно поделить на микроспопические и макроскопические. Макроскопические включения имеют форму сферы, а также продолговатые вытянутые хвосты. Они могут образовываться в сварочном шве из-за плохой очистки кромок свариваемого металла. Микроскопические шлаковые включения появляются при образовании химических соединений во время плавления металла. Они проявляют себя в момент, когда металл начинает кристаллизоваться.

Следующая причина – низкий профессионализм сварщика. Если у вас совсем немного опыта, а перед вами стоит задача сварить ответственную конструкцию, то лучше пригласите профессионала. Это избавит вас от мучений с плохими сварочными швами, а также даст гарантию долгой службы конструкции. Чтобы получить опыт, начинайте варить простые вещи. Если будете браться за любую мелкую работу, связанную со сваркой, сможете быстро освоиться в этом деле, и совсем скоро будете выполнять ответственные и сложные швы.

В заключение можно сказать, что при хорошем старании можно научиться варить так, чтобы избегать попадания шлака в сварочный шов. Для того, чтобы сварочный шов был ровным, а присутствие шлака в нем было сведено к нулю, применяйте качественные электроды. Чаще всего для сварки применяются электроды АНО, которые дают возможность начинающим сварщикам набраться опыта и делают сварочный процесс более удобным и простым. С помощью этого вида электродов вы можете даже не будучи профессионалом сварочного дела, варить качественные швы и прочные конструкции.

Почему появляются шлаковые включения? Такие проблемы возникают обычно при сварке инвертором у начинающих. Когда сварщик варит, например, в направлении, как это можно видеть на фото, шлак может пойти вперед дуги, вперед сварочной ванны и подтечь под нее, оставаясь внутри шва из-за того, что не успел всплыть наружу.

В основном эта проблема присуща сварке в нижнем положении. Но особенно ситуация усугубляется, если деталь идет на спуск. В таком случае шлак гораздо быстрее стекает вперед, чем сварочная ванна. Также включения шлака могут возникать, если подобран слишком малый ток для данной толщины или по причине подбора слишком больших зазоров. При сварке по вертикали обычно включений не бывает – шлак стекает вниз, а шов остается сверху. В таком случае не существует проблем даже при сварке на малых токах. То же при работе в горизонтальном положении.

Проблемы с шлаком встречаются чаще всего при сварке в нижнем положении и при прохождении потолка.

Если случаются просадки в электросетке и варить можно только на малом токе, не желательно «жужжать» в нижнем положении, а необходимо деталь или заготовку поставить под уклон и варить снизу –вверх. Если тока совсем мало, нужно деталь поставить вертикально. Шлак будет стекать вниз, а шов нормально ложиться.

Если с электросетью в вашей мастерской все в порядке и тока хватает шлаковые включения все-равно возникают. Обычно это происходит при сварке на постоянке из-за воздействия на ферросплавы обмазки магнитного дутья. Когда горит электрод дуга начинает клониться в направлении массивной детали. Дуга может гореть в сторону или по кругу. Часто это явление ярко проявляется в угловых швах и на второй половине электрода. Вот в таких случаях и проявляются шлаковые включения в шве.

Если вы увидели, что шлак «обгоняет» сварочную ванну, можно сделать небольшой пробег вперед электродом по прямой линии, чтобы его встряхнуть. Если это не помогло, можно применить другой способ, который заключается в увеличении дуги, за счет чего шлак обратно сдувает по направлению к жидкой ванне. Также можно пытаться «загнать шлак обратно» меняя угол наклона детали (если позволяют ее габариты) в соответствующем направлении.

источник

Мы ее должны наблюдать в маску. Это такая блестящая поверхность прямо возле электрода.
Еще в маску мы видим шлак, но он мутный и течет беспорядочно.
Еще мы там видим дугу, но на нее тоже смотреть не надо.
В маску смотрим ТОЛЬКО НА СВАРОЧНУЮ ВАННУ.

Теперь сам процесс сварки.
Дуга должна быть короткая, электрод опирается на металл.
Короткая дуга — основа управляемого процесса. Чем короче дуга — тем меньше ванна и глубже проплавление.
Ванной нужно сознательно управлять.
Как увидели ванну, пробуем ей управлять наклонами электрода вдоль оси шва — она будет увеличиваться-уменьшаться. Так вот, сначала наклон делаем побольше, металл быстрее прогреется, быстрее отползет пузырь, потом наклон уменьшаем. Задача держать ванну одного размера. Капелька должна быть плоская, неразрывная, и все время одного размера, тогда у нас будет сплошной красивый шов.
Перед прожогом она всегда увеличивается, и у нее появляется хвост.

Какой площади и формы должна быть ванна когда все хорошо, и что происходит с ванной когда дело идет не так?
Когда все хорошо ванна имеет овальную форму, вытянутую в направлении сварки. Меньшая ось должна быть чуть больше диаметра электрода с обмазкой, большая — ну максимум в полтора раза больше.
Кроме того ванна должна быть управляемой если она начинает расти значит скоро прожжем.
Размер ванны, при котором будет прожог, вы увидите с приобретением опыта, он индивидуален для каждой толщины, способа стыковки и т.д.

Величина тока.
Ванна должна быть плоская и растекаться по обеим кромкам. Если она выглядит как какая-то ляпка, нужно добавить току, если все время увеличивается и металл прожигается — ток нужно убавить.
Если ток мал, то сложно начать шов, ванна вся закрыта шлаком, и он как бы бурлит.
Если ток нормальный, то возле электрода видно ванну, шлак нормально оттесняется дугой и сварка идет как бы в » автоматическом» режиме.
Большой ток — это когда мы не успеваем контролировать процесс.
Чем больше мы улучшаем свои навыки, тем большим током мы можем работать. Не до бесконечности, конечно.

Провар и прожог.
Прожог зависит не от глубины а от площади. Можно прожечь, так и не достигнув провара.
Признак проплавления на всю толщину, это маленькое отверстие впереди ванны, которое само заваривается.
Для получения провара важна плотность тока. И если току не хватает, например сеть не тянет, нужно использовать более тонкие электроды.
Как оценить глубину провара? Т.е. если ток слишком велик или электрод движется слишком медленно, все понятно — будет дырка. А если наоборот? Как это визуально определить в момент сварки?
А наоборот-ванна разрывается, в места разрывов — несплавлений попадает шлак, который потом невозможно выбить. Кроме того растет горб.

Практическое занятие. Приобретаем навыки.
Отрабатывать работу руки проще наплавляя простой валик, пока рука не чувствует что делать ей надо помочь понять.
Возьмите пластину которую не сразу прожжёшь, миллиметров 4-5. Очень толстую не надо, ибо она начнет искажать результаты теплоотводом. Нужно научиться различать ванну в процессе сварки. У Вас ведь инвертор? Тогда возьмите электрод 2мм выставьте ток на морде аппарата в 70А.
Электрод пробуйте зажигать не ударом кончика о железку, а чирканьем так меньше вероятность осыпать обмазку и проще зажечь дугу.
После того как дуга загорится быстренько тяните ее к месту сварки. Держите электрод почти вертикально. Под его кончиком начнёт набухать пузырь шлака. Ванны с металлом пока не видно. Когда пузырь станет больше диаметра электрода (с обмазкой) раза в полтора, вокруг пузыря кончиком электрода делаете оборот. Когда электрод поравняется с точкой от которой вы собираетесь вести шов, немного наклоните электрод в сторону движения (градусов 15-20). Потом держак с наклоненным электродом прижмите вертикально вниз с усилием, достаточным чтобы электрод коснулся обмазкой железки. Поддерживаете небольшое давление в вертикальном направлении и больше ничего рукой не делайте, а внимательно смотрите что твориться за дугой. Электрод сгорая будет перемещать дугу по ходу направления сварки, а дуговой промежуток будет постоянным из-за наклона и упора обмазкой. Следить за рукой не надо, достаточно просто немного давить вертикально вниз (не вдоль оси электрода, а именно вниз) чтобы электрод не отрывался от металла.
После того как дуга оторвется от пузыря, она разделится на две области: ближе к дуге более темная блестящая, дальше она мутнеет — это на нее набегает шлак. Вот эта темная и блестящая область и есть сварочная ванна. Она должна иметь круглую или немного вытянутую форму, это значит что ток в норме для данной толщины металла и скорости движения электрода.
Жгите полными электродами если позволяет заготовка, чтобы запомнить что происходит и потом находить ванну быстро и без труда на любом токе и с любыми электродам.
Наварите несколько валиков каждый раз меняя наклон электрода, оббейте шлак и посмотрите как меняется валик от скорости, а также соотнесите чешуйки шва с формой ванны.

Сварка тонких металлов.
Если варите постоянным током, при сварке тонкого металл ставьте обратную полярность — т.е плюс (+) на электрод, а минус (-) на изделие, ток около 40-50А.

На тонком металле не всегда успеваешь увидеть ванну под шлаком — слишком скоротечный процесс, зачастую нужно варить с отрывом. Так вот, оторвали электрод, оно там как бы собралось к центру, дальше тыкаем в то же место. Отрывать, как только ванна набрала свой размер. Очень важно, если варим сплошной шов сначала частенько поприхватывать. И напишу еще раз, т.к. это важно:
Не приподнимай электрод, не успеваешь управлять процессом — оторви, но не удлиняй дугу. Чем больше ванна по площади, тем больше вероятность прожога. На шлак внимания не обращать, пусть льётся, как хочет.

источник

Дата добавления: 2013-12-24 ; просмотров: 1858 ; Нарушение авторских прав

IV Горизонтальные швы на вертикальной плоскости

III Вертикальные швы

II Потолочные швы

I Угловые швы

Способы повышения производительности сварки

Угловые швы выполняют двумя методами, каждый из которых имеет свои

преимущества и недостатки.

Первый метод: сварка «в угол»— при сварке «в угол» допускается больший

зазор между деталями (до 3мм), проще сборка, но техника сварки сложнее,

возможны подрезы и наплывы, снижается производительность сварки из-за

необходимости за один проход сваривать швы небольшого сечения, катет

Второй метод: сварка «в лодочку»— сварка «в лодочку» допускает большие катеты шва за один проход и поэтому более производительна, однако такая сварка требует тщательной сборки.

Для укрепления сварочного шва используют метод,который позволяет к силам поверхностного натяжения добавить пленку поверхностного натяжения.

Потолочный шов является самым сложным. Сварку выполняют короткими во времени замыканиями дуги на сварочную ванну так, чтобы она не успела остыть, пополняя ее новыми порциями

45

расплавленного металла. Необходимо следить за длиной дуги, так может вызвать подрезы.

Вертикальные швы можно варить в двух направления – снизу верх и сверху вниз. Предпочтительнее сварка на подъем, так как расположенный снизу металл удерживает сварочную ванну, не давая ей растекаться. При сварке на спуск труднее удерживать сварочную ванну, поэтому гораздо сложнее добиться качественного шва.

Горизонтальные швы на вертикальной плоскости имеют свои особенности. В данных швах особую сложность представляет удержание сварочной ванны у обеих кромок свариваемых деталей. Для того чтобы облегчить этот процесс, не выполняют скоса нижней кромки. В таком случае получается полочка, которая способствует удержанию на месте расплавленной сварочной ванны.

Удаление сварочных шлаков выполняют обрубочным молотком. Для этого заготовку, подождав, пока она остынет настолько, что ее можно брать рукой, прижимают крепко к столу и ударами молотка, направленными вдоль шва, удаляет шлак, покрывающий сварочный шов. После этого шов проковывают для снятия внутренних напряжений. Для этого боек молотка разворачивают вдоль шва и выполняют проковку по всей его длине. Завершают процесс очисткой жесткой проволочной щеткой, перемещая ее резкими движениями сначала вдоль шва, а потом поперек, чтобы удалить остатки шлака.

46

источник

Сварочные швы по металлу представляют собой неразъёмное соединение, которое делается при помощи сварки под воздействием высоких температур.

Сварные соединения имеют несколько зон соединения, которые образуются во время самого процесса сварки:

  1. Сварной шов – этот участок сварного соединения образуется вследствие кристаллизации или в результате какой-либо деформации, которые произошли при сварке. Чаще всего имеют место и кристаллизация, и деформация в месте сварки.
  2. Металл шва – образуется в результате плавления основного металла. Как правило, расплавленную или оплавленную часть конструкции соединяют с нужным элементом посредством «прилипания». После остывания металла шва, скрепление полностью завершается.
  3. Основной металл – это та основная часть, которая подвергается плавлению или сварке.
  4. Зона сплавления – эта зона обычно находится на границе или между основным или металлом шва.
  5. Зона термического влияния – это участок основного металла, который не подвергается расплавлению, но структура и свойства которого изменяются в результате нагрева при сварке или наплавке.

Так, сварные швы могут делиться на несколько типов:

Стыковые – этот тип соединения состоит из двух элементов, которые примыкают к друг другу торцевыми поверхностями. Данный тип сварных швов очень лёгкий в техническом построении и используется довольно часто.

Нахлёстанное – это тот тип, в котором все сварные элементы располагаются параллельно друг к другу. Чаще всего они должны дополнительно частично перекрывать друг друга.

Угловое – в этом типе сварного соединения все элементы свариваются между собой под определённым углом.

Тавровое – данный тип соединения схож с угловым, но здесь требуется приваривать исключительно к боковой поверхности.

Торцовое – здесь вам нужно будет приваривать боковые поверхности материала друг к другу.

Разобравшись с видами и типа соединений сварных швов, можно переходить к основам электросварки. Если вы планируете обучаться самостоятельно, то вам необходимо будет запастись всеми необходимыми материалами. Так как с первого раза практики вас, скорее всего, ожидает небольшой провал, то лучше запастись большим количеством материала.

Также важно знать некоторые термины и обозначения перед началом работ:

  1. Сварная дуга – это раскалённый до невероятно высоких температур (порядка 5-7 тысяч) газ, так что обращаться со сваркой нужно предельно аккуратно, иначе вы рискуете нанести себе или окружающим серьёзные ожоги.
  2. Дуговая сварка – этот вид сварки делается при помощи электрической дуги, которая нагревает газ до невероятно высоких температур. При соприкосновении с поверхностью металлического изделия, металл начинает плавиться вследствие чего образуется так называемая – «сварочная ванна». После остывания металла появляется сварной шов.
  3. Аргонодуговая сварка – практически, как дуговой вид сварки, только в качестве разогреваемого газа здесь необходимо использовать аргон. Данный вид сварки очень хорошо подходит для различных прутьев арматуры толщиной не более 5 миллиметров.

По причинам, которые были описаны выше, все сварочные работы лучше всего проводить в помещении, где нечему гореть, в противном случае вы рискуете устроить пожар. Найдя пожаро-безопасное помещение, необходимо подготовить все нужные для работ материалы. Прежде всего подумайте о своей защите, приобретите специальную сварочную маску, перчатки для сварки, а также желательно дополнительно приобрести специальный костюм, который сделан из огнеупорного материала.

Когда вы уверены, что обезопасили себя от случайной искры или ожога, вам нужно приобрести все необходимые инструменты для работ. В их число входят:

  1. Вам в обязательном порядке понадобится сам сварочный аппарат.
  2. Также нужен будет небольшой комплект электродов, которые будет проводить достаточное количество электричества для нагрева газа до нужной температуры.
  3. Специальный небольшой молоточек, который понадобится для того, чтобы оббивать ненужный шлак.
  4. А также щётка с жёсткими ворсинками для удаления различного рода мусора.
  5. Трансформатор. Благодаря ему обычный переменный электрический ток, который проходит через наши розетки, будет преобразован в постоянный. Большинство сварок на мировом рынке работают только с помощью постоянного тока.

Когда всё готово для начала сварочного процесса обязательно тщательно проверьте поверхность тех элементов, которые собираетесь сваривать между собой, на наличие на них ржавчины или любых других дефектов. При обнаружении таковых, рекомендуется попытаться их устранить или заменить дефектные элементы на более качественные.

Теперь, когда всё готово к работе можно приступать:

  1. Сначала требуется прикрепить специальный зажим массы к своей рабочей заготовке и вставить электрод в держатель на сварке. Затем нужно попытаться поджечь дугу. Электрод необходимо устанавливать под углом около 70 градусов относительно заготовке. Для поджигания дуги, необходимо провести по заготовке электродом со скоростью примерно 7-10 см в секунду. Со стороны это будет выглядеть так, как будто вы поджигаете спичку. При появлении характерного треска и искр загорится сама газовая дуга. Если всё это произошло, то значит у вас всё получилось.
  2. Затем, устанавливаем электрод примерно под таким же углом. После установки вам будет необходимо соприкоснуться с рабочей заготовкой, и тут же немного поднять электрод так, чтобы в итоге получился небольшой зазор в 3-5 миллиметров между поверхностью металла и электродом. После соприкосновения с металлом дуга начинает гореть. Однако будет плавиться не только металл заготовки, но и самой дуги. Старайтесь поддерживать размеры зазора и одновременно перемещать электрод по горизонтали или вертикали (зависит от того в какую сторону вам нужно).
  3. Также во время процесса сварки, если вы приблизились слишком близко (также это может быть связано с малым напряжением) к поверхности металла, то ваш электрод может прилипнуть. Для того чтобы он отлип, поводите им из стороны в сторону. Затем обратно зажгите дугу.
  4. Старайтесь как можно лучше настроить трансформатор. Ведь если тока будет слишком много, то металл расплавится, как масло, а если тока слишком мало, то дуга попросту погаснет.

Немного разобравшись с работой дуги и самой сварки приступаем к выполнению швов. Швы в нашем случае делятся только на горизонтальные и вертикальные.

Ниже расположена небольшая инструкция для каждого из этих типов:

Делать такой шов проще простого. Достаточно всего лишь постепенно вести дугу по горизонтали, соблюдая зазор в 3-5 миллиметров. Также желательно как можно лучше закрепить материал, на который вам нужно сделать шов.

При сварке нужно вести дугу не сильно быстро, но и не сильно медленно – это нужно для того, чтобы зазор между металлическими материалами постепенно залился оплавившимся металлом и при этом успел остыть.

Процесс сварки вертикальных швов довольно сильно схож с процессом сварки горизонтальных швов, только в этом случае вам нужно сваривать под другим углом. Самый главный принцип в сварке вертикальных швов – это соблюдать определённое правило – никогда не вести дугу слишком быстро или слишком медленно. Так как в этом случае если металл будет подвергаться большому нагреву (дуга идёт слишком медленно) он будет понемногу стекать вниз, а при условии, что дуга идёт слишком быстро у вас может получиться некачественный шов.

Ваша задача должна состоять в том, чтобы слить обе кромки, плавя их сварочной дугой, одновременно направляя туда же капли металла из раскаленного до состояния жидкости конца электрода.

Процесс сварки труб с помощью электросварки довольно трудоёмок и требует определённого уровня мастерства и аккуратности. Если вы желаете самостоятельно учится сваривать трубы, то лучше всего дня начала попробовать трубы на толстом металле.

Небольшая инструкция:

  1. Раскладываем все трубы на специальном столе или стенде, на которых вам будет удобно с ними работать.
  2. В этом способе вам нужно будет сваривать трубу в два шага. Первый шаг свариваем первое полукольцо в одну сторону, затем второе в другую. Здесь следует использовать методику ведения «сверху вниз», используя 4-миллиметровый электрод с органическим напылением.
  3. Если вы свариваете трубы с маленьким диаметром, старайтесь их сваривать непрерывной дугой, если же диаметр трубы крупный, то сваривайте её с помощью способа, приведённого во 2-м пункте.

Во время проведения работ у вас может образоваться различного рода дефекты в местах сплава – шлак. Перед тем как приступить к уборке шлака, необходимо дать шву остыть. Когда вы убедились, что шов остыл, постучите по нему небольшим молотком (лучше всего приобретите специальный для удаления шлака).

После постукивания шлак основной слой шлака отлетит сам, оставшиеся слои можно убрать при помощи наждачки.

источник

Шлаком называется неметаллический покров на поверхности металла шва. Он образуется за счет плавления электродного покрытия, флюса, шихты порошковой проволоки или за счет металлургических процессов, протекающих при сварке (например, при сварке в углекислом газе).

Назначение шлака – получить желаемое направление процессов при сварке, а именно:

– защитить расплавленный металл от взаимодействия с газовой фазой;
– обеспечить необходимые сварочно-технологические свойства процесса: минимальное разбрызгивание, хорошее формирование шва, стабильное существование дугового разряда, газовыделение из металла шва, легкую отделимость шлаковой корки от поверхности закристаллизовавшегося металла шва;
– обеспечить протекание требуемых металлургических процессов в зоне плавления – раскисления, легирования, рафинирования, связывания водорода в соединения, нерастворимые в металле;
– замедлить остывание металла шва после сварки.

По своему составу шлаки представляют сложную систему из оксидов и (или) нейтральных солей, между которыми могут происходить химические реакции, приводящие к образованию новых веществ. Главные шлаковые компоненты, применяемые в сварочных шлаках, можно разбить на четыре группы (табл. 9).

Таблица 9. Главные компоненты сварочных шлаков

Кислотныеоксиды Основныеоксиды Амфотерные оксиды Нейтральныесоли
SiO2, TiO2, B2O3, P2O5, ZrO2 Na2O, K2O, CaO, MgO, FeO, MnO Al2O3, Fe2O3, Cr2O3, V2O3 KF, NaF, LiF, CaF2, BaF2, KCl, NaCl, MgCl2, Na3AlF6 (криолит)

В расплавленном состоянии основные оксиды взаимодействуют с кислотными или амфотерными и образуют химические соединения – комплексные оксиды, как правило, более жидкотекучие и легкоплавкие.

В настоящее время существуют две теории, описывающие строение жидких шлаков – молекулярная и ионная. Наиболее распространенной теорией строения жидких шлаков явилась молекулярная теория, развитая в основном Г. Шенком. В соответствии с молекулярной теорией, шлаки – это системы свободных и химически связанных неметаллических соединений (оксидов и пр.), между которыми имеется подвижное химическое равновесие. При этом с металлом взаимодействуют только свободные компоненты (в частности оксиды).

Более поздняя – ионная теория предполагает, что шлаки имеют строение ионного типа. В соответствии с этой теорией в жидких шлаках все оксиды и их химические соединения диссоциированы на ионы. В расплавленных шлаках находятся положительно заряженные катионы Ca 2+ , Mg 2+ , Mn 2+ , Al 3+ и др. и отрицательно заряженные анионы O 2- , F – , S 2- , SiO , TiOи др. Наибольший вклад в теорию электрохимии металлургических шлаков внесла школа О.А. Есина.

Молекулярная теория шлаков разработана достаточно детально, более удобна для практических расчетов равновесных систем. Поэтому в большинстве сварочной литературы сварочные шлаки рассматриваются как молекулярные растворы.

Важнейшие показатели хорошего сварочного шлака – его способность связывать оксиды, нитриды, сульфиды, фосфиды в прочные химические соединения, нерастворимые в металле и легко удаляемые в шлак.

Характер протекания металлургических процессов между металлом и шлаком зависит от химического состава шлака. Формально преобладание кислотных или основных характеристик шлака оценивается коэффициентом основности В или кислотности К.

Обычно в сварочных шлаках В = 0,6 ¸ 1,3, но уже при В > 1,1 ухудшаются сварочно-технологические свойства шлака.

Кислый шлак хорошо раскисляет стали за счет связывания FeO в комплексные соединения с SiO2, TiO2. Но большие скорости охлаждения не позволяют довести процесс до конца. Приходится применять и раскислители. Но кислый шлак не может рафинировать металл. Поэтому сырые (т.е. исходные) материалы должны иметь минимальное содержание серы и фосфора (не более 0,10 % каждого).

Основные шлаки не могут связать FeO в комплексы. Поэтому требуют большего количества раскислителей. Но они хорошо связывают серу и фосфор в комплексные соединения, удаляемые в шлак.

Шлак должен обладать следующими физическими свойствами:

  • температура плавления шлака должна быть на 200 ¸ 300 0 С ниже температуры плавления металла;
  • удельный вес шлака должен быть меньше удельного веса металла;
  • шлак должен обладать вязкостью на два порядка больше, чем металл (так, у сталей коэффициент вязкости h = (1 ¸ 2)×10 -3 Па.с, у шлаков – h = (0,8 ¸ 3)×10 -1 Па.с);
  • сварочные шлаки должны при расплавлении резко уменьшать свою вязкость, т.е. они должны быть короткими .
  • шлаковая корка должна легко отделяться от поверхности закристаллизовавшегося металла.

Шлаковая корка легко удаляется при отсутствии шпинелей в шлаках. Шпинели – это комплексные соединения типа MeR2O4, где в качестве элемента Ме выступают Fe, Mn, Mg, а в качестве элемента R – Al, Cr, V. Шпинель пристраивается к кристаллической решетке стали, поэтому ее тяжело удалять с поверхности металла шва. Кроме того, для хорошей отделимости шлака от металла шва необходимо, чтобы коэффициенты линейного расширения металла и шлака a существенно отличались по своим величинам. Обычно у сталей a×10 6 = 11,5 ¸ 14,0 1/ 0 С, у шлаков a×10 8 = 9,9 ¸ 11,5 1/ 0 С. Наилучшая отделяемость шлака наблюдается при малой его окисленности.

Температура плавления и удельный вес некоторых оксидов и соединений, образующихся при сварке сталей приведен в табл. 10.

Оксид или соединение Тпл, 0 С g, г/см 3
FeO 1370 5,9
MnO 1600 4,7
SiO2 1710 2,5
TiO2 1850 4,2
Al2O3 2050 3,9
CaO 2570 3,4
2FeO×SiO2 1320 4,3
MnO×SiO2 1285 3,6
2MnO×SiO2 1365 4,1
FeS 1193 4,6
MnS 1620 4,0

Шлаки имеют три состояния: жидкотекучее (h £ 1 Па×с), вязкое (h = 10 ¸ 10 2 Па×с) и хрупкое (h > 10 2 Па×с).

Те шлаки, у которых температурный интервал перехода из вязкого состояния в жидкотекучее небольшой, называются короткими. Длинные шлаки имеют значительно больший данный температурный интервал.

Короткие шлаки имеют вязкость почти постоянную в интервале температур 1200 ¸ 1400 0 С. При температуре около 1100 0 С вязкость коротких шлаков резко повышается и они затвердевают. Таким образом, короткий шлак быстро затвердевает с поверхности, оставаясь жидким в зоне соприкосновения с кристаллизующимся металлом. Это обеспечивает как свободный выход газов из металла, так и соответствующее формирование шва. Короткие шлаки – основные.

Длинные шлаки более густые, их вязкость медленно снижается в интервале 1000 ¸ 1400 0 С. Такие шлаки постепенно переходят сначала из жидкого состояния в густое, потом – в тестообразное, а затем – в твердое.

У длинных шлаков трудно установить температуру начала их затвердевания. Переход из тестообразного состояния в твердое у длинных шлаков сопровождается нарастанием вязкости, при котором перегруппировка частиц, необходимая для получения кристаллической решетки, затрудняется. Поэтому длинные шлаки не кристаллизуются, а переходят в стекловидную массу.

Длинные шлаки – это обычно кислые, силикатные шлаки. Чем больше содержание SiO2 в шлаке, тем выше его вязкость. Длинные, густые, медленно затвердевающие шлаки менее активны по отношению к металлу и отличаются худшими формирующими свойствами.

От вязкости шлака зависит его газопроницаемость, т.е. способность пропускать выделяющиеся из металла газы. Скорость выделения газов из металла зависит от их давления над поверхностью металла. Если у шлаков плохая газопроницаемость, то на поверхности металла создается повышенное давление газов, препятствующее их дальнейшему выделению. В этом случае в шве может образоваться пористость, а на поверхности шва – мелкие вмятины, штриховатость, побитость.

Густые шлаки обладают плохой, а маловязкие подвижные шлаки – высокой газопроницаемостью. В жидкотекучих шлаках быстрое выделение газов из металла сопровождается попутным «захватом» частиц шлаковых включений и более полным очищением металла шва. Поэтому важно правильно подбирать соответствующие добавки к шлаку, чтобы влиять на его вязкость в нужном направлении.

Лучшим разжижителем шлаков, особенно основных, является фтористый кальций CaF2 (плавиковый шпат). Уменьшают вязкость также хлориды, оксиды (TiO2, K2O, Na2O, MnO). Особенно благоприятно влияние TiO2, который способствует получению короткого шлака.

Для сварки более желательны маловязкие, легкоподвижные, быстро затвердевающие шлаки. Этому условию больше всего удовлетворяют короткие, основные шлаки.

Главные шлаковые системы по составу компонентов делятся на три типа: оксидные – силикаты и основные, оксидно-солевые и солевые. Силикаты применяют для сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей, основные шлаковые системы – для сварки нержавеющих высоколегированных сталей. Оксидно-солевые шлаки применяют для сварки средне- и высоколегированных сталей и для наплавки, солевые – для сварки алюминиевых и титановых сплавов.

По строению шлаки должны иметь не более трех главных компонентов. Например, кислые электродные покрытия построены на основе SiO2-FeO-MnO, основные на базе CaO-SiO2-CaF2, плавленые флюсы для сварки малоуглеродистых сталей на основе SiO2-MnO-CaF2.

По содержанию двуокиси кремния SiO2 и закиси марганца MnO оксидные флюсы (шлаки) разделяют на несколько категорий.

– бескремнистые (SiO2 содержится в виде примесей в количестве не более 5 %);

– низкокремнистые (содержание SiO2 = 6 ¸ 35 %);

– высококремнистые (содержание SiO2 > 35 %).

– безмарганцовистые (MnO содержится в виде примесей не более 1 %);

– низкомарганцовистые (содержание MnO до 10 %);

– среднемарганцовистые (содержание MnO = 15 ¸ 30 %);

– высокомарганцовистые (содержание MnO > 30 %).

Согласно рекомендации Международного института сварки (МИС) сварочные флюсы по химическому составу делятся на группы, приведенные в табл. 11.

Таблица 11. Классификация сварочных флюсов по содержанию основных составляющих

Условноеобозначение Содержание базовыхсоставляющих, % Тип флюса
MS MnO + SiO2 > 50 Марганцево-силикатный
CS CaO + MgO + SiO2 > 60 Кальцево-силикатный
AR Al2O3 + TiO2 > 45 Глиноземно-рутиловый
AB Al2O3 + CaO + MgO > 45 Глиноземно-основный
FB CaO + MgO + MnO + CaF2 > 50 Фторидно-основный
ST/легирующий Нет данных Специальный

В зависимости от коэффициента активности флюса Аф флюсы можно классифицировать на четыре группы:

– пассивные (Аф 60 м/ч). В противном случае S не ставится.

а – флюс допускает применение переменного тока, а при сварке на постоянном токе ставится буква в.

Буквы x, y, z означают требуемое напряжение холостого хода источника питания: X – Uxx £ 65 B; Y – Uxx = 65 ¸ 80 B; Z – Uxx > 80 B.

Последние три цифры означают химическую активность флюса по углероду, марганцу и кремнию.

Если коэффициент до 4, то происходит окисление элементов, 5 – флюс нейтрален, от 6 до 9 – прирост элементов.

Серия статей МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ:

источник