Введение

Соединение металлов с использованием электричества под гранулированным флюсом.

Погруженная дуговая сварка (ПДС) – распространенный процесс дуговой сварки. Первый патент на ПДС был получен в 1935 году. Процесс требует непрерывно подаваемого расходного электрода твердого или трубчатого типа (с металлической сердцевиной). Расплавленный металл шва и зона дуги защищены от загрязнения атмосферы, будучи "погруженными" под слой гранулированного флюса, состоящего из извести, кремнезема, оксида марганца, фторида кальция и других соединений. В расплавленном состоянии флюс становится проводящим и обеспечивает путь тока между электродом и свариваемым изделием. Этот толстый слой флюса полностью покрывает расплавленный металл, предотвращая разбрызгивание и искры, а также подавляя интенсивное ультрафиолетовое излучение и дымы, характерные для процесса ручной дуговой сварки покрываемым электродом (SMAW). ПДС обычно выполняется в автоматическом или механизированном режиме, однако доступны также полуавтоматические (ручные) сварочные головки ПДС с подачей флюса под давлением или самотеком. Процесс обычно ограничивается нижним или горизонтальным положением сварки. Также применялись токи до 5000 А (при использовании множественных дуг). Существуют варианты процесса с одним или несколькими (от 2 до 5) электродами-проволоками. При наплавке полосой в ПДС используется плоский полосовой электрод (например, шириной 60 мм и толщиной 0,5 мм). Может использоваться питание постоянным или переменным током, а комбинации постоянного и переменного тока распространены в многоэлектродных системах. Чаще всего используются источники питания с постоянным напряжением, однако доступны и системы с постоянным током в сочетании с податчиком проволоки с датчиком напряжения.

Заварная головка

Он подает флюс и присадочный металл в зону сварки. Здесь происходит подача энергии на электрод (присадочный металл).

Потоковой трепест

Он удерживает флюс и регулирует скорость его нанесения на сварное соединение.

Поток

Гранулированный флюс экранирует и тем самым защищает расплавленный металл шва от загрязнения атмосферным воздухом. Состав электрода зависит от свариваемого материала. В электроды могут добавляться легирующие элементы. Существуют электроды для сварки низкоуглеродистых, высокоуглеродистых, низколегированных и специальных сталей, нержавеющей стали, а также некоторых цветных металлов, таких как медь и никель. Электроды обычно покрываются медью для предотвращения коррозии и повышения их электропроводности. Электроды поставляются в виде прямых отрезков и бухт. Их диаметры могут составлять 1,6, 2,0, 2,4, 3, 4,0, 4,8 и 6,4 мм. Ориентировочные значения сварочных токов для электродов диаметром 1,6, 3,2 и 6,4 мм составляют 150–350, 250–800 и 650–1350 Ампер соответственно.

Заварка

Поток начинает осаждаться на свариваемое соединение. Поскольку в холодном состоянии флюс не является электропроводным, дуга может быть зажжена либо касанием электродом заготовки, либо помещением стальной ваты между электродом и заготовкой перед включением сварочного тока, либо с помощью высокочастотного устройства. Во всех случаях дуга зажигается под слоем флюса. Флюс сам по себе является изолятором, но как только он расплавляется под воздействием тепла дуги, он становится высокопроводящим, и, следовательно, ток между электродом и заготовкой поддерживается через расплавленный флюс. Верхняя часть флюса, контактирующая с атмосферой и остающаяся видимой, сохраняет зернистую структуру (не изменяется) и может быть использована повторно. Нижний, расплавленный флюс превращается в шлак, который является отходом и должен быть удален после сварки. Электрод непрерывно подается в свариваемое соединение с заданной скоростью. В полуавтоматических сварочных установках сварочная головка перемещается вручную вдоль соединения. При автоматической сварке отдельный привод перемещает либо сварочную головку над неподвижной заготовкой, либо заготовка перемещается/вращается под неподвижной сварочной головкой. Длина дуги поддерживается постоянной за счет принципа саморегулирующейся дуги. Если длина дуги уменьшается, напряжение дуги увеличивается, сила сварочного тока и, следовательно, скорость сгорания электрода также увеличиваются, что приводит к увеличению длины дуги. Обратный процесс происходит, если длина дуги увеличивается сверх нормы. Для контроля проплавления и поддержания большого количества расплавленного металла, образующегося в процессе, может использоваться опорная пластина из стали или меди.

Преимущества

Высокие скорости наплавки (более 45 кг/ч (100 фунтов/ч) сообщалось). Высокие коэффициенты использования в механизированных процессах. Глубокое проплавление сварного шва. Надёжные сварные соединения легко получаются (при грамотном проектировании и контроле процесса). Возможна высокоскоростная сварка тонколистовой стали со скоростью до 5 м/мин (16 футов/мин). Выделяется минимальное количество сварочного дыма и излучения дуги.

Ограничения

Ограничен применением к черным металлам (стали или нержавеющим сталям) и некоторым сплавам на основе никеля. Как правило, применяется в позициях 1F, 1G и 2F. Обычно используется для длинных прямых швов или вращающихся труб и емкостей. Требует относительно сложных систем работы с флюсом. Остатки флюса и шлака могут представлять угрозу для здоровья и безопасности. Необходима очистка межпроходного и послесварного шва от шлака. Для обеспечения надлежащего провара корня требуется использование подкладочных полос. Применим для материалов большой толщины.