Máquina de soldadura por arco sumergido: tecnología básica y aplicaciones industriales de equipos de soldadura automatizados de alta eficiencia

 

Como dispositivo automatizado que logra la soldadura quemando un arco eléctrico bajo una capa de flujo, la máquina de soldadura por arco sumergido es una solución de soldadura de alta eficiencia indispensable en la producción industrial. Su tecnología principal, a través de los efectos dobles de la liberación concentrada de energía térmica del arco y la protección del flujo, mejora significativamente la eficiencia y la calidad de la soldadura, y se utiliza ampliamente en campos como la construcción naval, la construcción de puentes y la fabricación de equipos químicos.

 

I. Principio y flujo de trabajoTecnología de soldadura por arco sumergido

El flujo de trabajo de la máquina de soldadura por arco sumergido se puede dividir en cuatro etapas: encendido por arco, alimentación de alambre, deposición y acabado. Durante la soldadura, el arco se quema establemente bajo la cubierta de flujo granular, y el alambre de soldadura se alimenta continuamente en la piscina fundida. El metal base y el alambre de soldadura se fusionan a altas temperaturas para formar una soldadura densa. La capa de flujo no solo aisla el aire para prevenir la oxidación y nitruración sino que también participa en la reacción metalúrgica a través de la escoria fundida para optimizar la composición de soldadura. Las principales ventajas tecnológicas son las siguientes:

1. Alta eficiencia térmica y gran penetración: La longitud conductora del alambre de soldadura es corta, y la densidad de corriente puede alcanzar más de 5 veces la de la soldadura manual tradicional. La penetración de una sola soldadura de paso puede llegar a 20 mm, lo que reduce significativamente la necesidad de mecanizado de ranuras.

2. Control automatizado completo del proceso: los parámetros como la velocidad de alimentación del alambre, el voltaje del arco y la velocidad de soldadura se pueden ajustar con precisión a través del sistema mecánico para garantizar la estabilidad del proceso.

 

II. Análisis de las ventajas principales

1. Mejora revolucionaria en la eficiencia de la producción

La velocidad de deposición de la soldadura por arco sumergida puede alcanzar de 8 a 12 kg/h, lo que es de 3 a 5 veces la de la soldadura por arco manual. Tomando la soldadura de tope de placas de acero de 20 mm de grosor como ejemplo, la soldadura de un solo lado con formación de doble lado se puede lograr sin ranuras, ahorrando más del 60% de las horas de trabajo. Para soldaduras continuas de piezas estructurales a gran escala (como el montaje del casco de un barco), el dispositivo puede trabajar continuamente durante más de 8 horas, reduciendo la frecuencia de intervención manual.

2. Industria - calidad de soldadura líder

La capa de escoria fundida aisla eficazmente oxígeno y nitrógeno. El contenido de nitrógeno en el metal de soldadura se controla por debajo del 0,002%, y el rango de fluctuación de las propiedades mecánicas es inferior al 30% del de los procesos de soldadura tradicionales. Los datos de pruebas industriales muestran que la desviación de resistencia a la tracción de las juntas de soldadura por arco sumergido no supera el 5%, significativamente mejor que el estándar de la industria.

3. Mejora significativa en el entorno de producción

No hay radiación de arco visible durante el proceso de soldadura, y la emisión de humo se reduce en un 80% en comparación con el CO ₂ soldadura blindada con gas. El entorno de trabajo cumple con la norma de salud ocupacional ISO 15012-1. Esta característica lo hace especialmente adecuado para operaciones a largo plazo en espacios confinados y grandes talleres.

 

III. Aplicaciones industriales y compatibilidad de materiales

Actualmente, la tecnología de soldadura por arco sumergido sirve principalmente a cuatro campos principales:

- Industria pesada: soldadura de secciones de barcos y costuras circunferenciales de recipientes a presión de energía nuclear.

- Infraestructura energética: soldadura en espiral de oleoductos y fabricación de torres de turbinas eólicas.

- Procesamiento especial de materiales: soldadura de acero de alta resistencia (grados Q690 y superiores) y revestimiento de aleaciones a base de níquel.

- Ingeniería de la construcción: soldadura automática de acero en forma de H en estructuras de acero de edificios súper altos.

 

En términos de compatibilidad del material, la optimización de la combinación de alambre de soldadura y flujo debe centrarse en:

- Carbono - soldadura de acero: Se recomienda usar alambre de soldadura H08A con HJ431 alto - manganeso y alto - flujo de silicio.

- Tratamiento de acero de baja temperatura: Utilizar flujo medio - manganeso con alambre de soldadura de aleación Mn - Mo.

- Soldadura de acero inoxidable: Seleccione el flujo sinterizado alcalino y el alambre de soldadura de la serie ER308L.

 

IV. Puntos clave de las técnicas de operación clave

1. Preparación de pre-soldadura: Los bordes de las placas de acero deben ser procesados mecánicamente o cortados con precisión por gas, y la desalineación del montaje debe controlarse dentro del 10% del grosor de la placa. Para piezas de trabajo con un grosor superior a 40 mm, se recomienda precalentar a 120 - 150 °C para reducir el riesgo de agrietamiento en frío.

2. Compatibilidad de los parámetros del proceso: por cada aumento de 100 A en la corriente de soldadura, la penetración promedio aumenta en 1,2 mm. La configuración típica de parámetros es: cuando el grosor de la placa es de 12 mm, la corriente es de 680 - 720 A, el voltaje es de 34 - 36 V y la velocidad de soldadura es de 25 - 30 cm / min.

3. Gestión del flujo: Se recomienda mantener el espesor de cubierta del flujo en 30 - 50 mm. Al reciclar y reutilizar, es necesario tamizar para eliminar las partículas de escoria y asegurarse de que el tamaño de partícula esté en el intervalo de 0,5 - 2 mm.

 

V. Innovación tecnológica y tendencias de desarrollo

Con la modernización de la industria manufacturera, la tecnología de soldadura por arco sumergido está haciendo avances en tres direcciones:

1. Control digital: Introduzca un sistema de ajuste de parámetros adaptativos para monitorear el estado de la piscina fundida en tiempo real y compensar automáticamente las fluctuaciones de parámetros del proceso.

2. Flujo amigable con el medio ambiente: Desarrollar flujo de hidrógeno libre y bajo de flúor, reduciendo el contenido de sustancias tóxicas en los humos de soldadura a menos de 0,1 mg/m³.

3. Multi - combinación de proceso: La tecnología de soldadura híbrida de arco sumergido - TIG puede duplicar la velocidad de soldadura de aleaciones de aluminio en comparación con los métodos tradicionales.

Actualmente, el consumo anual de flujo en China es de aproximadamente 50.000 toneladas, y la proporción de flujo no fundido ha aumentado del 20% al 35%, lo que se espera que supere el 50% en los próximos cinco años. En la cantidad total de soldadura de acero, la soldadura por arco sumergido todavía mantiene una proporción estable de más del 10% y continúa dominando el campo de la soldadura de placas gruesas.