Причины появления большого количества сварочного шлака: как избежать?
Шлакоотбойный молоток (другое название – зубило сварщика) – специальный инструмент, необходимый каждому электросварщику ручной дуговой сварки.
В процессе сварки поверхность шва покрывается коркой – застывшим шлаком, который образуется при ручной дуговой сварке покрытыми электродами и при автоматической сварке под флюсом. Кроме этого, иногда формируется окалина – продукт окисления железа при его нагревании.
Основная функция молотка сварщика – удаление шлака. Также инструмент может использоваться для выполнения следующих операций:
- очистка первого прохода при формировании многослойных швов;
- снятие капель расплавленного металла с поверхности околошовной зоны;
- внесение незначительных изменений в форму заготовки.
Нужно ли отбивать шлак?
Некоторые “профессионалы” считают, что отбивать шлак необязательно. Однако, теория и практика доказывают необходимость устранения шлака и других загрязнений с околошовной зоны – 2 см. с каждой стороны от соединения.
Важно! Удаление шлака нужно для визуального контроля качества сварочного шва. Под коркой могут “находиться” различные дефекты: непровары и поры
Также под корку может проникать влага в виде атмосферных осадков, что приведет к образованию ржавчины и коррозии соединения.
Дефекты сварного соединения: непровары, скрывавшиеся под шлаком
Достаточно часто свариваемые заготовки после проведения работ покрывают краской и если шлак не удалить, то он вместе с покраской вскоре отвалится. Поэтому удаление шлака является обязательной процедурой, соответственно, сварщику непременно понадобится молоток.
Почему для отбивания шлака не подойдет обычный молоток
Обычный молоток не подойдет для снятия шлаковой корки, так как с его помощью процедура выполняется недостаточно эффективно. Обыкновенный инструмент весит больше специального, тем самым сильно перегружая руку исполнителя.
Уникальная конструкция зубила сварщика позволяет не ощущать отдачу, таким преимуществом обычный молоток не обладает
И пожалуй, самое важное, обычный инструмент не имеет заостренных концов и поэтому может не “добраться” до некоторых соединений. Поэтому для удобства сварщика и повышения качества процесса отбития шлака следует применять специальный молоток
Что собой представляют шлаковые включения
Шлаковые включения – серьезный дефект, который может навредить не только металлу, но и самой конструкции.
Существуют два вида: макроскопические и микроскопические шлаковые включения, которые можно обнаружить на поверхности металлического изделия. Дефектные включения могут возникнуть в результате окисления металла (окиси), флюса, механического засорения частицами электродных покрытий, загрязнения кромок.
Первый вариант шлаковых включений появляется в случае отсутствия или плохой зачистки кромок. Микровключения возникают, как правило, вследствие химических реакций, которые образуются в момент сварочного процесса и кристаллизации металла. Оба варианта включений негативно влияют на механические свойства металлического изделия.
Требования
Шлакоотбойный молоток сварщика должен соответствовать целому спектру требований. Кроме этого, следует отметить несколько советов по выбору специального инструмента. Далее мы перечислим и необходимые характеристики, и рекомендации:
Двухсторонняя головка является основным рабочим элементом инструмента, поэтому она должна быть выполнена из высокоуглеродистой стали, закаленной до максимального уровня твердости
Это обеспечивает продолжительный срок службы и предотвращает затупление.
СамодельныйНаличие заостренных концов на бойке позволяет отбивать шлак в самых труднодоступных местах.
Рукоятка должна быть оснащена петлей или кольцом для удобного хранения молотка на поясе спецодежды.
Металлическая ручка с резиновой рукояткой и ручка-пружина отлично гасят отдачу.
Для предотвращения выскальзывания инструмента из рук, рекомендуется выбирать модели с продольным рельефом.
Деревянный боек должен быть закреплен предохранительной пластиной, так как головка иногда слетает.
Следует обращать особое внимание на молотки с цельнометаллической рукояткой – самый надежный вариант.. Рекомендация! При выборе молотка следует обращать внимание на общие рекомендации
Однако, необходимо учитывать собственные ощущения или наличие предыдущего опыта использования определенной модели
Рекомендация! При выборе молотка следует обращать внимание на общие рекомендации. Однако, необходимо учитывать собственные ощущения или наличие предыдущего опыта использования определенной модели
Сварочный шлак и металл: какие существуют способы отличить их друг от друга в процессе сварки?
Существуют несколько способов, помогающих отличить металл от шлака:
- Цвет. В процессе сварки под действием высоких температур металл начинает плавиться и приобретать красноватый оттенок. После завершения сварочной работы красный цвет меняется на более тёмный. Со шлаком всё наоборот. При сварочных работах он имеет тёмный цвет, а в тот момент, когда он начинает остывать, становится светлее металлического изделия.
- Скорость остывания. Сварочный шлак застывает намного медленнее, чем металл.
- После остывания металлический сплав имеет более плотную структуру, в то время как шлак представляет из себя рыхлую “корку”.
- При сварке сталь имеет более жидкую консистенция, шлак – вязкую.
Различия между металлическим изделием и шлаком можно заметить в процессе образования сварочной ванны. Наблюдая, как плавится основной материал, можно увидеть такую картину: под кончиком электрода образуется яркий свет, за его пределами появляются четкие границы сварочной ванны и контуры шва. Более светлый оттенок принадлежит металлу, а темный цвет за его пределами – шлаку.
Причины образования шлаковых включений
На появление шлаковых включений влияют следующие факторы:
- Непрофессионализм сварщика. Зачастую новички делают ошибки при работе со сварочным аппаратом, а именно выбирают не ту скорость, беспричинно изменяют длину дуги и угол наклона электрода и флюса. Неравномерное перемещение инструмента также является причиной образования шлаковых включений.
- Некачественное зачищение кромки.
- Использование электрода низкого качества. При этом процесс плавления происходит неравномерно, а частицы покрытия электрода попадают в сварочную ванну.
- Силы поверхностного натяжения шлака имеют высокие показатели, что создает препятствие для его выхода наружу. Это происходит за счет того, что в поверхностном слое шлака имеется повышенное содержание оксида кальция, магния и алюминия, приводящее к повышению поверхностного натяжения, при котором увеличиваются силы сцепления между поверхностными частицами шлака.
- Одна из причин отсутствия возможности выхода шлака за пределы сварочной ванны является быстрое застывание металла.
- Эксплуатация электродов и флюса из тугоплавких металлов и большого удельного веса.
- Малые показатели раскисления металла. Раскисление – процесс удаления растворённого кислорода из металлических сплавов, содержащие железо. Как правило, кислород является разрушителем механических свойств металла.
- Наличие на изделии остатков промышленных отходов, ржавчины, масел может замедлить или ухудшить процесс нагревания и плавления в сварочной ванне.
Почему шлак при сварке необходимо удалять
Оставшийся на поверхности металлического изделия шлак может препятствовать проверке качественности полученного шва. Сварочный процесс деталей большего объема предполагает накладывание нескольких слоев, поэтому наличие шлаковых включений может привести к некачественному соединению и трудоёмкому исправлению таких дефектов шва. Также шлаковые включения могут гасить дугу.
Состоящие из оксидов, шлаковые включения имеют пористость. Они способны снизить прочность металла и всей конструкции за счет наличия хрупкости и отсутствия прочных связей.
Присутствие на поверхности основного материала шлака может препятствовать дальнейшей обработке изделия. Это может быть как шлифовка, так и нанесение защитного антикоррозийного покрытия.
Оксиды шлака могут взаимодействовать с составляющими компонентами металлического изделия в процессе использования, в частности, с железом. Данный процесс предполагает полное разрушение конструкции.
Шлак сварочный: причины появления и как отличить от металла при сварке
Из всех видов сварки первое место по распространенности занимает дуговая электросварка. Для ее выполнения не требуется сложное оборудование и дорогостоящие материалы. Отличительной чертой технологии считают побочный продукт ― шлак сварочный, который образуется при плавлении металла. В зависимости от количества и места расположения он может быть полезным или вредным отходом.
Разновидности шлакового продукта
Прежде чем классифицировать отходы металлургического производства, необходимо уточнить важную деталь. В металлургии образуется два типа побочных продуктов, это непосредственно шлаки и золошлаковые отходы.
Последний вид вторичного ресурса представляет собой смесь шлака и золы, формирующуюся при сжигании угля и торфа. О ценности этой разновидности отходов поговорим позже, рассмотрев вначале различные типы самого шлака.
Классификация шлаковых отходы достаточно глубоко структурировано, хотя основных групп существует только две. Это шлаки черной и цветной металлургии.
Виды шлака на фото:
Один из видов металлургического шлака
И это тоже относится к металлургическому шлаку
Еще один вид отходов металлургического производства
Щебень из отходов металлургии
При строительстве дорог применяют щебень различной прочности и соответственно пористости. При сооружении дорожного покрытия щебень применяют следующим образом: под верхний слой покрытия укладывают щебень с пористостью 5 – 12%. Для нижней части полотна применяют щебень с пористостью 12-17%.
Технология изготовления
Производству щебня из отходов металлургического производства большое внимание уделяют ученые. Так в недрах Уральского института черной металлургии разработали и постоянно совершенствуют технологиям переработки металлургического шлака в строительный щебень
Базовая технологии переработки шлака в щебень выглядит следующим образом:
- Расплавленный шлак, слой за слоем заливают в шлаковые ямы. Толщина одного слоя составляет 200 – 300 мм. Таким образом заливают пять слоев.
- Охлаждение залитой массы водой из расчета 0,5 кубометра воды на тонну шлака.
- После остужения слоя шлака его выдерживают до 8 часов. За это время происходит кристаллизация.
- По истечении обозначенного времени слои шлака разрабатывают с применением экскаватора.
- С применением сит выполняют сортировку шлака по фракциям. Если возникает необходимость, то полученный материал отправляют на дополнительное дробление. Описанная технология позволяет получать щебень, который отличается от природного тем у него хорошая адгезия к битуму, цементу и дегтю.
Шлаковые отходы при выплавке чугуна и стали
Шлаки чугунной металлургии имеют следующую структуру классификации:
- Доменные. Категория связана с отходами, образующимися при выплавке чугуна, и включает несколько подгрупп. Это шлаки доменные различных видов чугуна: литейного, специального и предельного.
- Сталеплавильные. Сюда попадают шлаки, формирующиеся как в процессе выплавки стали, так и при обработке металла. Первая подгруппа объединяет электроплавильные, мартеновские и ваграночные шлаки. Во вторую попадают следующие виды отходов – тигельные и сварочные. Кроме того, отдельно различают шлаки, образующиеся при бессемеровании и томасировании чугуна.
Доменные шлаки металлургического производства образуются одновременно с чугуном при плавлении шихты, компонентами которой выступают: топливо, сама руда и флюс – обычно доломит или известняк. Менее плотный шлаковый состав отделяется от металла, всплывая над ним. Это позволяет легко отделить шлаковые отходы от чугуна.
Вторичный продукт выпускается через верхнее, шлаковое отверстие, металл – посредством нижней, чугунной летки. Отходы, сливаемые через летку – верхний шлак, не содержат металлов и составляют от половины до трех четвертей всего количества побочных продуктов. Одновременно с этим, часть шлаковых масс остается внизу.
Их выпускают после слива чугуна и направляют на переработку, суть которой выделить металлические включения из отходов.
Металлургическое производство – выплавка стали
Именно соотношение между основными и кислотными окисями формирует три вида шлаков. Продукты, с преобладанием окислов железа, марганцем, магния и кальция – относятся к основным шлакам, те, что содержат преимущественно SiO2 и Al2O3 – кислотным.
Отходы, с равномерным присутствием обоих видов окислов – промежуточные шлаки.
Почему когда варишь электродами много шлака
Многие сварщики, особенно начинающие, задаются вопросом: почему, когда варишь электродами много шлака. В основном, появление шлаков является результатом высокой скорости затвердевания раскаленного сварочного шва, также может указывать на низкий профессионализм сварщика или на низкое качество электродов. Давайте в этой статье подробно разберем каждую из причин более подробно.
Первая причина – высокая скорость затвердения и остывания металла. Если для сварки вы подбираете качественные электроды, которые образуют в сварочной ванне много шлака, расплавленный металл может больше находиться в жидком состоянии, благодаря чему шлаки и другие ненужные составляющие всплывут на поверхность. Также если вы для сварки используете качественные электроды, наплавленный металл будет более высокого качества и менее засорен шлаками и им подобными включениями.
Часто вероятность образования шлаков можно определить по марке сварочных электродов. Если вы применяете электроды с тонкой обмазкой, будьте внимательны, потому как вероятность формирования шлаков в сварочном шве очень высока. Если варите хорошими электродами с большим содержанием шлака – ваша работа будет проходить быстрее и более успешно.
Шлаковые включения можно поделить на микроспопические и макроскопические. Макроскопические включения имеют форму сферы, а также продолговатые вытянутые хвосты. Они могут образовываться в сварочном шве из-за плохой очистки кромок свариваемого металла. Микроскопические шлаковые включения появляются при образовании химических соединений во время плавления металла. Они проявляют себя в момент, когда металл начинает кристаллизоваться.
Следующая причина – низкий профессионализм сварщика. Если у вас совсем немного опыта, а перед вами стоит задача сварить ответственную конструкцию, то лучше пригласите профессионала. Это избавит вас от мучений с плохими сварочными швами, а также даст гарантию долгой службы конструкции. Чтобы получить опыт, начинайте варить простые вещи. Если будете браться за любую мелкую работу, связанную со сваркой, сможете быстро освоиться в этом деле, и совсем скоро будете выполнять ответственные и сложные швы.
В заключение можно сказать, что при хорошем старании можно научиться варить так, чтобы избегать попадания шлака в сварочный шов. Для того, чтобы сварочный шов был ровным, а присутствие шлака в нем было сведено к нулю, применяйте качественные электроды. Чаще всего для сварки применяются электроды АНО, которые дают возможность начинающим сварщикам набраться опыта и делают сварочный процесс более удобным и простым. С помощью этого вида электродов вы можете даже не будучи профессионалом сварочного дела, варить качественные швы и прочные конструкции.
Электроды лэз-8 Электроды для сварки ответственных конструкций Для сварки Нержавейки Сварочные Электроды
Как минимизировать шлаковые включения при сваривании металлов
Многих начинающих мастеров беспокоят вопросы «почему много шлака при сварке инвертором». Как правило такие проблемы наблюдаются при сварке, когда элементы находятся в нижнем положении. В случаях, когда деталь расположена под уклоном, то шлак стекает намного быстрее чем жидкая металлическая смесь из сварочной ванны. В связи с тем, что шлак не успел выйти наружу, он остается в сварочном шве.
Также шлаковые образования появляются при чрезмерно больших зазорах или при недостаточном токе в отношении к толщине металла. Намного реже проблемы со шлаком возникают при создании вертикальных швов, при этом шов остается сверху, а шлак стекает вниз.
Некоторые профессиональные сварщики советуют ставить заготовку под уклоном и варить сверху вниз, другие предлагают использовать для сварки электроды без шлака с темным покрытием.
Чтобы внутрь сварочной ванны не попадали частички шлаков, следует координировать направление электрода. Располагать его нужно таким образом, чтобы при испарении электродного покрытия поток газа такой дефект «выдувало» на внешнюю поверхность соединительного стыка. Оставлять шлак в сварочной ванне нельзя. Он быстро должен кристаллизироваться, что позволит удалить его без особых усилий.
91910002204 Шлак сварочный
Расчет норматива образования отхода“91910002204 Шлак сварочный”
Расчет выполняется в соответствии с Методическими рекомендациями по оценке объемов образования отходов производства и потребления, Москва, 2003, ГУ НИЦПУРО, по формуле:
Мшл.с= Сшл.с × P
где: Мшл.с – масса образовавшегося шлака сварочного, т/год;Сшл.с – удельный норматив образования отхода, доли от единицы;P – масса израсходованных сварочных электродов, т/год.Расчет представлен в таблице.
| Объект образования отхода | Сшл.с, доли от ед. | P, т/год | Норматив образования, т/год | Норматив образования, куб.м/год |
|---|---|---|---|---|
| 0.08 |
Плотность отхода: 0.70 тонн/куб.м
Расчет норматива образования отхода“91910002204 Шлак сварочный”
Расчет выполняется в соответствии со статистическими данными предприятия за предыдущие три года по формуле:
Q = (q1+q2+q3)/3
где:Q – норматив образования отхода, т/год;q1, q2, q3 – массы отхода, образованные за предыдущие годы, т/год;Расчет представлен в таблице:
| Объект образования отхода | Масса отхода, образованная по годам, тонн/год | Норматив образования, т/год | Норматив образования, куб.м/год | ||
|---|---|---|---|---|---|
Плотность отхода: 0.70 тонн/куб.м
Популярные производители
ESAB – шведский производитель, предлагающий полный спектр продукции для сварщиков, в том числе и модели молотков. Инструменты позволяют выполнять работы качественно и надежно.
Торгово-производственная компания Foxweld предоставляет оборудование, инструменты, расходные материалы. Качественная продукция предназначена для осуществления бытовых и профессиональных работ.
Барс – известная торговая марка, под который производится и поставляется большой ассортимент разнообразной продукции для сварочной индустрии. Ручной инструмент обеспечивает комфорт и удобство работ.
Основные причины появления шлаковых включений.
- Быстрое застывание металла небольших объемов, в результате чего шлак не успевает выйти за границы сварочной ванны.
- Применение электродов и флюса большого удельного веса и/или из тугоплавких материалов.
- Малые показатели раскисления металла. Раскисление подразумевает процесс исключения из уже мягкого металла молекул кислорода. Кислород для него является вредной составляющей, которая ухудшает качество.
- Высокие показатели силы поверхностного натяжения шлака. При этом, он не всплывает на поверхность.
- Плохо зачищены кромки деталей или валики шва.
- Низкое качество электрода, а точнее его покрытия, плавление которого осуществляется неравномерно, его частицы попадают в сварочную ванну.
- Не соблюдение правил и техники и режимов соединения деталей (выбор неподходящей скорости, угла наклона электрода), изменение длины дуги без причины.
- Непрофессионализм сварщика. Если вам нужно качественное изделие, лучше привлечь к этому нелегкому делу специалиста в этой области. Если вы хотите сделать все сами, то прежде чем браться за ответственную сложную работу, нужно наработать практику с несложными соединениями.
Так выглядит сварочный шлак после удаления со шва
Профессиональные сварщики умеют сразу же отличить шлак от металла при сварке и «выгонять» его в процессе работы, однако, у каждого свои советы, как это сделать. Некоторые утверждают, что лучше использовать новые электроды, в которых покрытие более темное, а металл красного оттенка (это не касается рутиловых электродов), другие говорят, что металл более жидкий, а шлак вязкий. На его вязкость влияет температура.
Чтобы шлак не закрывал сварочную ванну, необходимо регулировать положение электрода. Положение должно быть таким, чтобы направление газа от испарения покрытия электрода выдувало данный дефект на поверхность шва. Сварщику ни в коем случае нельзя оставлять его в сварочной ванне. Сварочный шлак должен оперативно поддаться процессу кристаллизации и без особых усилий удаляться.
Попадание шлака в готовое соединение бывает неизбежно, такой дефект если не невозможно устранить, то зачастую очень сложно. Именно поэтому существуют допустимые нормы наличия «лишних» включений в уже сваренном изделии. Например, в межгосударственном стандарте касательно строительных стальных конструкций (введен в действие в 2001 году). В приложении к этому документу предусмотрены требования к качеству сварных соединений, допустимые дефекты. Требования в части шлаковых включений указаны в таблице ниже.
| Длинные дефекты | He допускаются | ||
| Короткие дефекты: | |||
|
стыковой шов |
h ≤ 0,2 S | h ≤ 0,25 S | h ≤ 0,3 S |
|
угловой шов |
h ≤ 0,2 K | h ≤ 0,25 K | h ≤ 0,3 K |
| Максимальный размер включения | 2 мм | 3 мм | 4 мм |
Таким образом, чтобы обеспечить правильное появление шлака на поверхности сварочного шва, необходимо знать, как его отличить от металла. В случае, если заметно, что шлак остается в сварочной ванне и не выходит наверх, нужно изменить угол наклона электрода. Перед процессом соединения необходимо позаботиться о надлежащем состоянии кромок, а также о правильном выборе режимов и параметров. Электроды нужно выбирать высокого качества, тогда и сварной шов будет качественный. Если соблюсти все условия, тогда шлак будет не вязкий, низкого удельного веса, с малым поверхностным натяжением. Только в этом случае, шлаковые соединения будут взаимодействовать с деталью, увеличивая его показатели раскисления, удаляя кислород. И только тогда сварочный шлак будет легко выходить на поверхность шва. Здесь не обойтись без профессионализма сварщика, выполняющего работу. Он должен уметь отличить шлак от металла при сварке, знать, почему вообще он появляется. Только опытный специалист сумеет сделать качественное и прочное соединение.
Стоимость отходов
Существует два способа определить расценки на вторичный продукт металлургического производства. Первый вариант прямое обращение к государственным сметным нормативам, в частности ТСЦ – территориальный сборник цен. К сожалению, данная нормативная база обновляется нерегулярно и под шлак металлургический, цена может не соответствовать актуальной стоимости.
Второй подход – ввод в поисковую систему фразы куплю шлак металлургический. Варианты ответа доступны по разным регионам РФ. Стоимость шлака металлургического указываются с учетом фракции (более мелкие куски обходятся дороже в среднем на 300 рублей за тонну).Так, актуальные расценки металлургических шлаков фракции 20-40 начинаются с 1300 рублей за тону, цена для размеров 40-70 – 1000.
Что такое сварочный шов
Сварочные швы по металлу представляют собой неразъёмное соединение, которое делается при помощи сварки под воздействием высоких температур.
Сварные соединения имеют несколько зон соединения, которые образуются во время самого процесса сварки:
- Сварной шов – этот участок сварного соединения образуется вследствие кристаллизации или в результате какой-либо деформации, которые произошли при сварке. Чаще всего имеют место и кристаллизация, и деформация в месте сварки.
- Металл шва – образуется в результате плавления основного металла. Как правило, расплавленную или оплавленную часть конструкции соединяют с нужным элементом посредством «прилипания». После остывания металла шва, скрепление полностью завершается.
- Основной металл – это та основная часть, которая подвергается плавлению или сварке.
- Зона сплавления – эта зона обычно находится на границе или между основным или металлом шва.
- Зона термического влияния – это участок основного металла, который не подвергается расплавлению, но структура и свойства которого изменяются в результате нагрева при сварке или наплавке.
Так, сварные швы могут делиться на несколько типов:
Стыковые – этот тип соединения состоит из двух элементов, которые примыкают к друг другу торцевыми поверхностями. Данный тип сварных швов очень лёгкий в техническом построении и используется довольно часто.
Нахлёстанное – это тот тип, в котором все сварные элементы располагаются параллельно друг к другу. Чаще всего они должны дополнительно частично перекрывать друг друга.
Угловое – в этом типе сварного соединения все элементы свариваются между собой под определённым углом.
Тавровое – данный тип соединения схож с угловым, но здесь требуется приваривать исключительно к боковой поверхности.
Торцовое – здесь вам нужно будет приваривать боковые поверхности материала друг к другу.
