Самозащитная и газозащитная порошковая проволока


 

В: Почему порошковая проволока Outershield® 71M требует применения защитного газа? Что это дает? Раньше мне приходилось работать с проволокой Innershield® и для нее не нужно никакого защитного газа.

О:  Чтобы ответить на Ваш вопрос, нужно рассказать о всем предложении порошковых сварочных материалов. Американское общество сварки (AWS) относит все трубчатые проволоки, содержащие внутри порошок, к классу «порошковых», и называет соответствующий процесс дуговой сваркой порошковой проволокой (FCAW). Все порошковые проволоки обладают несколькими общими чертами. Например, сюда входит образование защитного шлака над точкой сварки, сварка с отставанием электрода, возможность сварки в сложных пространственных положениях, горизонтальной сварки или сварки в нижнем положении только при достаточно высокой скорости наплавления (в зависимости от проволоки), пригодность к сварке загрязненных поверхностей и т. д. Но при этом существует два принципиально различающихся типа порошковых проволок: с самозащитой и газовой защитой. Эти два типа часто выделяют в подкатегории FCAW-S (порошковая, с самозащитой – flux-cored, self-shielded) и FCAW-G (порошковая, с газовой защитой – flux-cored, gas-shielded). 

 

 

Процесс FCAW-S 
Рисунок 1: Процесс FCAW-S

         

Самозащитные порошковые проволоки, например, проволоку Innershield®, часто описывают как «электрод наизнанку». Как и штучные электроды с покрытием, они полагаются исключительно на собственную систему образования шлака и газа в результате химических реакций в дуге, что позволяет защитить расплавленный металл от атмосферного воздействия (см. Рисунок 1). Составляющие флюса в сердечнике играют несколько ролей, в частности: 1) они раскисляют и денитрифицируют расплавленный металл; 2) образуют защитный шлак, который, помимо прочего, придает форму сварному шву и удерживает расплавленный металл при сварке в сложных пространственных положениях; 3) вводят в сварочный металл определенные легирующие элементы для обеспечения нужных механических характеристик; и  4) влияют на характеристики сварки (например, глубину проникновения и скорость наплавления). 

Процесс FCAW-S можно назвать более эффективной версией ручной дуговой сварки штучными электродами, которая может обеспечить намного более высокую скорость наплавления благодаря полуавтоматическому процессу. В частности, он очень часто используется для сварки на открытом воздухе, так как он не требует внешнего источника защитного газа (который легко может оказаться снесен ветром, из-за чего возникнет риск пористости материала). 

Что касается рода тока, большинство типов самозащитных проволок требует применения постоянного тока прямой полярности.  Их полукруглая дуга обеспечивает крупнокапельный перенос материала от мельчайших частиц до больших капель металла. Хотя некоторые из них способны образовывать очень мягкую дугу, большая часть образует немного более жесткую дугу и имеет более сильное разбрызгивание, чем электроды FCAW-G. Состав и структура самозащитных порошковых проволок сильно отличаются от электродов для других процессов сварки. Например, большинство таких проволок отличается наличием алюминия, который активно взаимодействует с атмосферой, чтобы образовать прочный материал наплавления.

 

 

В отличие от них, порошковые проволоки с газовой защитой (Outershield®, UltraCore®) для изоляции дуги от атмосферы полагаются на образование шлака и внешний источник защитного газа (см. Рис. 2).  Два самых распространенных типа защитного газа – это 100% двуокись углерода (CO2) и газовая смесь 75-85% аргона (Ar) и CO2 (чаще всего – 75% Ar / 25% CO2). Такие проволоки часто называют электродами «с двойной защитой». Как и в случае с самозащитными проволоками, составляющие сердечника образуют шлак, вводят в свариваемый металл необходимые легирующие элементы и влияют на характеристики сварки. Тем не менее, они не предоставляют никакой защиты от воздействия атмосферы. Вместо этого процесс FCAW-G полностью полагается на защитный газ из внешнего источника. Применение защитного газа значительно упрощает работу оператора и повышает практичность таких проволок. 

Большинство таких типов проволок обеспечивает струйный перенос мелких капель металла. Для всех типов проволоки рекомендуется полярность DC+. Обычно они используются в цеховых условиях (т. е. внутри помещений), так как они образуют более гладкую дугу.  Их можно использовать и снаружи, но в таком случае необходимо будет принять определенные меры предосторожности, чтобы ветер не сносил защитный газ, так как в таком случае возникает высокий риск образования пористости.

 

Процесс FCAW-G  
Рисунок 2: Процесс FCAW-G