Сварка флюс-кордным проводом (FCAW): полное руководство по процессу и применению

Что такое сварка флюс-кордным проводом (FCAW)?

Сварка флюс-кордным проводом (FCAW или FCA) — это полуавтоматический или автоматический процесс дуговой сварки. FCAW требует непрерывной подачи расходного трубчатого электрода, содержащего флюс, и источника питания с постоянным напряжением (или, реже, постоянным током).

Иногда используется внешний защитный газ, но часто защиту от атмосферы обеспечивает сам флюс, выделяя газ и образуя жидкий шлак, который защищает шов. Процесс широко применяется в строительстве благодаря высокой скорости сварки и мобильности.

FCAW, также известная как сварка с двойной защитой (dual shield), похожа на сварку в активной газовой среде (MAG). Используется непрерывно подаваемый прутковый электрод, источник питания с постоянным напряжением и похожее оборудование.

Процесс был разработан в 1950-х годах как альтернатива ручной дуговой сварке (MMA), или сварке электродами. FCAW устраняет многие ограничения MMA, так как использует непрерывно подаваемый прутковый электрод.

Обычно применяется защитный газ, как при MAG-сварке, но можно сварщивать и без него. Производительность выше, чем при MAG-сварке.

Принцип работы FCAW

Тепло электрической дуги плавляет базовый металл в зоне шва. Дуга горит между деталью и непрерывно подаваемым трубчатым прутком-наполнителем; и пруток, и деталь плавятся, формируя шов.

Это похоже на MAG-сварку, но электрод полый, заполненный флюсом, а не цельный. Процесс делится на два типа по способу защиты: с внешним защитным газом и без него (самофлюс-кордная сварка).

Защитный газ (при его использовании) предотвращает окисление ванны и подается из баллона. Металл шва также защищается шлаком от плавящегося флюса. Поэтому процесс называют «двойной защитой» — он разрабатывался для сварки конструкционных сталей.

Наиболее распространенные газы: углекислый газ или смеси аргона с CO₂ (часто 75% Ar / 25% CO₂). Двойная защита предпочтительна для толстых материалов и сварки в пространственных положениях.

При одинаковых настройках этот метод дает швы с более стабильными механическими свойствами и меньше дефектов, чем MMA или MAG. Непрерывная подача трубчатого электрода обеспечивает более высокую производительность по сравнению с цельным прутком или электродами.

Однако газозащищенный вариант не подходит для ветреной погоды: нарушение газовой защиты ухудшает свойства металла шва.

Второй вариант не использует внешний газ — защиту обеспечивает сам флюс-кордный пруток. Он выделяет газ и образует шлак, покрывающий расплавленный металл. Сердцевина прутка содержит шлакообразующие компоненты и вещества, выделяющие защитные газы под действием тепла дуги. Благодаря этому процесс удобен для уличной сварки даже при ветре, не требует баллонов с газом и отличается высокой мобильностью.

Применение FCAW

• Судостроение — значительная экономия труда.
• Строительная отрасль — сварка металлоконструкций.
• Машиностроение — широкое применение.
• Сварка углеродистых, легированных, нержавеющих и дуплексных сталей.
• Наплавка и восстановление поверхностей (hardfacing).

Преимущества и недостатки FCAW

Преимущества

• Различные способы подачи защитного газа.
• Применимо во всех пространственных положениях.
• Некоторые прутки не требуют защитного газа — подходят для ветреных условий.
• Высокая производительность наплавки.
• Минимальный риск пористости.
• Меньшая потребность в очистке базового металла.

Недостатки

• Образуется шлак, который нужно удалять после сварки.
• Сильное выделение дыма, вредного для сварщика.
• Высокая стоимость пруткового провода.
• Процесс сложнее и дороже.
• Больше сплевов.

Видео о сварке флюс-кордным проводом