Сварка порошковой проволокой: технология, нюансы, виды проволоки

Что собой представляет? Сварка порошковой проволокой чаще всего выполняется полуавтоматом. Она позволяет не использовать тяжелые баллоны с инертным газом, что в некоторых случаях является существенным преимуществом.

Как? Данная технология мало чем отличается от сварки обычными стержнями в среде защитного газа. Однако есть нюансы, которые необходимо учитывать: важно следить за скоростью подачи проволоки, наложения шва, углом наклона горелки и помнить, что пары, выделяемые при сварке, токсичны.

Технология сварки порошковой проволокой

Порошковая сварочная проволока выполнена в виде непрерывного электрода, имеющего трубчатую или другую, более сложную конфигурацию в поперечном сечении. В качестве наполнителя в ней используются смеси, которые могут включать в себя минералы, руды, ферросплавы металлических порошков, химикаты и прочие материалы.

Содержимое порошкообразного наполнителя выполняет ту же функцию, что и обмазка стержней электродов для ручной дуговой сварки, – защищает расплав в сварочной ванне от контакта с атмосферным воздухом, раскисляет и легирует металл, связывает азот с образованием стойких нитридов, стабилизирует электрическую дугу.

Наполнитель обеспечивает высокое качество шва, позволяет шлаковой корке легко отделяться от валика, способствует проплавлению материала соединяемых кромок, уменьшает образование брызг и пор, препятствует растрескиванию, накоплению шлака, улучшает механические характеристики сварного соединения.

Сварка порошковой проволокой может выполняться без защитного газа (отсюда второе название – самозащитная), с его применением, под флюсом или при соединении металлических заготовок электрошлаковым методом. Компоненты наполнителя, нагреваясь и плавясь, способствуют созданию необходимой шлаковой и газовой защиты расплава в сварочной ванне. Стержни с порошкообразным сердечником также широко применяются при сварке в атмосфере углекислого газа.

Порошковые сварочные проволоки разного диаметра с различными составами наполнителя позволяют формировать горизонтальные, вертикальные, нижние и потолочные швы высокого качества.

При сварке порошковой проволокой ее оболочка и материал соединяемых деталей служат электродами, между которыми происходит горение электрической дуги. Выделяемое тепло расплавляет стержень и наполнитель, формируя растущую каплю, которая смешивается с расплавом в сварочной ванне.

Процесс плавления компонентов смеси сопровождается образованием шлака, тонкий слой которого покрывает расплавленный металл (основной и присадочный). Карбонаты и органические материалы выделяют газ, защищающий зону плавления от контакта с окружающим воздухом. Затем происходит кристаллизация металлического сплава, приводящая к формированию сварного шва, который покрывает корка твердого шлака.

Виды сварочных порошковых проволок

Существует несколько методов классификации порошковых сварочных проволок, в основе которых лежат способ защиты расплава от окисления, тип сердечника и механические свойства металла швов.

Способ широко применяется для работы с малоуглеродистыми и низколегированными конструкционными, а также легированными стальными сплавами, чугунами, цветными металлами. Далее рассмотрим свойства этих сварочных материалов и особенности их использования.

В зависимости от способа защиты порошковые проволоки бывают:

• самозащитными;
• для сварки с использованием защитных газов или флюса.

По составу порошкообразного наполнителя применяемые в России проволоки делятся на пять типов. Сердечник может быть: рутил-органическим, рутиловым, карбонатно-флюоритным, рутил-флюоритным или флюоритным.

В состав наполнителя входят: рутиловый концентрат (в качестве основы) и алюмосиликаты. Также присутствует определенное количество ферромарганца, отвечающего за раскисление металла. Защитные газы образуются за счет специальных добавок – крахмала или целлюлозы. Рутил-органический сердечник делает проволоки самозащитными.

Проволоки рутилового типа изготавливаются на основе рутилового концентрата с добавлением алюмосиликатов и руд. Добавки ферромарганца, ферросилиция, ферротитана и ферроалюминия выполняют функцию раскислителей. Для сварки такими стержнями необходима дополнительная защита – углекислый газ.

В карбонатно-флюоритных сварочных проволоках наполнитель изготавливается с добавлением карбонатов кальция, магния и натрия в качестве газообразующих компонентов. Шлакообразование обеспечивается рутиловым концентратом, алюмосиликатами, оксидами щелочноземельных металлов и флюоритовым концентратом.

Для раскисления в состав сердечника вводятся ферромарганец и ферросилиций (также могут использоваться добавки порошков титана и алюминия, которые служат дополнительными раскислителями и связывают азот, образуя нитриды). Такие стержни являются самозащитными, однако при сварке может также использоваться защитная атмосфера из диоксида углерода.

Рутил-флюоритный наполнитель состоит из основы (рутилового и флюоритового концентратов с добавкой оксидов щелочноземельных металлов и алюмосиликатов, которые образуют шлак), а также ферромарганца и ферросилиция в качестве раскислителей. Сварка такой порошковой проволокой чаще всего выполняется с углекислым газом.

В состав наполнителя флюоритных порошковых проволок в качестве основы входит флюоритовый концентрат с добавлением небольшого количества окислов щелочноземельных металлов. Роль раскислителей выполняют добавки ферромарганца, магния и алюминия. Последний также отвечает за связывание азота с образованием нитридов. Стержни этого типа относятся к самозащитным.

Общепринятой классификации порошковых проволок на основе механических свойств сварных соединений на данный момент не существует, поэтому используется косвенный метод – сравнение характеристик полученных швов с соответствующими параметрами тех, что сформированы с использованием электродов, типы которых регламентированы нормами ГОСТ 9467-60.

Важные нюансы при сварке порошковой проволокой

При выполнении сварки с применением самозащитных порошковых проволок в первую очередь необходимо обратить внимание на следующие моменты:

Подготовка к сварке

Специалисты рекомендуют, начиная каждый новый проход, откусывать или отламывать кончик сварочной проволоки. Таким образом обеспечивается хороший поджиг дуги.

Настройка скорости подачи проволоки

Выставляя на панели управления сварочного аппарата уровень скорости, с которой подается в рабочую зону проволока, необходимо принимать в расчет сварочный ток. Чем она ниже, тем меньше должен быть ток, и наоборот, увеличивая скорость подачи, следует повышать показатель тока.

При недостаточно высокой скорости подачи имеют место такие моменты:

• интенсивное разбрызгивание расплавленного металла;
• нарушение геометрии валика швов (малая ширина при слишком большой высоте);
• несплавление кромок.

Качество швов в значительной степени зависит от режима сварки порошковой проволокой. Если выставлена слишком быстрая подача, между каплями расплава возникает короткое замыкание. Данное явление проявляет себя булькающим звуком, сопровождающим формирование сварного соединения. Исправить положение можно, увеличив напряжение сварочного тока, чтобы увеличилась длина дуги, или уменьшив скорость подачи.

Скорость сварки

При сварке самозащитной порошковой проволокой добиться требуемой конфигурации швов и избавиться от возможных дефектов можно только при правильно подобранной скорости формирования сварного соединения.

При слишком низкой скорости увеличивается ширина шва, однако верхняя часть валика лишается защиты и может покрываться порами из-за растекания расплавленного флюса.

Если скорость сварки слишком высока, шов становится чрезмерно узким и высоким.

Длина вылета электрода

Настройка полуавтомата для сварки самозащитной порошковой проволокой включает в себя регулировку длины вылета, которая выполняется с учетом рекомендаций производителя конкретного сварочного материала.

Если вылет проволоки из мундштука слишком велик, возможно недостаточное проплавление металла заготовок и наплывы по краям шва.

Полярность тока

Полярность при сварке полуавтоматом с применением порошковой проволоки также является важным фактором, влияющим на качество и надежность сварных соединений. Правильно подключить электроды позволяет информация, которую производители сварочных материалов указывают на упаковке.

Если речь идет о самозащитных стержнях с маркировкой «DC-» , пользуются прямой полярностью. В противном случае процесс будет сопровождаться избыточным разбрызгиванием расплавленного металла.

Угол наклона горелки

При сварке порошковыми проволоками, так же как и при использовании электродов для ручной дуговой сварки, происходит шлакообразование. Для формирования полноценной шлаковой защиты следует располагать пистолет полуавтомата под правильным углом к поверхности соединяемых деталей.

При формировании нижних швов проволоку необходимо подавать перпендикулярно поверхности. Тавровые, угловые и нахлесточные соединения в нижнем положении выполняются с наклоном пистолета относительно шва на угол от 5 до 10 градусов в направлении сварки и 45 градусов – к плоскости деталей.

В любом случае, приступая к работе, следует изучить инструкцию к конкретному сварочному материалу, чтобы обеспечить безопасное выполнение сварки.

Преимущества и недостатки сварки порошковой проволокой

Перечислим основные преимущества и недостатки порошковых проволок, суммируя приведенную выше информацию:

• Сварку самозащитной порошковой проволокой можно выполнять в труднодоступных местах и на высоте, в отличие от сварки обычными стержнями, для которых необходим газ. Следовательно, один из главных плюсов применения подобных сварочных материалов заключается в том, что не нужно доставлять к месту проведения работы тяжелое и громоздкое газобалонное оборудование.
• При сварке с применением обычного стержня серьезной проблемой может стать ветер, сдувающий защитный газ. При использовании самозащитной порошковой проволоки на качество сварочного шва не влияют сквозняки.

Часто задаваемые вопросы о сварке порошковой проволокой

Что нужно для сварки порошковой проволокой?

Сварщик должен располагать:

• сварочным полуавтоматом;
• роликовым подающим механизмом;
• кабелем для подачи электрического тока к пистолету;
• приспособлениями для фиксации соединяемых элементов;
• металлической щеткой;
• сварочным молотком для удаления шлака;
• кусачками.

Где применяется сварка порошковой проволокой?

Порошковые проволоки применяются для сварки в таких областях, как:

• нефтегазовая промышленность (прокладка нефтепроводных магистралей);
• автомобилестроение (соединение элементов ответственных несущих конструкций);
• промышленное производство множества самых различных изделий с применением полуавтоматической и автоматической сварки;
• ремонт металлоконструкций и механизмов.

Какие характеристики у сварного шва при сварке порошковой проволокой?

Образующийся на поверхности валика плотный слой шлака при сварке в несколько проходов препятствует сцеплению слоев металла, поэтому корку необходимо сбивать молотком. Применение порошковой присадки делает швы грубыми, способствуя образованию крупной чешуи и наплывов. Довольно часто приходится сталкиваться с непроварами. Разбрызгивание расплава незначительно.

Готовые швы очищаются от шлаковой корки с помощью сварочного молотка и металлической щетки, после чего соединение необходимо осмотреть на наличие непроваренных участков. При многопроходной сварке очистка выполняется перед каждым новым проходом.

В целом параметры сварки порошковой проволокой обусловили популярность и широкое применение этого сварочного материала. Единственным серьезным недостатком является высокая стоимость. Если сварщик обладает необходимым опытом и навыками, данная сварочная технология позволяет получать вполне качественные и надежные сварные соединения.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.