Сварка под флюсом: лазер и санкции не помеха

Среди современных технологий создания неразъёмных соединений сварка занимает одну из лидирующих позиций, позволяя создавать прочные связи между металлическими, неметаллическими и композиционными материалами. В последнее время большой популярностью пользуется лазерная сварка, которая получила широкое применение в различных областях промышленности благодаря высокой скорости, точности и прочности получаемого шва. Однако и традиционные виды сварки не сдают позиций, в особенности если их выполняют с применением флюсовых смесей.

Технология сварки под флюсом известна уже много лет. Если в момент своего появления она произвела едва ли не настоящую революцию в промышленности, то сегодня её воспринимают как явление привычное, но отнюдь не устаревшее. И, хотя рынок сварочных технологий пополняется новыми решениями, сварочные флюсы остаются в тренде.

Надолго с нами

«Прежде чем говорить об актуальности применения сварочных флюсов, необходимо отметить, что в настоящее время наиболее распространённым способом всё же является роботизированная сварка плавящимся электродом в среде защитного газа.
Этот способ уже вытеснил привычную ручную дуговую сварку, так как он удобнее для освоения и производительнее более чем в три раза. Активно «наступает на пятки» и лазерная сварка, которая успела хорошо себя зарекомендовать при решении сложных задач: сварке титана и специальных сплавов.
С развитием этой технологии становится доступнее по цене и оборудование, необходимое для лазерной сварки. Поэтому лазеры всё чаще используют для сварки как гражданской продукции, так и промышленных металлоконструкций — например, в сфере строительства или на производстве телескопических стрел грузоподъёмного оборудования», — комментирует ситуацию на рынке руководитель направления «Сварка» компании «Технорэд» Михаил Микушин.

При этом он признаёт, что ни роботизированная сварка в защитных газах, ни лазерная не являются альтернативой сварке под флюсом, потому что такой способ более производительный: скорость сварки выше в несколько раз (на 30–50 метров в час). К тому же сварку под флюсом используют при работе с толстолистовым металлом в отличие от лазерной или механизированной — они предназначены исключительно для малых толщин.

Генеральный директор компании «Керамакс» Алексей Артемьев тоже убеждён, что сварка с применением сварочного керамического флюса ещё долго будет востребованной.

«Дело в том, что главное в сварочном процессе — это достижение требуемых характеристик сварного соединения для эксплуатации металлоконструкций в разных климатических условиях. На сегодняшний день трудно представить другой вид сварки металлов, который способен составить альтернативу комбинации с керамическим сварочным флюсом в части обеспечения требуемых условий эксплуатации», — подтверждает г-н Артемьев.

Материалы и технологии

Для производства сварочных флюсов используют минеральные сырьевые материалы, такие как боксит, шамот, волластонит, плавиковый шпат, а также различные ферросплавы, которые оказывают легирующее воздействие на сварное соединение. Поэтому керамические сварочные флюсы призваны улучшать механические свойства любого готового сварного соединения.

Производят современные сварочные флюсы методом смешения сырьевых материалов с добавлением связующего материала в виде жидкого стекла. Первый этап производственного цикла — контроль качества всех используемых компонентов.

«Специалисты отбирают пробы и направляют их в лабораторию, чтобы проверить на соответствие техническим условиям производителя по химсоставу, влажности, грансоставу. Сырьевые материалы, успешно прошедшие контроль качества, отправляют на участок по производству сухой смеси, где начинается производство полупродукта.
На этом участке каждый материал загружают в бункер-дозатор в количестве, соответствующем рецептуре, и оттуда переправляют в бункер-накопитель. Когда компоненты отдозированы, конвейер передаёт их в смеситель, где они перемешиваются.
Готовую смесь фасуют в мягкие контейнеры партиями по 10–12 тонн. На данном этапе осуществляется промежуточный контроль качества: проба сухой смеси в обязательном порядке проходит химанализ в лаборатории», — раскрывает подробности производственного процесса генеральный директор ООО «Керамакс».

Полупродукт, прошедший контроль качества, направляют на участок основного производства. Алексей Артемьев подчёркивает: критически важно, чтобы все материалы были отдозированы и перемешаны в строгом соответствии с рецептурой, расфасованы по наряду, а каждая упаковка сопровождалась биркой. От этого зависит качество выполнения работ на всех последующих этапах.

«На участке основного производства сухую смесь перемешивают с жидким стеклом и подают на грануляционный диск для окатывания гранул. Далее полупродукт по ленточному конвейеру поступает в малую печь для просушки, а затем через вибролоток и спиральный транспортёр попадает на сито № 1, где просеивается на крупную, среднюю и мелкую фракции. Затем полупродукт прокаливают в печи, охлаждают и передают на сито № 2 для повторной калибровки. Наконец, продукция попадает в бункер готового флюса», — подытоживает руководитель компании «Керамакс».

Фактически продукт готов. Но прежде чем отправиться к потребителю, он должен пройти серию испытаний и тестов, чтобы покупатель получил действительно качественный товар.

В условиях санкций

Как и большинство представителей российской промышленности, производители сварочных флюсов ощутили на себе негативные последствия санкционных ограничений. Те же сырьевые материалы многие компании закупали в странах, которые теперь получили обозначение «недружественные».

Однако отечественные игроки сумели подготовиться к этой ситуации, руководствуясь политикой импортозамещения. Так, компания «Керамакс» закупает сырьё только на территории Российской Федерации, стран СНГ и в Китае. Переориентацией на эти рынки специалисты занимались последние два года.

Существенного недостатка в оборудовании с закрытием зарубежных рынков производители флюсов также не ощутили. По словам Алексея Артемьева, основу технологического оснащения его предприятия составляют смесители, вращающие печи барабанного типа, дробилки и просеивающие агрегаты, а также ленточные транспортёры и охлаждающее оборудование. Спикер отмечает, что на отечественном рынке можно подобрать необходимые модели, соответствующие условиям конкретного завода.

Конкурентная среда

Не секрет, что в последние годы на большинстве российских предприятий использовали импортные сварочные материалы — это было и выгоднее, и проще, чем создавать собственные производства, ёмкие как по капиталовложениям, так и по трудозатратам. В результате
с введением ограничений на поставки этих материалов российский рынок сварочных технологий столкнулся с дефицитом флюсов, проволоки, электродов.

«Ранее поставщиками сварочных флюсов на отечественный рынок были преимущественно иностранные фирмы. На рынке присутствовали мировые лидеры сварочной отрасли, выбор флюсов был огромен, поэтому формировать дополнительные мощности в России было экономически нецелесообразно.
Однако с 2022 года импортные производители минимизировали своё присутствие в России либо вовсе покинули этот рынок. Сейчас клиентская база импортных брендов перешла в российские компании, потому что сроки исполнения огромного количества важнейших заказов и проектов не переносились, а иностранные поставщики уже не могут обеспечить их сварочными материалами», — поясняет г-н Артемьев.

Стратегический подход

По состоянию на июнь 2023 года положение дел на этом рынке практически не изменилось. Ниши, которые освободили западные бренды, активно начинают занимать китайские производители. Нельзя списывать со счетов и параллельный импорт, который всё интенсивнее используют европейские производители. Чтобы удержать свои позиции, отечественным компаниям приходится искать новые стратегические решения.

В ответ на эти вызовы компания «Керамакс» запустила дополнительную линию по производству керамического флюса класса «Премиум». Если стандартные флюсы предназначены для решения широкого круга задач, то премиальные используют для сварки соединений, требующих повышенных прочностных характеристик. Модернизация позволит предприятию увеличить производственные мощности на 80% и выпускать ежегодно 16 200 тонн флюса.

Немаловажный фактор для развития отечественного рынка сварочных материалов — научные исследования и разработки в области технологий соединения. С этой целью в челябинской компании создали отдельное подразделение — НПП «Керамакс Иинжиниринг».

Вклад в развитие этого направления вносят учёные из «дружественных» стран. Так, в конце 2022 года пресс-служба Академии наук Узбекистана сообщила, что сотрудники Института материаловедения разработали 12 марок активизирующих флюсов, с помощью которых можно вести сварку стали любого типа, а также титана и его сплавов. Кроме того, новые флюсы позволяют сплавлять никель с другими металлами в деталях, толщина которых составляет от 4 мм.

Важным преимуществом разработки является возможность проплавлять металл за один проход. Благодаря этому можно опустить такие дополнительные операции, как открытие фасок на металле, повторные последовательные сварки и др. И, конечно, не стоит забывать про экономический эффект: новые флюсы сокращают затраты на создание метра сварного шва на 14-20 долларов (конкретная цифра зависит от металла), а время сварки — на 70%, что способствует значительному росту производительности.

Алексей Артемьев, генеральный директор ООО «Керамакс»

«Сварочный процесс — это комбинация, состоящая из свариваемого металла, сварочной проволоки сплошного сечения и сварочного флюса.

Дополнительно к этому очень важно подобрать правильные режимы сварки, которые позволят достичь требуемых результатов к сварному соединению для заказчика».

Михаил Микушин, руководитель направления «Сварка» ООО «Технорэд»

«Уверен, из-за своих преимуществ сварка под флюсом в ближайшие 50 лет точно никуда не денется. Её будут применять до тех пор, пока используются магистральные трубопроводы большого диаметра. Касается это и сварки толстостенных материалов, ёмкостей толщиной более 20 мм.

Никакие другие способы не могут обеспечить скорость выполнения, качество и технологические свойства сварных швов, которые нужны для таких масштабных изделий. Теоретически можно было бы заменить флюсовую сварку стыковых труб на лазерный вариант, но он будет проигрывать по вышеназванным характеристикам».