A Submerged Arc Welding (SAW) egy nagy-hatékonyságú, jó{1}} minőségű automatikus hegesztési technológia, amelyet széles körben alkalmaznak a nehéziparban, beleértve a hajógyártást, a hídépítést, a nyomástartó edénygyártást és a csővezeték-gyártást. A hagyományos hegesztési módszerekkel ellentétben a SAW nagymértékben támaszkodik a szemcsés fluxusra a hegesztési ív és az olvadt medence lefedésére, amely meghatározza a hegesztési folyamat stabilitását, a hegesztett fém kémiai összetételét és a hegesztett kötések végső mechanikai tulajdonságait.

Bevezetés

Merülőíves hegesztés (SAW)Az 1930-as években találták fel, és fokozatosan a modern ipari gyártás egyik legfontosabb automatikus hegesztési eljárásává vált kiemelkedő előnyeinek köszönhetően, mint a nagy hegesztőáram, a nagy leválasztási hatásfok, a stabil ív, az alacsony fröcskölés és a kiváló hegesztési formázási minőség. A SAW legmeghatározóbb jellemzője, hogy a hegesztőív működés közben teljesen elmerül egy szemcsés fluxusréteg alatt. A fluxus az ív magas hőmérséklete alatt megolvad, és salakréteget és védőgázt képez, amely elszigeteli az olvadt hegesztőmedencét a levegőtől, elkerüli az olvadt fém oxidációját és nitridálását, és kiváló minőségű hegesztési formát valósít meg.

A SAW mag segédanyagaként a hegesztőfolyasztószer nemcsak egyszerű védőközeg, hanem kulcsfontosságú funkcionális anyag is, amely részt vesz a kohászati ​​reakciókban, beállítja a varrat összetételét, optimalizálja a mechanikai tulajdonságokat és javítja a hegesztési folyamat teljesítményét. A folyasztószer minősége és típusa közvetlenül befolyásolja a hegesztett kötés ívstabilitását, hegesztési áthatolását, salakeltávolíthatóságát, repedésállóságát, szívósságát és keménységét. A tényleges ipari gyártás során a nem megfelelő folyasztószer-választás hegesztési hibákhoz vezet, mint például léglyukak, salakzáródás, hiányos olvadás, hideg repedések és alacsony hőmérsékletű szívósság csillapítása, ami súlyosan befolyásolja a hegesztett szerkezetek üzembiztonságát.

Más hegesztési folyasztószerekkel összehasonlítva a SAW folyasztószer szemcsés szilárd halmazállapotú, újrafelhasználható teljesítmény, változatos alkatrészrendszerek és célzott kohászati ​​funkciók jellemzőivel rendelkezik. Az ipari gyártási szabványok folyamatos korszerűsítésével magasabb követelményeket támasztanak a hegesztési varratok tisztaságával, szívósságával és fáradtságállóságával szemben, ami tovább segíti a SAW folyasztószerek osztályozásának finomítását és teljesítményoptimalizálását. Ez a cikk a SAW fluxus alapvető funkcióiból indul ki, osztályozza és elemzi a piacon lévő fluxustípusokat, tárgyalja a megfelelő teljesítményjellemzőket és az alkalmazható feltételeket, valamint összefoglalja a folyasztószer tudományos kiválasztásának módszereit különböző munkakörülményekhez, hogy tisztázza a fluxus alkalmazási szabályait a merülőíves hegesztésben.

Alapvető funkcióiFényárama merülőíves hegesztésben

Az alkalmazható SAW fluxus típusok tisztázásához először el kell sajátítani a fluxus alapvető funkcióit a hegesztési folyamatban. A hegesztési kötésre szétterített szemcsés fluxus fizikai olvadáson és összetett kémiai kohászati ​​reakciókon megy keresztül magas ívhőmérsékleten, és fő funkciói három dimenzióra oszlanak fizikai védelemre, kohászati ​​szabályozásra és folyamatoptimalizálásra.

1. Fizikai védelmi funkció

A SAW fluxus legalapvetőbb funkciója a fizikai szigetelésvédelem. A hegesztés során a folyamatos adagolású szemcsés fluxus lefedi a hegesztési területet. Az ív a huzalelektróda és az alapfém közötti résben ég, és a környező fluxus megolvad, és sűrű folyékony salakréteget képez. A salakréteg teljesen beburkolja az olvadt hegesztési medencét és a magas hőmérsékletű hegesztési fémet, és elzárja az oxigént, a nitrogént és a vízgőzt a levegőben. Ez hatékonyan megakadályozza az olvadt fém oxidációját és nitridálását, elkerüli az oxidzárványok és nitrid pórusok képződését, és biztosítja a hegesztési fém tisztaságát. Ugyanakkor a felületen lévő szilárd fluxusréteg védi az ívfényt és csökkenti a hegesztési fröcskölést, javítva a munkakörnyezetet és a hegesztési formázás minőségét.

2. Kohászati ​​szabályozási funkció

A fluxus a kohászati ​​reakció fő közege a SAW-eljárásban. A különböző folyasztószer-komponensek deoxidációs, kéntelenítési, foszformentesítő és ötvöző hatásokat válthatnak ki. Egyrészt a folyasztószerben lévő oxidkomponensek reakcióba lépnek az olvadt medencében lévő oxidált elemekkel, hogy eltávolítsák a hegesztési varratból a felesleges oxigént, ként és foszfort, csökkentsék a rideg zárványokat, és javítsák a varrat szívósságát és plaszticitását. Másrészt az aktív és ötvözött folyasztószerek ötvözetelemeket, például mangánt, szilíciumot, krómot és nikkelt szabadíthatnak fel az olvadás során, kompenzálhatják az ötvözetelemek égési veszteségét a hegesztési folyamat során, módosíthatják a varrat kémiai összetételét, és a hegesztési varrat mechanikai tulajdonságait egyezővé tehetik, vagy akár meg is haladhatják az alapfémet.

3. Hegesztési folyamat optimalizálási funkció

A SAW fluxus hatékonyan stabilizálja a hegesztési ívet, beállítja a hegesztési hőbevitelt és optimalizálja a varrat morfológiáját. A fluxusbomlás során keletkező gáz stabilizálja az ív égési állapotát, elkerülheti az ívtörést és jittert, valamint biztosítja a hegesztés folytonosságát és egyenletességét. A folyasztószer olvadáspontja, viszkozitása és folyékonysága határozza meg a salak szórási tartományát és megszilárdulási sebességét, így befolyásolja a varrat behatolási mélységét, a varrat szélességét és az erősítés magasságát. Ezen túlmenően, az ésszerű folyasztószer-képlet jó lehánthatóságot biztosít a salaknak, elkerülheti a salakzáródási hibákat, és csökkenti a hegesztési varrat utáni tisztítási munkaterhelést, ami nagyon alkalmas a nagy hatékonyságú automatikus hegesztési gyártáshoz.

A merülőíves hegesztésben használt folyasztószer fő típusai

A fűrészgép-folyasztószereknek két fő osztályozási módszere van az iparban: a gyártási folyamat szerinti osztályozás és a kémiai tulajdonságok (savasság és lúgosság) szerinti osztályozás. A két osztályozási módszer lefedi az összes kereskedelmi forgalomban lévő SAW folyasztószert, és a különböző típusú folyasztószerek teljesítményében, jellemzőiben és alkalmazási forgatókönyveiben nyilvánvaló különbségek vannak. E két osztályozási dimenzió kombinálásával teljes mértékben tisztázhatóak a SAW fluxusok típusai és alkalmazható hatóköre.

1. Gyártási folyamat szerinti osztályozás

Különböző gyártási és feldolgozási technológiák szerint a SAW folyasztószereket olvasztott folyasztószerre, agglomerált (szinterezett) folyasztószerre és kötött folyasztószerre osztják, amelyek az ipari termelésben a három leggyakrabban használt folyasztószer típus.

1.1 Biztosított fluxus

Az olvasztott folyasztószert különféle ásványi nyersanyagok arányos összekeverésével, magas hőmérsékletű, 1300 fok feletti kemencében-olvasztással, majd vízzel történő hűtéssel, zúzással, szitával és szárítással állítják elő. Belső szerkezete egységes üveges kristály, kompakt textúrájú, alacsony vízfelvétellel és kiváló nedvességállósággal. Az olvasztott folyasztószer stabil kémiai tulajdonságokkal, egyenletes komponenseloszlással és jó ívstabilitással rendelkezik. Az olvadás után képződő salak közepesen folyékony és könnyen hámozható, a hegesztési varrat sima és szép. A magas-hőmérsékletű olvasztási folyamat miatt azonban néhány alacsony-olvadáspontú ötvözetelem könnyen elégethető, így az olvasztott folyasztószer többnyire gyenge ötvözőképességű semleges folyasztószer, amely alkalmas hagyományos szénacél és alacsony-ötvözött acél hegesztésére. Széles körben használják általános szerkezeti acélhegesztésben, acéllemez-illesztésben és hagyományos csővezeték-hegesztésben.

1.2 Agglomerált (szinterezett) folyasztószer

Az agglomerált folyasztószert, más néven szinterezett folyasztószert ásványi por, ötvözetpor és kötőanyag egyenletes keverésével, granulálással és alacsony hőmérsékletű (400-800 fokos) szintereléssel állítják elő. Ezzel az eljárással elkerülhető az ötvözetelemek magas hőmérsékletű égési vesztesége, így a folyósítószert különféle ötvözetkomponensekkel lehet hozzáadni, erős ötvözési és kohászati ​​beállítási képességgel. Az agglomerált folyasztószer rugalmas képletbeállítással rendelkezik, amely igény szerint alakítható aktív folyasztószerré, alapfolyasztóvá és ötvözetfolyasztóvá. Kiemelkedő előnyei vannak a hegesztési szívósság javításában, a hidrogéntartalom csökkentésében és a hegesztési szilárdság beállításában. Egyetlen hátránya, hogy valamivel nagyobb vízfelvételt tesz lehetővé, mint az olvasztott folyasztószer, ezért hegesztés előtt meg kell sütni, hogy eltávolítsa a nedvességet és megakadályozza a hidrogén- által okozott repedéseket. Jelenleg az agglomerált folyasztószer a magas színvonalú{10}}hegesztés, például a nagyszilárdságú acél, az alacsony hőmérsékletű acél és a nyomástartó edények fő folyasztószerévé vált.

1.3 Kötött folyasztószer

A ragasztott folyasztószert úgy állítják elő, hogy a nyersanyagokat nátrium-szilikáttal és más alacsony hőmérsékletű kötőanyagokkal keverik össze, szárítják és szobahőmérsékleten vagy alacsony hőmérsékleten megszilárdulnak. A gyártási folyamat egyszerű és a költségek alacsonyak, de a szerkezeti tömörség gyenge, a vízfelvétel magas, és az alkatrészek egyenletessége nem megfelelő. A ragasztott folyasztószer gyenge stabilitású nagy-áramú hegesztési folyamatban, és könnyen salakzáródást és pórushibákat okoz. Kizárólag alacsony-igényű, alacsony áramáramú hagyományos hegesztési műveletekhez alkalmas, és a modern, nagy-precíziós ipari termelésben fokozatosan szinterezett és olvasztott folyasztószerek váltják fel.

2. Osztályozás kémiai bázisosság és aktivitás szerint

A kémiai összetétel, a bázikussági érték és a kohászati ​​aktivitás szerint a SAW fluxusokat semleges fluxusra, aktív fluxusra és bázikus fluxusra osztják, amelyek a hegesztési folyamat kiválasztásának leggyakrabban használt osztályozási alapjai.

2.1 Semleges fluxus

A semleges fluxus bázikussága 1,0-1,5, kémiai összetétele stabil. A hegesztési folyamat során alapvetően nem növeli vagy csökkenti a varratban lévő ötvözetelemek, például mangán és szilícium mennyiségét, és a varrat kémiai összetételét főként a hegesztőhuzal határozza meg. A semleges fluxus kiváló folyamatteljesítménnyel, stabil ívvel, sima hegesztéssel és könnyű salakeltávolítással rendelkezik. Főleg közönséges szénacél és közönséges gyengén{6}}ötvözött szerkezeti acél hegesztésére használják. Alkalmas olyan alkalmakra, ahol általános mechanikai tulajdonságokkal kell szembenézni, és nincs különleges alacsony hőmérsékleti szívóssági követelmény. A tipikus képviselője az SJ101 fluxus, amelyet széles körben használnak az acélszerkezetek gyári hegesztésében és a hagyományos lemezillesztésben.

2.2 Aktív fluxus

Az aktív fluxus bizonyos mennyiségű mangán-oxidot és szilícium-oxidot tartalmaz. A hegesztési kohászati ​​reakció során megfelelően kiegészítheti a mangánt és a szilíciumot a hegesztőmedencében, erős deoxidációs szerepet játszik, és javítja a hegesztési fém szilárdságát és keménységét. Az aktív folyasztószer erős dezoxidáló képességgel rendelkezik, amely enyhén rozsdásodó és oxidált alapanyagok hegesztéséhez tud alkalmazkodni, és erős a folyamathoz való alkalmazkodóképessége. A túlzott ötvözőelemek azonban csökkentik a hegesztés alacsony hőmérsékletű -szilárdságát és plaszticitását, ezért csak normál szerkezeti hegesztésre alkalmas szigorú szívóssági követelmények nélkül, és nem alkalmas alacsony-hőmérsékletű berendezésekhez és nagy-terhelésű kulcsfontosságú szerkezeti alkatrészekhez.

2.3 Alapvető fluxus

A bázikus fluxus bázikussági értéke nagyobb, mint 2,0, gazdag lúgos komponensekben, például kalcium-oxidban (CaO) és magnézium-oxidban (MgO), és alacsony a savas oxid tartalma. Kiváló kéntelenítő és foszformentesítő hatással rendelkezik, jelentősen csökkentheti a hegesztett fém káros szennyeződéseinek tartalmát, és hatékonyan gátolja a forró és hideg repedések kialakulását. Ugyanakkor az alapfolyasztószer jelentősen javíthatja a hegesztés alacsony-hőmérsékletű ütésállóságát és plaszticitását, és ez az előnyben részesített folyasztószer a nagy-szilárdságú alacsony-ötvözött acél, az alacsony hőmérsékletű nyomástartó edényacél és a csővezeték-acél hegesztésénél. Az alapfolyasztószer hátránya, hogy érzékeny a nedvességre, ezért hegesztés előtt szigorú sütési és szárítási kezelést kell végezni, hogy elkerüljük a hidrogén-{8}}késleltetett repedéseket. Az olyan tipikus termékeket, mint az SJ301 folyasztószer, széles körben használják magas színvonalú{11}}projektekben, mint például a nyugati-keleti gázvezeték és a hídfőszerkezet hegesztése.

A FŰRÉSZFluxus kiválasztásának elvei

A folyasztószer kiválasztásának lényege az alapanyag teljesítményének, a hegesztési szerkezeti követelményeknek és a szolgáltatási környezetnek való megfelelés. Nincs univerzális fluxus minden munkakörülményre. A folyasztószer tudományos kiválasztásánál a következő elveket kell követni a hegesztési minőség és a szerkezeti biztonság biztosítása érdekében.

1. Illesztés nem nemesfém anyaggal

A közönséges szénacél és az alacsony -szilárdságú, alacsony-ötvözött acélok esetében előnyben részesítjük a semleges folyósítószert vagy a semleges szinterezett folyasztószert. A folyamat stabil, és a költségek alacsonyak, ami megfelel a hegesztés hagyományos mechanikai tulajdonságaira vonatkozó követelményeknek. A nagyszilárdságú, alacsony-ötvözött acélok, az alacsony-hőmérsékletű acélok és a Q345 feletti szilárdsági fokozatú nyomástartó edényacélok esetében a szinterezett alapfolyasztószert kell kiválasztani, hogy biztosítsuk a hegesztés alacsony-hőmérsékletű szívósságát és repedésállóságát. A nagy kopásállóságot és nagy szilárdságot igénylő ötvözött acélanyagokhoz aktív folyasztószert tartalmazó ötvözet választható az ötvözetelemek kiegészítésére és a hegesztési varratok átfogó teljesítményének javítására.

2. Egyezés a szolgáltatási munkafeltételekkel

Normál hőmérsékletű és alacsony terhelésű beltéri közönséges szerkezeti részekhez jó folyamatteljesítményű és alacsony költségű semleges aktív fluxus használható. Az alacsony hőmérsékletű, szeles és párás környezetben működő kültéri szerkezetek, csővezeték-berendezések és alacsony hőmérsékletű nyomástartó edények esetén a nagy szilárdságú és alacsony hidrogéntartalmú alapfolyasztószert kell kiválasztani, hogy elkerüljük az alacsony hőmérsékletű törékeny törést és a hidrogén{4} által kiváltott repedéseket. Vastaglemezes több-rétegű és több-átmenetes hegesztésnél előnyben részesítjük az erős szennyeződéseltávolító képességgel és stabil kohászati ​​teljesítménnyel rendelkező alapfolyasztószert, hogy elkerüljük a többrétegű hegesztés halmozott hibáit.

3. Egyezés a hegesztési folyamat paramétereivel

A nagy-áramú, nagy{1}}sebességű automata hegesztés erős ívstabilitású és jó salakfolyékonyságú szinterezett folyasztószerhez alkalmas, amely biztosítja a folyamatos hegesztési formázást. Az alacsony-áramú vékony-lemezes hegesztés finom részecskeméretű és stabil égésű olvasztott fluxusra képes. Ezenkívül az újrafelhasználható folyasztószert szitálni és szárítani kell az oxidált salak és nedvesség eltávolítása érdekében, hogy elkerüljük a későbbi hegesztési varratok hegesztési minőségének befolyásolását.

A gyakori fűrészfűrészáramok tipikus alkalmazása

Az ipari termelésben számos szabványos folyasztószert használnak a legszélesebb körben, amelyek a fűrészgépek munkakörülményeinek több mint 90%-át lefedik. A tipikus fluxusok teljesítményjellemzői és alkalmazási forgatókönyvei az alábbiakban foglalhatók össze:

Az SJ101 szinterezett folyasztószer egy semleges mangán-szilícium folyasztószer, stabil ívvel, gyönyörű hegesztéssel és könnyű salakeltávolítással. Ez a legszélesebb körben használt univerzális folyasztószer, amely alkalmas szénacél és közönséges gyengén ötvözött acél hegesztésére, és széles körben használatos az acélszerkezetekben, a gépgyártásban és az általános mérnöki területeken.

Az SJ301 szilícium-kalcium bázikus folyasztószer kiváló kéntelenítő és szívósságjavító hatással rendelkezik, a hegesztett fém alacsony hidrogéntartalma, erős repedésállósága, és alkalmas nyomástartó edények, nagy-távolságú olaj- és gázvezetékek és nagy hídszerkezetek kerületi varrathegesztésére, amely a speciális folyasztószer-szabvány a nagynyomású{- berendezések hegesztéséhez.

Az SJ201 savas aktív fluxus erős deoxidációs képességgel rendelkezik, és alacsony az alapanyag felületi előkezelési igénye. Alkalmas enyhén rozsdásodó és oxidált acéllemezek hegesztésére, és többnyire nem-kritikus, alacsony minőségi követelményekkel járó szerkezeti segédhegesztésre használják.

A SAW Flux karbantartási és használati előírásai

A SAW fluxus teljesítményét könnyen befolyásolják a tárolási és használati körülmények, és a szabványos működés a kulcs a fluxusteljesítmény teljes játékához.

Először is, a folyasztószert száraz és szellőző helyen kell tárolni, hogy elkerüljük a nedvesség felszívódását. A nagy higroszkópos alapfolyasztószert használat előtt 250-300 fokon 1-2 órán keresztül kell sütni, hogy eltávolítsuk a belső nedvességet és csökkentsük a varrat hidrogéntartalmát.

Másodszor, az újrafelhasznált folyasztószert szitálni kell a salaktömbök és a fémszennyeződések eltávolítása érdekében, és bizonyos arányban új folyasztószerrel kell keverni a felhasználáshoz, ami hatékonyan csökkentheti a gyártási költségeket, miközben biztosítja a minőséget.

Ezenkívül szigorúan tilos különböző típusú folyasztószereket keverni, hogy elkerüljük az alkatrészek zavarát, az ív instabilitását és a kohászati ​​reakció meghibásodását, ami hegesztési hibákat eredményezhet.

A merülő ívhegesztési folyasztószert a gyártástechnológia szerint olvasztott folyasztószerre, agglomerált (szinterezett) folyasztószerre és kötött folyasztószerre, a kémiai bázikusság és kohászati ​​aktivitás szerint pedig semleges folyasztószerre, aktív folyasztószerre és bázikus folyasztószerre osztják. A különböző típusú folyasztószerek eltérő teljesítményjellemzőkkel és célzott alkalmazási forgatókönyvekkel rendelkeznek. Az ipari merülőíves hegesztésben nincs egyetlen univerzális fluxus. A folyasztószer kiválasztását az alapfém típusán, a szerkezeti szolgáltatási követelményeken és a hegesztési folyamat körülményein kell alapul venni.

A semleges olvasztott és szinterezett folyasztószerek alkalmasak a hagyományos szénacélok és a hagyományos, gyengén{0}}ötvözött acélok hegesztésére általános teljesítménykövetelmények mellett; az aktív folyasztószereket kis-igényű szerkezeti hegesztésre alkalmazzák, amely jól alkalmazkodik az alapanyag felületi viszonyaihoz; Az alapvető szinterezett folyasztószer a nagy szilárdságú acél, az alacsony-hőmérsékletű acél és a kulcsnyomású-csapágyszerkezetek alapvető választása a kiváló szívósságjavítás és repedésállóság miatt.

A nagy-hatékonyságú, nagy-precíziós és alacsony költségű{2}}hegesztési technológia kifejlesztésével a nagy-teljesítményű, alacsony-hidrogénbázisú szinterezett folyasztószer és a testreszabott ötvözetfolyasztószer a fűrészgép-folyasztószer fő fejlesztési irányává válik. A folyasztószer szabványos kiválasztása, tárolása és használata kulcsfontosságú a hegesztési minőség javítása, a hibaarány csökkentése és a hegesztett szerkezetek hosszú távú üzembiztonságának -biztosítása szempontjából.