Рис. 137. Сварка под слоем флюса:
а — схема процесса сварки; б — продольный разрез зоны сварки; 1 и 4 — трубки; 2 — бункер; 3—кассета с электродной проволокой; 5 — подающий механизм; 6 — шлаковая корка; 7 — деталь; 8 — электродная проволока; 9 — газовый пузырь; 10 — расплавленный металл; 11 — сыпучий флюс

Дуга горит между свариваемой деталью и электродной проволокой, диаметр которой принимается 2, 6 и 8 мм. По мере расплавления сварочной проволоки она постепенно подается из катушки (бухты) в зону сварки механизмом сварочного аппарата (головкой, трактором, полуавтоматом и т. д.). Флюс поступает в зону шва из бункера, при этом некоторое количество его плавится вместе с проволокой и кромками детали. По мере удаления дуги жидкий металл затвердевает, образуя сварочный шов, а расплавленный флюс образует легкоудаляемую шлаковую корку. Часть неиспользованного флюса отсасывается в бункер и может быть использована повторно.

При увеличении сварочного тока возрастают объем жидкой ванны и глубина провара основного металла, ширина же провара остается практически неизменной.

При увеличении сечения электрода при неизменном токе увеличивается ширина и уменьшается глубина провара. Уменьшение диаметра электрода при неизменном токе увеличивает глубину провара.

Опыт показывает, что при увеличении скорости сварки более 40 м/ч глубина и ширина провара заметно уменьшаются, а высота валика увеличивается.
Высокая производительность при сварке под флюсом достигается благодаря применению больших токов (высоких плотностей тока — 70—150 а/мм2) и использованию тонкой проволоки.

Значительные успехи в области разработки технологии механизированной сварки и наплавки под слоем флюса, конструкции сварочного оборудования и составов специальных флюсов достигнуты институтом электросварки им. Е. О. Патона АН УССР.

Флюсы, применяемые для автоматической и полуавтоматической сварки и наплавки, совместно с соответствующей электродной проволокой должны обеспечивать устойчивое горение дуги, требуемый химический состав и механические свойства металла шва, отсутствие пор и трещин в шве, а также легкое удаление шлаковой корки с поверхности шва.

По способу изготовления флюсы делятся на плавленые, получаемые путем сплавления компонентов шихты в печах, и неплавленые, или керамические. Наличие различных ферросплавов в составе керамического флюса при наплавке способствует получению легированного наплавленного металла, в то время как при использовании плавленых флюсов легирующие примеси вводятся только через легированную электродную проволоку.

Наиболее широко при ремонте деталей дорожных машин применяются плавленые флюсы АН-348Ш и АН-348А, используемые совместно с электродной проволокой марок Св-08А, Св-08ГА, Св-ЗОХГСА, Св-20ХГСА и Св-13ГДХ.

Химический состав флюса АН-348А, %: Si02 — 41,0—43,5; МпО — 34,5—37,5; CaF2 — 3,5—5,5; А1203 — до 3; MgO — 5,5—7,5; S —до 0,15; Р — до 0,75.
При применении мягкой проволоки практикуется добавка к флюсу АН-348 75%-ного ферромарганца в количестве 3,5—4,0% и графита 1 % по весу, что позволяет увеличить износостойкость и твердость наплавленного металла с НВ 200-240 до НВ 420. Однако твердость наплавленного металла получается по всей поверхности неоднородной.

В последнее время испытан и применяется флюс марки ДН-ЮЛ8, состав которого следующий, %: Si02— 20—23; А1203 — 19—21; МпО — 29,5—33,5; СаО — 3—7; MgO — до 1,2; К20 и Na20 — 0,4—0,6; Fe —до 1,2; CaF2—18—24; S —до 0,15 и Р — до 0,2.

К флюсу АН-10 добавляется в количестве 6—8% по весу специальная порошкообразная лигатура из А1 (85%) и Fe (15%).

Твердость металла, наплавленного малоуглеродистой проволокой под флюсом АН-10Л8, составляет НВ 340—400 и получается равномерной. Указанный флюс используется при наплавке верхних и нижних катков, натяжных колес и звеньев гусениц, ножей бульдозеров и автогрейдеров, а также для других деталей, где требуется высокая поверхностная твердость.

Флюс ОСЦ-45 предназначен для автоматической сварки стали марок МСт.1, МСт.2, МСт.З и МСт.4, электродной проволокой марок Св-08; Св-08А, СВ-08Г и Св-08ГА.

Химический состав флюса ОСЦ-45, %: Si02 — 43—45; МпО — 38—45; CaF — 6—8; СаО — до 5; MgO — до 1; А1 — до 2,5; F203— до 1,5; S — до 0,15; Р — до 0,15.

При флюсе ОСЦ-45 качественные швы получаются на малоуглеродистых сталях; в швах, сваренных по умеренно коррозированному металлу, отсутствует пористость и механические свойства шва высокие. К недостаткам рассмотренного флюса относятся выделение сравнительно большого количества вредных фтористых газов и недостаточная устойчивость дуги при питании от источника переменного тока с напряжением холостого хода 65—70 в.

Оборудование для механизированной наплавки под слоем флюса должно обеспечить подачу электрода, регулирование и перемещение дуги вдоль свариваемого шва.

Регулирование дуги сводится к поддержанию постоянства длины дугового промежутка. Надежное возбуждение дуги получается при относительно высоких плотностях тока.

Гашение дуги для окончания сварки производится прекращением подачи электродной проволоки. Подвод сварочного тока к электроду производится мундштуком, расположенным на небольшом расстоянии от детали.

При автоматической сварке подача электрода и передвижение Дуги вдоль шва механизированы. При полуавтоматической сварке механизирована только подача электрода, а продвижение дуги вдоль шва производится сварщиком вручную.

На ремонтных предприятиях для восстановления деталей тракторов и дорожных машин (катков и натяжных колес гусениц, валов, осей и др.) применяется наплавочный аппарат типа А-409 конструкции института электросварки им. Е. О. Патона АН УССР, предназначенный для автоматической наплавки тонкой электродной проволокой под слоем флюса деталей, имеющих поверхности тел вращения диаметром от 40 до 700 мм.

Наплавка аппаратом А-409 производится на специальном или токарном станке, непригодном для эксплуатации по прямому назначению. Аппарат устанавливают и закрепляют на суппорте станка, а наплавляемую деталь — в патроне или центрах. Подкладками под переднюю и заднюю бабки повышают высоту центров станка до 300—350 мм.

Рис. 138. Установка для наплавки цилиндрических деталей аппаратом А-409:
1 — замедляющий редуктор; 2 — наплавляемая деталь; 3 — бункер; 4 — наплавочный аппарат А-409; 5 — поддон для шлаковой корки; 6 — токарный станок; 7 — аппаратный ящик; 8 — сварочный преобразователь ПС-300

Для получения малых окружных скоростей детали при наплав-, ке со скоростью 12—40 м/ч:число оборотов шпинделя станка необходимо снизить за счет дополнительного редуктора в пределах 0,5; 1,5; 2; 3 и 4 об/мин. Наплавка производится на постоянном токе от сварочных агрегатов типа СУГ-2Р, ПС-300 или ПС-500.

Установка для наплавки аппаратом А-409 на токарном станке показана на рис. 138.

Аппарат А-409 (рис. 139) состоит из следующих основных узлов: сварочной головки, мундштука, вертикального суппорта 2У бункера и пульта управления, установленных на суппорте токарного стана.

Рис. 139. Наплавочный аппарат А-409

Кроме того, можно наплавлять детали из высокоуглеродистых сталей без риска получения в наплавленном металле горячих трещин.

Наплавка цилиндрических поверхностей деталей производится непрерывно по винтовой линии с заданным шагом, что обеспечивает высокую производительность работы. Вследствие равномерного нагрева деталь во время наплавки не деформируется.

Детали, ранее наплавлявшиеся электродами с меловой обмазкой, должны быть предварительно проточены до полного удаления металла прежней наплавки.

Рис. 140. Схема наплавки цилиндрических деталей:
1 — сварочный генератор; 2— подача флюса; 3 — электрод; 4 — электрическая дуга; 5 —шлаковая корка; 6 — наплавленный металл; 7 — деталь