Автоматическая электродуговая сварка

При ручной сварке сварщик должен поддерживать дугу, подавать электрод в зону дуги по мере его расходования и передвигать дугу вдоль шва. Механизация этих основных операций сварки приводит к полуавтоматической и автоматической сварке, утилизация отходов которой должна производится при помощи специального оборудования.

При полуавтоматической сварке механизирована подача электрода в зону дуги, при автоматической сварке механизировано, кроме того, передвижение дуги вдоль шва и подача флюса на шов. Механизация этих операций дает возможность повысить производительность в 1,5 раза по сравнению с ручной сваркой.

В 1941гг. в был разработан и внедрен в производство новый прогрессивный метод скоростной электродуговой сварки под слоем флюса, предложенный академиком Е. О. Патоном.

Сущность способа автоматической электродуговой сварки состоит в следующем. Сварочная головка подает в зону дуги электродную проволоку из магазина. Для питания дуги, образующейся между основным металлом и электродной проволокой, можно пользоваться переменным или постоянным током. В заводских условиях пользуются переменным током, сварка на постоянном токе применяется в полевых условиях, где для привода сварочного генератора постоянного тока используется двигатель внутреннего сгорания. По мере образования шва головка (а с ней и дуга) автоматически перемещается вдоль разделки. Вместе с головкой перемещается бункер, из которого в разделку шва перед дугой засыпается гранулированный (сыпучий) флюс. Таким образом, сварка протекает под слоем флюса, защищающего навариваемый металл от воздуха. Часть флюса расплавляется от соприкосновения с дугой и при остывании образует корку, покрывающую шов и замедляющую охлаждение металла. Сыпучий флюс, оставшийся поверх корки, засасывается в бункер через сопло и шланг.

Скоростная автоматическая сварка по способу Е. О. Патона имеет следующие преимущества:

а) резкое повышение производительности;
б) улучшение качества шва вследствие глубокого провара, замедленного охлаждения металла и полного выделения из него газов и шлака;
в) экономия проволоки вследствие уменьшения сечения швов на 20% благодаря улучшению качества шва по сравнению с ручной сваркой;
г) экономия электроэнергии до 50% вследствие меньшего количества расплавляемого металла, повышения коэффициента полезного действия до 0,65 (против 0,35 при ручной сварке) за счет концентрированного нагрева металла, отсутствия потерь на разбрызгивание и лучеиспускание;
д) удешевление за счет применения проволоки вместо качественных электродов и пр.

Перечисленные преимущества выдвигают этот способ сварки металлов в число передовых.
Для сварки под слоем флюса применяется калиброванная проволока из кремнемарганцовой стали с содержанием до 0,16% С, 0,8 - 1% Мg, 0,6 - 0,9% Si, дающей плотный шов с высокими механическими свойствами, или из марганцовой стали, отличающейся малым содержанием кремния (до 0,1%).

Флюсы обеспечивают защиту металла от воздуха, раскисляют металл и легируют его, поэтому в состав их вводят шлакообразующие соединения (SiO2, А1203, МgО и др.), раскислители (ферромарганец и др.) и легирующие составляющие.

Автоматическая сварка получает все большее распространение в различных отраслях промышленности для массового и серийного производства.