Сварочные флюсы

Способ сварки под флюсом возник в середине 30-х годов XX ст. Сначала флюсы использовали для сварки углеродистых сталей, легированных марганцем и кремнием, а также как средство для механической защиты дуги от влияния внешней среды. С развитием металлургии, созданием легированных сталей возникла необходимость легирования металла сварочной ванны, что обусловило появление флюсов, которые способны осуществлять металлургический влияние на сварочную ванну. С появлением высокопрочных низколегированных сталей определилась еще одна функция сварочных флюсов - рафинирования металла шва.

Сварочные флюсы предназначены для защиты сварочной ванны от окружающей среды и легирования металла шва. Они используются при полуавтоматической и автоматической сварке под флюсом, а также при электрошлаковых процессах.

Другое назначение имеют флюсы, что применяются при газовой  и дуговой сварке угольным электродом. Такие флюсы служат для удаления из металла шва неметаллических включений, для защиты от окисления кромок металла и присаживаемого  проволоки.

Флюсы для дуговой сварки должны обеспечивать:

1. защита зоны сварки от воздуха;
2. устойчивость горения дуги;
3. качество формирования металла шва;
4. плотность шва;
5. устойчивость против образования трещин;
6. разделение  шлака после застывания;
7. розкисленим   металла шва;
8. легирования металла шва;
9. уменьшение расходов электродного металла на выгорания и разбрызгивания.

Сварочные флюсы классифицируют по способу изготовления, химическим составом и т.д.

По способу изготовления флюсы разделяют на плавленые и не плавленые. Плавленый флюс получают сплавлением  его компонентов с последующим дроблением на зерна необходимых размеров. По строению зерен плавленые флюсы делятся на стеклообразные и пемзо  - подобные. Стеклообразные флюсы - это прозрачные зерна различных оттенков, которые получают вливанием жидкого флюса при температуре 1200Х в бак с проточной водой. Пемзоподобные  флюсы - это зерна пенистого материала различных оттенков, которые получают при вливании жидкого флюса, нагретого до температуры 1600 С, в воду. При этом пара воды вспенивает расплавленную массу, образуя пемзоподобный флюс. Размер зерен - от 0,2 до 4 мм. Лучше формирования шва наблюдается при использовании пемзоподобных  флюсов, а лучшая защита сварочной ванны обеспечивает стекловидный флюс. Преимуществом плавленых флюсов является надежная защита сварочной ванны, качественное формирование шва, легкое отделение шлака, низкая стоимость. Хранят флюсы в сухих помещениях в бумажных мешках.
Неплавкий   флюс получают механическим смешиванием тонкоизмельченных минералов, ферросплавов, силикатов, связанных жидким стеклом без сплавления. Широко используют неплавкие  керамические флюсы.

Керамические флюсы получают путем смешивания компонентов с жидким стеклом и последующей протиркой через сита или же с использованием специальных грануляторов. После измельчения флюс сушат при температуре 150-200 градусов и прокаливают при температуре 350 градусов С.

Преимуществом керамических флюсов является широкая возможность легирования металла шва через флюс, низкая чувствительность к ржавчины, окалины. Керамические флюсы очень гигроскопичны, поэтому их хранят в герметичных упаковках и жесткой таре (через низкую прочность зерен).

По химическому составу флюсы делятся на оксидные, солевые и солее- оксидные. Оксидные состоят из оксидов металлов с добавками  фторидных соединений и  используют для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Солевые флюсы состоят из фторидных и хлоридных солей металлов и используются для сварки активных металлов. Солее- оксидные флюсы состоят из фторидов и оксидов металлов и используют для сварки легированных сталей.

По назначению флюсы делятся на группы:

1. для дуговой сварки углеродистых и низколегированных сталей:
2. для дуговой сварки средне - и высоколегированных сталей;
3. для электрошлаковой сварки;
4. для сварки цветных металлов и сплавов;
5. для наплавки.

Для сварки углеродистых и низколегированных сталей используют флюсы марок: АН-348А, АН-348АМ, АН-348В, ОСЦ-45, АН-60, ФЦ-6, АНК-35, АН-37П, АН-20С и др. Индексы, которые стоят после названия марки флюса означают: Г - мелкий, С - стекловидный, П - пемзоподобный.

Для сварки средне - и высоколегированных сталей используют флюсы марок: АН-20П, АН-20С, АН-26, АС-4, АС-5, АН-30, ОФ-6, ОФ-10, ФЦ-17, ФЦК-С, ФЦЛ-Гта др.

Для электрошлаковой сварки используют флюсы следующих марок: AII-8, АН-22, АНФ-1, АНФ-6, АНФ-7, АНФ-14У, АН-25, С-1.

Для сварки цветных металлов и сплавов применяют флюсы следующих марок:

1. АН-348-А, ОСЦ-45, АН-20С, АН-26С, АН-М1, АН-М13, АН-М15, АН-М10 - для механизированной сварки меди и ее сплавов:
2. АН-301, АН-302, АН-304 - для электрошлаковой сварки алюминия и его сплавов;
3. ЖА-64, ЖА-64А - для механизированной сварки под флюсом алюминия и его сплавов;
4. АНТ-1, АНТ-3, АНТ-7, АНТ-23 - для дуговой сварки под флюсом титана и его сплавов;
5. АНТ-2, АНТ-4, АНТ-6 - для электрошлаковой сварки титана и его сплавов.

Для наплавки используют флюсы марок: АН-70, АН-28, АН-20П и др.

В отдельную группу входят флюсы для газовой сварки и сварки угольным электродом, которые растворяют оксиды и неметаллические включения металла шва. При этом образуется легкоплавкая смесь, которая легко поднимается в шлак. Флюсы используют в виде порошков и паст. Для сварки низкоуглеродистых сталей их не применяют через образования легкоплавких оксидов железа, свободно выходят на поверхность шва. С флюсами сваривают чугуны, цветные металлы, высоколегированные стали.

Флюсы для газовой сварки и сварки угольным электродом должны отвечать таким требованиям:

1. флюс должен быть более легкоплавким, чем основной и присаживаемый  металл;
2. флюс должен иметь достаточную редтекучести;
3. флюс не должен вызывать коррозию швов;
4. флюс должен активно раскислять  оксиды и переводить их в более легкоплавкие химические соединения или удалять их из ванны;
5. образован шлак должен хорошо защищать металл от окисления кислородом и азотом воздуха;
6. шлаки должны хорошо отделяться от шва после сварки;
7. плотность флюса должно быть меньше плотности основного и присаживаемого металла, чтобы шлак хорошо всплывал на поверхность ванны и не оставался в металле шва.

Состав флюса выбирают в зависимости от свойств свариваемого металла.

В сварочной ванне образуются основные и кислотные оксиды. Если образуются основные оксиды, то применяют кислый флюс, а если кислотные - основной флюс. В обоих случаях реакция проходит по схеме:

основной оксид + кислый оксид = соль.

При сварке чугуна образуется кислый оксид SiO2, для растворения которого вводят основные оксиды - К2О, Na2O. В качестве основных флюсов применяют углекислый натрий (Na2Co3), углекислый калий (К2СО3) и буру (Na2B4O7).

При сварке меди, латуни образуются основные оксиды (Cu2O, ZnO, FeO и др.), поэтому для их растворения вводят кислые флюсы (соединения бора).

Автор: І.В.Гуменюк и О.Ф.Іваськов

Книга: Технология электродуговой сварки

Просмотров - 3991.