Зварювання під флюсом в основному підходить для плоского зварювання позиційного зварювання. Якщо використовуються певні допоміжні інструменти, також можна реалізувати кутове зварювання та горизонтальне зварювання. Основними факторами, що впливають на форму та характеристики зварного шва при зварюванні під флюсом, є параметри процесу зварювання та умови процесу. Нижче ми в основному обговорюємо ситуацію плоского положення зварювання.
Вплив параметрів зварювання
Параметри процесу зварювання, які впливають на форму та розмір зварювального шва під флюсом, включають зварювальний струм, напругу дуги, швидкість зварювання та діаметр дроту.
(1) Зварювальний струм
Коли інші умови залишаються незмінними, вплив збільшення зварювального струму на проплавлення зварного шва (як показано на малюнку 1), будь то Y-подібна канавка чи I-подібна канавка, за нормальних умов зварювання проплавлення пропорційне зміна зварювального струму, тобто ефект показаний на малюнку 2. Струм невеликий, глибина проплавлення невелика, а надлишкова висота та ширина недостатні; струм занадто великий, глибина проникнення велика, а надлишкова висота занадто велика, що легко утворює високотемпературні тріщини.
a) I-образне з’єднання b) Y-подібне з’єднання
(2) Напруга дуги
Напруга дуги пропорційна довжині дуги. За однакової напруги дуги та зварювального струму, якщо вибраний флюс різний і напруженість електричного поля в дуговому просторі різна, довжина дуги буде іншою. Якщо інші умови залишаються незмінними, вплив зміни напруги дуги на форму зварного шва показано на малюнку 3.
Напруга дуги низька, проплавлення велике, ширина зварного шва вузька, і гарячі тріщини легко виникнути: коли напруга дуги висока, ширина зварного шва збільшується, а надлишкової висоти недостатньо. Під час зварювання під флюсом напруга дуги регулюється відповідно до зварювального струму, тобто певний зварювальний струм повинен підтримувати певну довжину дуги, щоб забезпечити стабільне горіння зварювальної дуги, тому діапазон зміни напруги дуги обмежений.
a) I-образне з’єднання b) Y-подібне з’єднання
(3) Швидкість зварювання
Швидкість зварювання впливає на глибину і ширину проплавлення. Зазвичай швидкість зварювання невелика, зварювальний басейн великий, а проникнення зварного шва та ширина більші. Тобто глибина проплавлення та ширина проплавлення обернено пропорційні швидкості зварювання, як показано на малюнку 4. Вплив швидкості зварювання на форму зварного шва показано на малюнку 5.
Швидкість зварювання занадто мала, кількість розплавленого металу велика, а зварювальний шов погано сформований: коли швидкість зварювання висока, кількість розплавленого металу недостатня, і легко виникнути підріз. Під час фактичного зварювання, щоб підвищити продуктивність, необхідно збільшити потужність дуги, одночасно збільшуючи швидкість зварювання, щоб забезпечити якість зварювання.
H - глибина проходки B - ширина проходки
Рис. 5 Вплив швидкості зварювання на форму шва
a) I-образне з’єднання b) Y-подібне з’єднання
(4) Діаметр зварювального дроту
При незмінності зварювального струму, напруги дуги та швидкості зварювання форма зварювального шва буде змінюватися через різний діаметр зварювального дроту.
Вплив густини струму на форму і розмір зварного шва, наведеного в таблиці 1, можна побачити з таблиці, інші умови залишаються незмінними, глибина проплавлення обернено пропорційна діаметру зварювального дроту, але ця залежність слабшає з збільшення щільності струму. Зі збільшенням щільності струму кількість розплавленого металу в розплавленому басейні продовжує збільшуватися, і розплавленому металу важко рухатися назад, а глибина проникнення збільшується повільно. Одночасно зі зварювальним струмом слід підвищувати напругу дуги, щоб забезпечити якість зварювального шва.
Вплив умов процесу на формування зварного шва
(1) Вплив форми канавки та зазору
Коли інші умови однакові, збільшення глибини та ширини канавки, проникнення зварного шва збільшується, ширина плавлення трохи зменшується, а надлишкова висота значно зменшується, як показано на малюнку 6. У стиковому зварному шві, якщо розмір зазору змінюється, також можна регулювати форму зварного шва. У той же час товщина пластини та умови розсіювання тепла також мають значний вплив на ширину зварного шва та надлишкову висоту, як показано в таблиці 2.
(2) Вплив нахилу дроту та нахилу заготовки
Напрямок нахилу зварювального дроту поділяється на два типи: нахил вперед і нахил назад, як показано на малюнку 7. Напрямок і величина нахилу різні, вплив дуги на силу обдування та тепло ванни розплаву різний, і вплив на формування зварювального шва також різний. На рис. 7а показано нахил зварювального дроту вперед, а на рис. 7b – нахил зварювального дроту назад. Коли зварювальний дріт нахиляється назад у межах певного кута нахилу, вплив сили дуги на розплавлений метал ванни послаблюється, і рідкий метал на дні розплавленої ванни згущується, тому глибина проплавлення зменшується. Однак ефект попереднього нагріву дуги на основний метал перед ванною розплаву посилюється, тому ширина плавлення збільшується. На малюнку 7c показано вплив нахилу назад на глибину та ширину проникнення. У реальній роботі нахил зварювального дроту вперед використовується лише в деяких особливих випадках, наприклад, при зварюванні кругового шва циліндричних деталей малого діаметра.
Існує два випадки зварювання під ухилом і зварювання під ухилом, коли деталь зварюється під нахилом, і їхній вплив на формування зварного шва, очевидно, різний, як показано на малюнку 8. Під час зварювання вгору (рис. 8a, b), якщо кут нахилу дорівнює більше 6 градусів до 12 градусів, надлишкова висота зварного шва є занадто великою, з обох боків з’являються підрізи, а формування значно погіршується. На практиці слід уникати зварювання під гору. Ефект зварювання під гору протилежний ефекту зварювання під гору, дивіться малюнок 8c, d.
a) Нахил вперед b) Нахил назад c) Вплив кута нахилу дроту назад на формування зварного шва
(3) Вплив накопичення потоку
Висота зварювального флюсу під флюсом зазвичай становить 25-40 мм, і дуга має бути захована навколо нитки. У разі використання зв’язаного флюсу або спеченого флюсу висота купи флюсу на 20–50 % вища, ніж у виплавленого флюсу через його низьку щільність. Чим більша висота наростання флюсу, тим більша висота зварного шва і менша глибина проплавлення.
Вплив умов процесу зварювання на властивості металу шва
Коли змінюються умови зварювання, змінюється ступінь розчинення основного металу та коефіцієнт плавлення флюсу (кількість плавлення флюсу/кількість плавлення зварювального дроту), що впливає на властивості металу шва, серед яких зварювальний струм і напруга дуги. більший вплив. На рисунках 9-11 показано вплив зварювального струму, напруги дуги та швидкості зварювання на коефіцієнт плавлення флюсу.
Внаслідок зміни коефіцієнта плавлення флюсу змінюється хімічний склад і механічні властивості металу шва, особливо на хімічний склад металу шва найбільше впливає додавання легуючих елементів у спечений флюс. На малюнках 12-14 показано вплив різних умов зварювання на вміст Mn і Si в металі шва.
,
