Принципы выбора состава флюсов для сварки сталей и сплавов. Флюсы для сварки низкоуглеродистых сталей. Флюс для сварки стали

Классификация сварочных флюсов

Чтобы качественно выполнить соединение электродуговой сваркой, необходима сила тока достаточной величины, присадочный материал для заполнения шва, и газовая среда для защиты расплавленного металла от воздействия кислорода из окружающего воздуха. Для реализации последнего условия используют сварочный флюс. Что это такое? Каков функционал этого вещества, и как он классифицируется? Где применяются флюсы для сварки?

Определение и предназначение

Сварочный флюс — это гранулированное средство, подаваемое в зону сварки, непосредственно перед проходом через данный участок плавящегося электрода и зажженной электрической дуги. Вещество похоже на крупнозернистый порошок, бывающий прозрачного, белого, желтого, зеленого или коричневого цвета.

Это средство используется для защиты сварочной ванны от взаимодействия с атмосферой, и препятствия вытеснению углерода из состава основного металла. Некоторые марки флюсов дополнительно обогащают шов укрепляющими связками в виде легирующих элементов.

Используется гранулированное вещество в:

• электродуговой сварке плавящимся электродом, где последним выступает проволока, подающейся с катушки в горелку;
• электрическом методе сваривания покрытыми электродами как дополнительное средство;
• полуавтоматической сварке в среде инертного газа, где порошок находится во внутренней части трубчатой проволоки;
• газовой сварке пропан-кислородным пламенем на легированных сталях и цветных металлах;
• электрической сварке угольными электродами.

Функционал гранулированного средства

Сварочные флюсы играют большую роль в обеспечении процесса соединения металлов. Их функции, в зависимости от состава вещества и свариваемого материала, могут заключаться в поддержании четырех действий.

Изоляция

Главной целью флюсов является создание непроницаемого газового облака, позволяющего основному и присадочному металлам беспрепятственно сплавляться в сварочной ванне. Чтобы порошок выполнял эту функцию необходима правильная дозировка вещества на линии соединения. Хорошими изоляционными газовыми свойствами обладают мелкие гранулы плотной структуры. Но возрастающая плотность укладки фракций на поверхности соединения отрицательно сказывается на формировании поверхности шва.

На изолирующую способность оказывает влияние не только размер посыпаемых частиц, но и их насыпная масса. Применяя специальные таблицы с данными можно устанавливать точную подачу стекловидного средства в сварочную зону.

Стабилизация

Кроме защитных свойств порошка, позволяющих вести сварочные работы без внешних газовых включений, флюсы создают благоприятную среду для горения электрической дуги, которая проявляется в разряде электрического тока между концом электрода и изделием. Расстояние между сторонами полюсов составляет около 5 мм. Для стабилизации горения дуги в состав гранул добавляют специальные вещества, позволяющие более устойчиво проходить электрическому разряду. Это дает возможность работать не только на постоянном, но и на переменном токе, и применять разнообразные режимы сварки.

Легирование

Благодаря воздействию высоких температур и взаимодействию основного и присадочного металлов, создается сварочный шов. Его химический состав зависит от используемых материалов. Из-за электрической дуги некоторые полезные элементы могут выгорать или передаваться с металла шва в шлаковые массы. Чтобы этого не произошло, в некоторые флюсы добавляют легирующие вещества, обогащающие шовный металл, и препятствующие насыщению шлака кремнием и марганцем. Для большего легирования используют соответствующую присадочную проволоку.

Формирование поверхности

Когда кристаллическая решетка в расплавленном металле только начинает образовываться, все, что соприкасается с ней, оказывает влияние на вид будущего шва. Флюсы, благодаря различной степени вязкости и межфазного натяжения, имеют сильные формирующие способности, благоприятно сказывающиеся на сварочном соединении.

Например, при работе на большой силе тока и толстых материалах, более практичны флюсы с долгим вязким состоянием. Такие порошки называют «длинными». Это позволяет глубоко прогретому сплаву постепенно кристаллизоваться и остыть, образуя гладкочешуйчатую структуру. Для сварки на малых токах, сильная жидкотекучесть будет мешать видеть сварочную ванну и качественно выполнять процесс, поэтому здесь применяются «короткие» флюсы, у которых вязкость быстро переходит в твердое состояние при снижении температуры.

Классификация

Классификация сварочных флюсов имеет четыре критерия, которые разделяют присадочное средство. Заключаются они в следующих пунктах:

• назначение флюса;
• способ его изготовления;
• структура и физические параметры;
• химический состав.

Назначение

В зависимости от состава и свойств гранулированного средства, оно может быть применено для обеспечения сварочных процессов в работе с углеродистыми, легированными и цветными металлами. Его используют для электродуговой, газовой и электрошлаковой сварки, а также работах с неплавящимися электродами. Некоторые классы флюсов взаимозаменяемы. Так, флюс для сварки алюминия, может быть использован и для создания соединений на легированных сталях. В его состав входят натрий, калий и литий, которые будут положительно сказываться и на других металлах. «Алюминиевый» флюс хорошо подойдет для сварки угольными электродами. Другие гранулированные смеси узко специализированны и не пригодны для широкого применения.

Способ изготовления

В промышленности имеются три способа производства флюса:

• Плавленные. Для этого применяют электрические или угольные печи. Компоненты шихты разогревают до жидкого состояния и, сплавляясь, образуют полезную смесь. Брикеты и комки материала разбиваются до мелких частей. В готовом виде такие порошки имеют мелкодисперсную структуру серого цвета.
• Механические смеси. Это соединение нескольких видов флюса в один состав путем физического перемешивания гранул между собой. Технология применяется для конкретных видом металлов. Постоянного состава не существует, а изготовление производится на заказ. Имеет существенный недостаток в виде разности веса и размера частиц, что приводит к их разделению при транспортировке и подаче из бункера.
• Керамические. Соединение образовывается за счет скрепления порошкообразных веществ клеем, в роли которого выступает жидкое стекло. Альтернативным методом является спекание без сплавления. Компоненты шихты разогреваются до слипания в комки. После остывания они проходят процедуру измельчения. Благодаря недопущению сплавления сохраняются легирующие вещества.

Структура и параметры

Внешний вид и физическое строение порошкообразных средств для сварки может отличаться. Наиболее распространенными являются стекловидные зерна. Они имеют прозрачный цвет и круглую структуру. Отличаются более высокой насыпной массой, поэтому плотно укрывают соединение, защищая его от внешней среды.

Вторая категория флюсов создается в виде пемзообразного вещества. Это пенистые гранулы овальной или круглой формы. Цвет может варьировать от белого до коричневого. Порошок, из-за легкого веса, требует более высокого слоя присыпания соединения.

Химический состав

Из компонентов, входящих в состав порошкообразного вещества для присыпки сварного соединения, выделяются низкокремнистые смеси, где оксида последнего содержится меньше 35%. При этом участие марганца граничит на уровне 1%. Вторая группа — это флюсы с высоким содержанием оксида кремния, которое начинается от 35%. Третья категория называется бескислородной.

Отличаются флюсы и по степени взаимодействия с основным и присадочным металлами. Пассивные смеси только создают газовое облако, но никак не воздействуют на химический состав стали. Слаболегирующие порошки — это категория флюсов, производимая путем плавления, которые снабжают свариваемые материалы небольшим количеством кремния, марганца, и других полезных включений. Это придает шву большую прочность и ударную вязкость. Легирующие гранулированные составы обогащают металл в значительной степени, улучшая его физические и химические свойства. Швы после такой сварки лучше сопротивляются коррозии.

Обозначения

Флюс, используемый в ручной дуговой сварке, должен не мешать формированию шва, обеспечивать стабильное горение электрической дуги, и предотвращать образование дефектов в виде трещин и пор в застывающей структуре соединения. Во время плавления нижнего слоя порошка требуется минимальное выделение вредных веществ, угрожающих дыхательной системе сварщика. После окончания горения дуги, корка над швом должна легко отделяться, а гранулированное средство иметь низкую стоимость ввиду больших объемов выполняемых сварочных работ.

Все это нашло отображение в таблице обозначений типов флюса, чтобы пользователи могли легко ориентироваться и приобретать необходимое вещество для конкретного вида работ.

Нормативы по применению

В зависимости от выполняемых сварочных работ определяется количество и иные факторы задействования флюса. Это происходит по следующей таблице:

В зону сварки флюс подается предварительной ручной присыпкой, либо автоматически из специального бункера. Недостатком метода считается возможность вести сварочные работы только в нижнем положении. Но для сварки труб решение нашлось в прокручивании изделия, а не головки горелки. При использовании трубчатой порошковой проволоки сварку можно проводить в любом пространственном положении.

Применение этого относительно недорогого гранулированного вещества значительно улучшает качество сварки, защищая процесс горения дуги, и содействуя образованию прочного соединения.

Поделись с друзьями

1

0

1

0

svarkalegko.com

Cварка под слоем флюса - режимы, особенности

Тот, кто знаком со сварочными процессами, знает, как негативно влияет воздух на качество сварного шва. Вот почему самым качественным соединением считается процесс, который проводится в среде защитных материалов. Обычно для этого используются инертные газы или флюсы. Сварка под слоем флюса сегодня используется не так часто, особенно в бытовых условиях. Но в промышленности этот вид сваривания металлов применяется гораздо чаще. Тем более, качество шва при этой технологии гарантированно имеет высокие качественные характеристики. Поэтому когда разговор заходит о сварке под флюсом, необходимо понимать, что данный процесс является полуавтоматическим или автоматическим. В некоторых промышленных производствах устанавливается роботизированная сварка с применением флюсов.

Что такое сварка под защитными флюсами

По сути, это все тот же сварочный процесс с применением неплавящихся электродов и присадочной проволоки. Только вместо газа, который покрывает собою зону сварки, используется флюс – порошкообразный материал, засыпаемый поверх стыка двух металлических заготовок.

При высокой температуре сварки флюс расплавляется и выделяет все тот же защитный газ. При этом поверх зоны сваривания образуется прочная пленка, защищающая ее от негативного воздействия окружающего воздуха. Сгоревший порошок превращается в шлак, который легко снимается со сваренного шва. Остатки флюса можно собрать и использовать в другом месте.

Но самое главное, что все позиции, связанные с соединением стыкуемых деталей, точно такие же, как и в случае использования других сварочных технологий. А именно:

• правильный подбор режима сварки, который зависит от структуры соединяемых металлов;
• правильный выбор электрода;
• присадочной проволоки, которая по своим свойствам должна соответствовать свойствам основных металлов;
• грамотное формирование кромок;
• зачистка торцов деталей, их обезжиривание.

Но есть и одна отличительная особенность – правильный выбор флюса.

Виды флюсов

Как уже было сказано выше, флюс для сварки – это порошок с размерами гранул 0,2-4 мм. Его классификация зависит от многих показателей. Но есть основные характеристики, которые разделяют его на группы и классы.

По способу производства сварочные флюсы делятся на:

• плавленые: их компоненты сначала плавятся, затем гранулируются, прокаливаются и разделяются на фракции;
• неплавленые или керамические: это сухие ингредиенты, которые смешиваются с жидким стеклом, сушатся, гранулируются, прокаливаются и разделяются на фракции.

Производители и специалисты отмечают плавленый вариант, как лучший из двух представленных.

Разделение по химическому составу.

• Оксидные флюсы. В основе порошка содержатся оксиды металлов до 90% и остальное – это фторидные соединения. В этой группе есть подгруппы, которые определяют процентное содержание того или иного оксида. К примеру, оксид кремния. Если его содержится во флюсе до 1%, то такой порошок называется бескремнистый, если его содержание составляет 6-35% - низкокремнистый и больше 35% - высококремнистый. Оксидные флюсы предназначены для сварки низкоуглеродных и фтористых стальных заготовок.
• Солевые. В них нет оксидов металлов, основу составляют соли: фториды и хлориды. Такой порошок используется для сваривания активных металлов, к примеру, титан.
• Смешанные флюсы (солеоксидные). В них есть и оксиды и соли. Применяют их для соединения легированных сплавов.

Еще одна характеристика – активность флюсов. По сути, это скорость окисления порошка при его нагреве. Измеряется данный показатель от нуля до единицы и делит флюсы на четыре категории:

1. Меньше 0,1 – это пассивные материалы.
2. От 0,1 до 0,3 – малоактивные.
3. От 0,3 до 0,6 – активные.
4. Выше 0,6 – высокоактивные.

И последнее. Это деление по строению гранул. Здесь три позиции: стекловидные, пемзовидные и цементированные. Необходимо отметить, что сварка под стекловидным флюсом дает более широкий сварной шов, чем под пемзовидным. Если используется порошок с мелкими частицами, то шов под ним образуется глубокий и неширокий с высокими прочностными качествами.

Полезные советы

• Большое значение в технологии сварки под флюсом играет переход металлов (марганца и кремния) в металл сварочного шва. Марганец переходит быстрее, если концентрация его оксида (MnO) больше, чем оксида кремния (SiO2). Чем меньше активность флюса, тем быстрее происходит переход.
• Поры в швах образуются, если флюс не был хорошо просушен, если он не соответствует свойствам металла свариваемых заготовок и металлу присадочной проволоки, если между деталями оказался слишком большой зазор, если флюсовый слой оказался недостаточным, если его качества низкие.
• Негативно на сварочный шов влияет водород. Поэтому его с помощью флюсов связывают в нерастворимые соединения. Это лучше делает порошок с большим содержанием кремния и с пемзовидной формой гранул.
• Чтобы в сварном шве не образовывались трещины, необходимы флюсы с высоким содержанием и кремния, и марганца.

Сегодня все чаще в промышленности используется сдвоенная или двухэлектродная сварка, в которой электроды располагаются на расстояние меньше 20 мм друг от друга и питаются от одного источника электрической энергии. При этом они варят в одной зоне, формируя единую сварочную ванну. Располагаться электроды могут как в продольном положении, так и в поперечном.

Применяют и двухдуговую сварку, в которой расходники питаются от двух разных источников, при этом ток может быть на двух стержнях переменным или постоянным. А может быть и разным. Расположение же электродов может быть перпендикулярным плоскости сваривания или под наклоном. Варьируя углом наклона, можно увеличить глубину проварки или уменьшить. Соответственно будет изменяться и ширина шва.

Дуговая сварка под флюсом может проводиться и при повышении расстояния между расходниками. В этом случаи сварка будет проводиться параллельно в двух ваннах. Но первый электрод будет выполнять функции нагревателя зоны сварки, второй будет ее проваривать. При такой технологии соединения металлических заготовок электроды устанавливаются перпендикулярно плоскости сваривания. Данный способ отличается тем, что в процессе сварки двумя электродами не образуются закалочные участки как в самом сварочном шве, так и в прилегающих к нему зонах на основных деталях.

Режимы сварки под флюсом

Необходимо отметить тот факт, что механизированная сварка под флюсом отличается от ручной тем, что появляется возможность использовать сварочный ток высокой плотности. Он варьируется в диапазоне 25-100 А/мм². Соответственно и сила тока будет использоваться большая. Это отражается на глубокой проварке шва, возможности сваривать толстостенные заготовки без формирования кромок, увеличивать скорость самого процесса.

К примеру, при сваривании деталей толщиною 20-40 мм при однодуговой ручной сварке скорость процесса составляет не более 70 м/час. Используя двухдуговую сварку, можно увеличить данный показатель до 300 м/час. Конечно, силу тока подбирают в основном от диаметра используемого электрода. В таблице указана их зависимость между собой.

Необходимо добавить, что сварочно-флюсовая технология является еще и экономичной. Все дело в том, что расход материалов уменьшается за счет меньшего разбрызгивания металла, к примеру, в ручной сварке этот показатель составляет 15%, в флюсовой механизированной меньше 3%. Уменьшается объем угара, не образовываются огарки и другие неприятные моменты. Сохранение тепла под флюсом дает возможность сэкономить и электроэнергию. Уже доказано, что уменьшение потребления электрического тока происходит до 40%. Сокращаются и трудозатраты, которые обычно уходят на формирование кромок, на очистку шва после сварки от окалин, брызг и шлака.

Единственный минус – это ограничение по положению сварочной ванны. Варить можно в нижнем положении автоматами или полуавтоматами или с небольшим наклоном в пределах 10-15°.

Обязательно посмотрите видео, в котором показано, как можно варить две металлические детали под флюсом.

Поделись с друзьями

0

0

1

0

svarkalegko.com

Сварочные флюсы для качественной сварки

Флюсы для сварки: что это такое и как их использовать? Этот вопрос волнует многих начинающих умельцев. В этой статье мы подробно расскажем, что такое сварочные флюсы, каков принцип действия, где и как их можно использовать.

Во время выполнения сварочных работ непосредственно на месте сварки начинает увеличиваться химическая активность. Это касается как дуговой, так и газовой сварки. По этой причине металл быстро окисляется, сварочная проволока теряет часть материала и в целом снижается эффективность плавления. Сварщику приходится дольше сваривать детали, из-за чего в сварочной ванне скапливаются ненужные шлаки.

Чтобы избежать подобных проблем профессионалы используют сварочный флюс — специальный материал, обеспечивающий стабильное горение дуги и выводящий ненужные примеси. Как выглядит флюс? В большинстве случаев он представляет собой сыпучие гранулы небольшого диаметра, продающиеся в мешках различного объема (в среднем 20-25 килограмм), но существуют материалы и в другом исполнении. Мы подробно рассказываем об этом в разделе «Классификация». Но первоначально разберемся с принципом действия флюсов.

Содержание статьи

Принцип действия

Для начала, чтобы разобраться в принципе действия флюса, нужно понять, из чего состоит типичная зона сварки:

• Область дугового столба с внутренней температурой от 4-5 тысяч градусов по Цельсию.
• Область газового пузыря, которая образуется вследствие интенсивного атомарного испарения компонентов в кислородной среде.
• Область со шлаковым расплавом, располагающимся в верхней части газовой полости.
• Слой расплавленного металла в нижней части полости.
• Шлаковая корка, образующая твердую границу сварочной зоны.

Помимо упомянутых выше областей не менее важна сварочная проволока, она так же оказывает влияние на химическую активность.

Теперь, понимания из чего состоит сварочная зона, мы переходим к флюсу. Во время сварки поверхность детали активно окисляется и образуется шлаковая корка. Этих процессов можно избежать, если в зону сварки поступит легко плавящийся инертный материал. Таким материал как раз и является сварочный флюс. Он обезопасит деталь от окисления и поспособствует формированию качественного шва.

Чтобы эффективно использовать флюсы в своей работе нужно соблюсти следующие условия:

• Материал должен стабилизировать скорость работы, а не замедлять ее.
• Он не должен вступать в химическую реакцию с поверхностью свариваемых деталей или сварочной проволокой.
• Газовый пузырь должен быть изолирован от окружающей среды на протяжении всей работы.
• Если соблюдены все рекомендации, то остатки флюса должны легко удаляться после проведения сварочных работ. При этом большую часть удаленного материала можно будет использовать повторно (после очистки).

На практике оказывается, что соблюсти эти требования не так уж и просто. Флюс может отличаться по своему составу, равно как и технология его подачи в сварочную зону, поэтому нужно учитывать, какие именно металлы вы свариваете и какой вид сварки используете.

Классификация

Чтобы наиболее подробно классифицировать сварочный флюсы мы разделили их на условные категории. Итак, материалы могут отличаться по следующих категориям:

• Внешний вид. В начале статьи мы упомянули, что материал может быть гранулированным, но производители предлагают также кристаллический, пастообразный и даже газовый флюс. Выбор зависит от предстоящей работы. Для электросварки зачастую используется материал в виде гранул или порошка, а для газовой сварки используется пастообразный или газовый флюс.
• Химический состав. Состав флюса может сильно разниться и состоять из множества компонентов, но основой зачастую является кремнезём и марганец. Более подробный состав флюса легко можно найти в интернете или прочесть на упаковке. Скажем лишь одно: используемый флюс должен сохранять в работе свою химическую инертность даже при очень высоких температурах. Это одно из главных требований к качественному материалу.
• Назначение. Как мы говорили в разделе «Принцип действия», нужно учитывать, какие именно металлы вы свариваете и какой вид сварки используете. К примеру, использование флюса с легированной проволокой даст положительный результат, улучшив прочность металла. Конечно, существуют также универсальные флюсы, но мы рекомендуем применять их для сварки цветного металла или сплавов, а для сварки стали выбирать флюс более тщательно.

Более глобально флюсы разделяют на плавящиеся и неплавящиеся. Плавящиеся весьма эффективны, если необходимо выполнить наплавку, а неплавящиеся улучшают механические характеристики готового сварного шва. По этой причине их часто используют с высокоуглеродистыми сталями или цветными металлами, которые без флюса свариваются недостаточно качественно.

Применение флюса в сварочных работах

Для сварки стали ручным методом флюс наносят на поверхность слоем около полсантиметра.  Не экономьте на количестве используемого материала, поскольку недостаточная толщина слоя может привести к плохой проварке металла, что впоследствии приведет к образованию трещин. Флюс постепенно подсыпается на протяжении всей работы в тех местах, где перемещается электрод.

При полуавтоматической или полностью автоматической сварке флюс используется следующим образом: материал подается по специальной трубке, позже происходит подача сварочной проволоки, расположенной рядом с флюсом. Во время сварки неиспользованная часть материала удаляется пневматическим методом. Впоследствии шлаковая корка удаляется с поверхности шва.

Какое положительное влияние оказывает флюс:

• Не нужно разделывать кромки будущего сварного шва, потому что металл плавится значительно интенсивнее, вне зависимости от метода сварки.
• В зоне шва и его поверхности отсутствует угар металла, что способствует улучшению качества проделанной работы.
• Горение дуги значительно стабильнее.
• У источника питания увеличивается КПД, потому что снижается потеря энергии, затраченной на нагрев детали.
• Сварщик получает комфортные условия труда, потому что свой флюса экранирует большую часть пламени дуги.

Но есть и свои ограничения. Если у вас нет возможности предварительно осмотреть место для сварки стали (или любого другого металла), то мы не рекомендуем использовать флюсы. Их использование требует подготовки (как сварщика, так и свариваемых деталей). К тому же, материал дорогой и используется в том же количестве, что и проволока. Так что в неподготовленной ситуации использование флюса может быть нецелесообразно.

Тем не менее, работа с флюсом достаточно эффективна. При сварке металл не разбрызгивается, сварочная проволока служит дольше, и в целом повышается производительность сварщика. Ведь используя флюс можно без опасности устанавливать высокие параметры тока, при этом шов останется таким же качественным.

Вместо заключения

Сварочные флюсы являются отличным способом оптимизировать свой труд и улучшить качество работы. Да, его использование требует подготовки, а стоимость материала может показаться завышенной. Но мы считаем, что положительный результат с лихвой перекрывает немногочисленные недостатки. Испробуйте флюсы в своей работе и поделитесь опытом в комментариях, возможно, он будет полезен другим сварщикам.

svarkaed.ru

Принципы выбора состава флюсов для сварки сталей и сплавов. Флюсы для сварки низкоуглеродистых сталей

ТЕОРИЯ сварочных процессов

При сварке низкоуглеродистых сталей (СтЗсп, сталь 20) необ­ходимо сохранить углерод - единственный упрочнитель. Для этого Применяют кислые флюсы и электродные проволоки двух систем.

В отечественной практике применяют высокомарганцовистый

флюс - силикат (MnO + Si02) в сочетании с низкоуглеродистой проволокой Св-08А или Св-08АА (по ГОСТ 2246-70). В зарубеж­ной практике применяют безмарганцевый высококремнистый флюс в сочетании с высокомарганцовистой проволокой. Общим в обеих практиках являются легирование капли и сварочной ванны кремнием за счет кремневосстановительного процесса и легирова­ние металла сворочной ванны марганцем через флюс или проволо­ку. Реакция в капле имеет вид

2 [Fe] + (Si02)^ [Si] + 2[FeO]. (10.7)

Для кипящих сталей, практически не содержащих Si, она имеет особо важное значение, так как только при содержании кремния в жидкой сварочной ванне не ниже 0,2 % можно предотвратить в сварочной ванне реакцию окисления углерода (см. пример 8.9)

[С] + [0] = С0. (10.8)

Ввод кремния позволяет сохранить прочность шва и одновре­менно исключить образование пор при выделении из сварочной ванны оксида углерода СО. К повышению содержания Si приводит и реакция его восстановления марганцем. Кроме того, наличие в каплях и сварочной ванне при высоких температурах значительно­го количества FeO по реакциям (10.7) и

Fe + МпО <=> Мп + FeO (10.9)

способствует обогащению ванны кислородом, который связывает водород и препятствует образованию других (водородных) пор в результате реакции

[FeO] + Н2 <=± (Н20) + Fe>K. (10.10)

При отсутствии кремния углерод выгорает, причем весьма ин­тенсивно при высоких температурах, а также в конце кристаллиза­ции, когда все примеси и углерод ликвируют в последние порции жидкой фазы и его концентрация повышается. Эта реакция экзо­термическая и согласно принципу подвижного равновесия должна развиваться и при понижении температуры.

Наряду с защитой углерода и железа кислые флюсы обеспечи­вают легирование металла шва элементами Si и Мп. Кислые флю­сы способствуют рафинированию сварочной ванны с помощью Мп и МпО, связывающих серу в тугоплавкие соединения (МпО выво­дит серу в шлак).

Наибольшее распространение получили плавленные флюсы АН-348А, ОСЦ-45, ФЦ-6, ФЦ-3, ФЦ-9, АН-60, TA. St.10, а также керамические АНК-25, FB-106, SPSMn-35/ЮО. Их химический со­став приведен в табл. 10.1.

Флюсы ОСЦ-45, АН-348 применяются более 50 лет. Они

имеют высокие сварочно-технологические свойства, но сваренные

с их применением швы содержат много дисперсных силикатных

включений и имеют ограниченную ударную вязкость {KCU < 2

< 100 Дж/см для образцов с U-образным надрезом при нормаль­ной температуре).

Флюсы для сварки низколегированных сталей. Низколеги­рованные стали содержат в сумме не более 5 % легирующих эле­ментов, причем содержание каждого из них не превышает 2 % (10ХСНД, 09Г2С, 16Г2АФ и др.).

Такие стали являются металлургически законченными продук­тами, т. е. в них прошли все реакции раскисления, легирования, мо­дифицирования и рафинирования. Основная задача при их сварке сводится к сохранению их механических свойств путем защиты сва­рочной ванны от влияния атмосферы и взаимодействия с флюсом. При выборе флюсов следует руководствоваться установленными предельно низкими значениями коэффициента химической активно­сти флюса в зависимости от эквивалента углерода при сохранении

высокого уровня ударной вязкости металла шва в исходном, т. е. без

2

термической обработки, состоянии (KCV > 100 Дж/см ).

Из диаграммы на рис. 10.8 следует, что чем больше легирующих элементов содержит свариваемая сталь, тем ниже должны быть со­держание О2 и коэффициент химиче­ской активности флюса. Однако при этом ухудшаются сварочно-технологи­ческие свойства. Более высокие техно­логические свойства обеспечивают ак­тивные флюсы (Лф= 0,6...0,3), которые применяются для сварки сталей средней прочности (ов< 600 МПа).

Сюда относятся плавленые флюсы на базе шлаковой системы СаО-МпО - - СаБг-АІгОз-БіОг следующих марок:

ФЦ-11, ФЦ-15, ФЦ-16, ФЦ-22, АН-15,

АН-42, АН-43, АН-47, FB-10, FB-20,

ФВТ-1, F-202 и F-302. Их температура плавления составляет 1573... 1623 К.

Применяют и керамические флюсы АНК-47, АНК-44, АНК-30, АНК-57,

FC-60, FC-40. Они обеспечивают уро-

2

вень ударной вязкости до 200 Дж/см при 293 К и рекомендуются для сварки конструкций, работающих в условиях Крайнего Севера.

Флюсы для сварки среднелегированных сталей. Среднеле­гированные стали содержат от 5 до 10 % легирующих элементов.

К ним относятся стали марок ЗОХГСНА, Х5М, 18ХН4МДА, 15ХНМФА, 30Х4НМФА и другие, имеющие наиболее высокие механические свойства (ав до 1800 МПа). Поэтому их называют также высокопрочными. Такие стали применяют в специальном судостроении, для изготовления корпусов атомных реакторов и т. п. Как правило, они содержат до 0,30 % углерода наряду с дру­гими легирующими элементами. Основные проблемы при сварке высокопрочных сталей заключаются в том, чтобы исключить об­разование горячих и холодных трещин, предотвратить загрязнение серой, фосфором и другими элементами и сохранить химический состав сталей, а следовательно, и их свойства. Для решения этих проблем применяют флюсы, содержащие в качестве основы СаО и

CaF2, что позволяет понизить уровень водорода в зоне сваривания, уменьшить его химическую активность, усилить рафинирующее действие (очистить швы от серы и фосфора).

Для сварки сталей рассматриваемой группы рекомендуются

малоактивные (Аф = 0,3...0,1) и пассивные (Аф < 0,1) флюсы. К ним относятся флюсы АН-15, АН-15М, АВ-5 и ABSM2 входящие в шлаковую систему Ca0-CaF2-Al203-Si02.

Более сложные шлаковые системы имеют флюсы АН-45, АН - 17М и ФИМС-20П. Эти флюсы, в частности АН-17М и НФ-18М, обеспечивают снижение содержания в шве диффузионного водоро­да до 3 см /100 г, что позволяет использовать их для сварки высо­копрочных сталей, склонных к закалочно-водородным (холодным трещинам). Флюс НФ-18М применяют для сварки среднелегиро­ванных сталей типа 15ХНМФА в атомном машиностроении.

Флюсы для сварки высоколегированных коррозионно - стойких сталей. При сварке таких сталей решают две главные за­дачи: 1) сохранение коррозионной стойкости в зонах шва и терми­ческого влияния; 2) предотвращение образования горячих трещин. Решение первой задачи требует однородности швов и снижения до минимума содержание углерода, серы, фосфора, оксидов в струк­туре швов, а второй - требует сохранения ферритной фазы Fes - Противоречивость этих требований разрешают на компромиссной основе, а также дифференциацией сталей по температуре эксплуа­тации и требуемому уровню коррозионной стойкости. Применяют

пассивные флюсы на основе Са0-АІ20з-Сар2, с добавкой SiC>2 < < 10 % для улучшения отделяемое™ шлаковой корки. Однако доля

Si02 определяется тем, что весь Si02 должен быть связан в ком­плексы основными окислами.

Подавлению кремневосстановительного процесса также спо­собствует ввод во флюс оксидов железа (SPS/375, ОФ-6). Кроме СаО и CaF2 флюсы этого назначения содержат MgO, Zr02, ТЮ2, т. е. оксиды с повышенной термостойкостью, не выделяющие ки­слород по механизму диссоциации. Для сохранения в шве хрома Сг - главного элемента, обеспечивающего коррозионную стой­кость, в состав флюсов (например, ФЦ-19, ФЦ-17, F-624) вводят его оксид Сг2Оз, что по закону распределения препятствует окис­лению хрома в ванне.

Для подавления вредного влияния серы и фосфора во флюсах (например F-624) должно содержаться много МпО (8... 11%), очи­щенного от фосфора и серы. К таким флюсам относятся плавленые флюсы ОФ-6М, ОФ-6, F-624, F-402, АН-26С, АН-18, ФЦ-17, ФЦ-19. Возможно также применение керамических флюсов, изготовленных из порошков: СаО, CaF2, MgO, ферросплавов (раскислителей и ле­гирующих элементов, скрепленных жидким стеклом). К ним отно­сятся керамические флюсы SPS/375, АНК-45, ФЦК и ФЦК-С.

Флюсы для сварки никеля и его сплавов. Основные пробле­мы сварки этих сплавов связаны с их большой чувствительностью к вредным примесям серы и фосфора, растворенным газам, которые вызывают образование пор и горячих трещин. Поэтому активные плавленые флюсы непригодны для сварки никеля НП-1, НП-2 и его сплавов типа ХН77ТЮ. Положительные результаты получены при дуговой сварке под фторидным и высокоосновным флюсом АНФ-5 на базе CaF2-NaF, имеющим температуру плавления 1223... 1423 К и оказывающим модифицирующее действие натрием. Эффективен также флюс ИМЕТФ на базе CaF2-BaCl2 с добавками фторидов NaF

и SrF2. Флюс АНФ-22 позволяет легировать шов бором до 0,6 %, что предотвращает образование горячих трещин.

Возможно применение керамических флюсов ФЦК, а также ЖН-1, который легирует металл шва элементами Мп, Ті и А1 и обеспечивает его раскисление, рафинирование и модифицирование.

Флюсы для сварки меди и медных сплавов. Главное досто­инство меди - сочетание хорошей электропроводности, теплопро­водности и высокой коррозионной стойкости. Сохранение чистоты меди в швах необходимо для обеспечения указанного комплекса ее свойств.

При окислении меди образуется С112О, не растворимый в твер­дой меди, но растворимый в жидкой меди с образованием эвтекти­ки при 0,39 % О2. При кристаллизации С112О происходят следую­щие реакции:

CU2O + Н2= 2Cu + Н2О; CU2O + СО = 2Cu + СО2.

Отсюда следует, что образование паров воды и углекислого газа, которые не могут выделиться из металла диффузионным путем, может привести к образованию пор и трещин («водородная бо­лезнь» меди).

Вследствие малой химической активности меди и ряда ее спла­вов при сварке применяют следующие стандартные плавленые флюсы: ОСЦ-45, АН-348, АН-60, ФЦ-10, АН-26, АН-22, АН-20, разработанные для сварки сталей. При сварке меди под рассмот­ренными выше активными плавлеными флюсами возможно проте­кание реакций типа (FeO) + 2Cu = [С112О] + Fe. В результате этих

реакций возникают другие оксиды: MnO, Si02, AI2O3. Поэтому для сохранения в шве чистоты меди применяют низкокремнистые флю­сы АН-20 с содержанием Si02 <21 %, а также специальные флюсы для меди АНМ-1, АНМ-2 и электродную проволоку из бескисло­родной меди Ml или МБ. Для сварки листов меди большой тол­щины применяется флюс АН-26.

Если допустимо снижение электропроводности и теплопро­водности меди, то применяют бронзовую проволоку БрХ07 и др., которые обеспечивают равнопрочность металла шва с основным металлом.

Для сварки латуней (Си + Zn) применяют флюсы АН-20, АНФ-5 и МАТИ-53, ФУ-10. Для сварки меди применяют также специаль­ные керамические флюсы ЖМ-1 и К-13МВТУ. Шлаковая система флюса ЖМ-1 включает: Ca0-Si02~Al203-CaF2 с добавкой рас­кислителей: углерода и буры (Ыа2В40з • MgO). Роль углерода со­стоит в превращении окислителя СО2 в газовой среде в восстано­вительный газ СО по реакции С + СО2 = 2СО.

Флюсы для сварки титана и сплавов на его основе. Титан обладает весьма высокой химической активностью и при нагрева­нии активно взаимодействует с О2, N2, Н2, С. Основная проблема свариваемости Ті и его сплавов связана с получением пластичных сварных соединений. Потеря пластичности - результат отрицатель-ного влияния растворенных газов, примесей и структурных превра­щений, поскольку титан обладает полиморфизмом. Окисление ти­тана начинается при нагреве выше 700 К. До этой температуры он защищен оксидно-нитридной пленкой, которая имеет аналогичную структуру и прочно удерживается на поверхности. Совместное дей­ствие кислорода, углерода и азота на свойства металла шва опреде­ляют эквивалентом кислорода

[0]экв = [О] + 2[N] + 2/3[С], (10.13)

который входит в формулу для определения твердости

НВ = 40 + 310[0]экв. (10.14)

Главное требование, предъявляемое к флюсам - надежная защи­та от воздуха и загрязнений компонентами шлака. Этому требова­нию удовлетворяют бескислородные флюсы на основе фторидов и хлоридов щелочных и щелочно-земельных металлов: АНТ-1, АНТ-3 (см. табл. 10.1), а также АНТ-5 и АНТ-7 (последний применяется для сварки деталей толщиной до 40 мм при большой силе тока). Однако ударная вязкость швов при сварке под флюсом не достигает значений, получаемых при сварке в аргоне неплавящимся электро­дом. Более эффективна комбинированная флюсогазовая защита.

Флюсы для сварки алюминия и его сплавов. Плавленые флюсы для сварки алюминия состоят из хлоридов и фторидов ще­лочных и щелочно-земельных металлов. Вследствие высокой электропроводности расплавленный флюс АН-А1 и другие шунти­руют дугу, что препятствует ее устойчивому горению. Сварка ве­дется по слою флюса полуоткрытой дугой.

% Для сварки самых распространенных алюминиевых сплавов, легированных магнием, флюсы АН-А1 и УФОК-А1 непригодны, так как натрий из флюса частично восстанавливается магнием и поступает в шов, вызывая образование пор, горячих трещин и снижая пластичность металла. Для сварки этих сплавов применя­ют флюсы МАТИ-10 и 48-АФ-1 на основе ВаСІ2-КС1. Керамиче­ские флюсы для сварки алюминия (например, ЖА-64) позволяют выполнять сварку закрытой дугой. Они содержат повышенное ко­личество криолита, снижающего электропроводность расплава.

Чтобы решить дифференциальное уравнение теплопроводно­сти, необходимо задать распределение температур в начальный момент времени (начальное условие) и условия взаимодействия тела с окружающей средой на его границах (граничные условия). Начальное условие определяется …

На современном уровне развития математики аналитическое решение уравнения теплопроводности в общем виде (5.21) еще не найдено, однако при введении некоторых допущений и упрощений можно получить пригодные для практического использования ча­стные …

Сложный процесс изменения температуры точек тела с коор­динатами jc, у, z во времени t описывается дифференциальным уравнением теплопроводности. Для вывода этого уравнения необ­ходимо рассмотреть баланс теплоты в некотором элементарном объеме …

msd.com.ua

Флюсы сварочные

Рекомендуем приобрести:

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек - в наличии на складе! Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки - в наличии на складе! Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор. Доставка по всей России!

Флюс — это неметаллический материал, вводимый в зону сварки, наплавки, пайки для создания защиты ванны, восстановления окислов, разжижения и понижения температуры шлаков, а также для выполнения металлургических функций по получению шва нужного химического состава.

Для дуговой сварки и наплавки флюс обычно зернистый, порошкообразный. Такой же флюс и для электрошлаковой сварки, но с дополнительными спецсвойствами по электропроводности и т. д.

Для газовой сварки и пайки в качестве флюсов применяют пасты, порошки и газ.

Помимо основных функций, флюс при сварке обычно способствует стабилизации горения дуги и улучшению формирования шва, при пайке может уменьшать поверхностное натяжение, улучшать растекаемость припоя.

Флюс получают сплавлением составляющих его компонентов и последующим дроблением (плавленые флюсы) или механическим связыванием (склеиванием) порошкообразных компонентов с последующим измельчением (неплавленые флюсы).

По назначению флюсы разделяют на три группы: для сварки углеродистых и легированных сталей; для сварки высоколегированных сталей; для сварки цветных металлов и их сплавов. Некоторые марки флюсов, предназначенные для сварки металлов одной из этих групп, можно применять для сварки металлов и другой группы.

В зависимости от их химического состава различают флюсы высококремнистые (более 35% кремнезема), низкокремнистые (до 35% кремнезема), безмарганцевые (менее 1% марганца), марганцевые (более 1% марганца). Изготовляют также легированные флюсы, содержащие чистые легирующие металлы или ферросплавы. Флюсы для автоматической сварки выпускаются по ГОСТ 9087-81. Флюс с размером зерен от 0,25 до 1,6 мм предназначен для сварки проволокой диаметром до 3,0 мм: с размерами зерен от 0,35 до 3 мм — для сварки проволокой диаметром более 3,0 мм.

Плавленые флюсы изготовляются двух видов: стекловидные (зерна прозрачные, от светло-желтого до бурого и коричневого цвета) и пемзовидные (пористые зерна светлой окраски). Объемная масса стекловидных флюсов, от 1,3 до 1,8 кг/дм3, пемзовидных — не более 1 кг/дм3. Наиболее распространены стекловидные флюсы.

К неплавленым флюсам относятся керамические, которые используются главным образом как легирующие: они малочувствительны к ржавчине, окалине и влаге на кромках свариваемых швов; добавление керамических флюсов к стекловидным позволяет получать швы высокого качества даже при плохой очистке кромок. Назначение флюса:

• зашита расплавленного металла и зоны дуги от действия кислорода и азота воздуха;
• стабилизация горения сварочной дуги;
• легирование металла шва;
• раскисление расплавленного металла;
• формирование шва;
• уменьшение потерь тепла;
• уменьшение потерь электродного металла на угар и разбрызгивание.

Флюсы должны обеспечивать легкую отделяемость шлака и минимальное количество вредных газов и пыли, выделяющихся при сварке.

По сложившейся традиции, марки флюсов обычно указывают наименование разработчика и порядковый номер флюса. Так, флюсы, разработанные ИЭС им. Е. О. Патона, имеют сериал, обозначенный буквенными индексами «АН» (АН-348-А; АН-20; АН-22 и т. д.), что обозначает — «Академия наук» (в составе которой находится ИЭС им. Патона). Флюсы, предложенные НПО ЦНИИТМАШ. имеют сериал «ФЦ» — флюсы ЦНИИТМАШ, и т. д. Были попытки ввести индексы, в какой-то степени характеризующие состав флюсов, например, ОФ6 и ОФ10 (основной флюс), КФ16 (кислый флюс), НФ17 (нейтральный флюс). Однако эта практика до сих пор не получила широкого распространения среди разработчиков флюсов.

Плавленые флюсы получают плавлением исходных материалов (кварцевого песка, марганцевой руды, плавикового шпата каустического магнезита и др.) в электрических или пламенных печах при 1400...1500 °С. Расплавленная масса выливается тонкой струей в воду и гранулируется, приобретая вид крупки размером 0,25...3 мм. Гигроскопичные флюсы, содержащие большое количество фтористых и хлористых солей, подвергают сухой грануляции. Расплавленный флюс выливают в металлическую форму, а после остывания дробят в валках до размера 0,1...3 мм.

Для изготовления неплавленых флюсов исходные компоненты измельчают, замешивают на жидком стекле и с целью дополнительного измельчения и получения однородной массы пропускают через экструдер. После сушки и просеивания флюс готов к употреблению.

Наибольшее применение в сварочном производстве получили плавленые флюсы, к преимуществам которых относятся высокие технологические свойства (защита, формирование шва, отделимость шлаковой корки и др.) и малая стоимость.

Для электрошлаковой сварки выбирают флюсы общего назначения (АН-348А, АН-22, 48-ОФ-6, АНФ-5) и предназначенные именно для данного процесса (АН-8 и АН-25). Содержание в этих флюсах оксидов титана обеспечивает их высокую электропроводность в твердом состоянии.

Для сварки меди и ее сплавов можно использовать флюсы ОСЦ-45, АН-348А, АН-20, АН-26.

Преимущество плавленых флюсов перед керамическими — это более высокие технологически свойства (защита, формирование, отделяемость шлаковой корки и др.) и меньшая стоимость. Преимуществом керамических флюсов является возможность в более широких пределах легировать металл шва через флюс. В настоящее время промышленность применяет преимущественно плавленые флюсы.

Высококремнистыми и марганцовистыми флюсами являются флюсы ОСЦ-45 и АН-348А, шихта которых состоит из марганцевой руды (МnО), кварцевого песка (Si02) и плавикового шпата (фтористого кальция CaF2). Буква А в конце марки флюса обозначает, что грануляция крупная (для автоматической сварки), а буква Ш — мелкая грануляция, т. е. для использования при полуавтоматической сварке шланговыми полуавтоматами (они применялись на заводах до 70-х годов).

Для автоматической наплавки под флюсом служат те же флюсы, что и для сварки. Наиболее распространены плавленые флюсы АН-348А; ОСЦ-45; АН-20; АН-60; 48-ОФ-6; АН-26; AH-I5M; АН-8; АН-25; АН-22; АНФ-6 в сочетании с легированными проволоками.

Источник: Колганов Л.А. "Сварочное производство". Ростов-на-дону, 2002. -512с.Э.С. Каракозов, Р.И. Мустафаев "Справочник молодого электросварщика". -М. 1992

www.autowelding.ru

Сварочные флюсы – Осварке.Нет

Сварочные флюсы — гранулированный порошок подаваемый в зону сварки, где при плавлении выполняет функции защиты сварной ванны и дуги от воздействия воздуха, стабилизации горения сварной дуги, качественного формирования шва, легирования металла шва необходимыми компонентами и т. д. Флюсы используют для автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом, а также для электрошлаковой сварки.

Сварочные флюсы используемые для газовой сварки и сварки угольным электродом имеют немного другое предназначение. Флюсы этой классификации предназначены для удаления со шва твердых неметаллических включений и защиты от окисления кромок сварных деталей и присадки.

Классификация сварочных флюсов

Основными признаками по которым разделяют флюсы — метод производства, химический состав и целевое предназначение. В зависимости от способа производства бывают плавленные и неплавленные флюсы.

Плавленные флюсы производят путем сплавления всех его компонентов и последующего дробления на мелкие зерна необходимой грануляции. Плавленные флюсы могут быть стекловидные и пемзовидные. Первые имеют вид прозрачных зерен разных оттенков, которые получают путем заливания горячего (1200°C) жидкого флюса в бак с водой. Пемзовидные флюсы — зерна пенистого материала получаемые при вливании жидкого флюса, нагретого до температуры 1600°C, в бак с водой. Когда пары воды подымаются, создают пемзовидный флюс. Размер зерен пензовидного флюса — от 0,2 до 4 мм. При использовании таких флюсом наблюдается лучшее формирование сварного шва. Более надежной защитой зоны сварки отличаются стекловидные флюсы.

Плавленные флюсы более дешевые в производстве и обеспечивают надежное формирование шва, защиту дуги, легкое отделение шлака. Хранить флюсы необходимо в сухих местах в бумажных мешках.

Неплавленный флюс производят путем смешивания мелких гранул компонентов входящих в флюс механическим путем без сплавления. Наиболее часто используют керамические флюсы.

Керамический флюс получают при смешивании компонентов с жидким стеклом и последующим протиранием сквозь сыто или с использованием специальных грануляторов. После дробление флюсу дают просохнуть при температуре 150-200°C и прожариваю при температуре 350°C. Керамические флюсы склонны поглощать влагу, поэтому их хранят в герметичных упаковках и жесткой таре через низкую прочность гранул. Их преимуществами считаются хорошая способность к легированию металла шва, низкая чувствительность к ржавчине и окалине.

По химическому составу различают оксидные, солевые и солеоксидные флюсы. Оксидные флюсы состоят с оксидов металлов из добавлением фторидных соединений. Из используют для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Солевые флюсы состоят из фторидных и хлоридных солей металлов. Используют эти флюсы для сварки активных металлов. Солеоксидные флюсы, как можно понять, состоят из оксидов металлов и фторидов. Предназначены для сварки легированных сталей разного класса.

В зависимости от предназначения сварные флюсы делятся на несколько групп:

• для дуговой сварки углеродистых и низколегированных сталей;
• для дуговой сварки легированных сталей;
• для электрошлаковой сварки;
• для сварки цветных металлов и сплавов;
• флюсы для наплавки.

Флюсы для сварки сталей

Для сварки углеродистых и низколегированных сталей предназначены следующие марки флюсов отечественного производства: АН-348А, АН-348В, ОСЦ-45, АН-60, ФЦ-6, АНК-35, АН-20С, АН-37П и другие. Индексы стоящие после марки электрода означают: М — мелкие, С — стекловидные, П — пемзовидные.

Для дуговой сварки средне- и высоколегированных сталей используют следующие марки флюсов отечественного производства: АН-20П, АН-20С, АН-26, АВ-4, АВ-5, АН-30, ОФ-6, ОФ-10, ФЦ-17, ФЦК-С и другие.

Электрошлаковую сварку выполняют с использованием флюсов марок: АН-8, АН-22, АНФ-1, АНФ-6, АНФ-7, АНФ-14У, АН-25, С-1.

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

Для наплавки используют флюсы марко: АН-70, АН-28, АН-20П и дургие.

Флюсы для газовой сварки

Отдельно можно выделить флюсы для газовой сварки и угольным электродом, которые должны растворять оксиды и неметаллические включения в металле сварной ванны. При использовании этих флюсов легкоплавкие смеси поднимают вверх сварной ванны у шлак. Используют флюсы в виде порошков или паст. Сварка низкоуглеродистых сталей такими флюсами не выполняется из-за склонности к образованию легкоплавких оксидов железа на поверхности шва.

При помощи флюсов можно сваривать чугун, цветные металлы, высоколегированные стали. Флюсы для газовой сварки, а также для сварки угольным электродом должны выполнять следующие требования:

• флюс должен иметь температуру плавления ниже основного металла;
• флюс должен обладать достаточной жидкотекучестью;
• флюс не должен способствовать коррозии швов;
• флюс должен раскислять оксиды и превращать их в легкоплавкие соединения или удалять их со шва;
• образованный шлак должен защищать сварную ванну от воздуха;
• шлак должен хорошо отделяться от поверхности сварного соединения после сварки;
• густота флюса должна быть ниже густоты металла, чтобы шлак хорошо всплывал на поверхность и не оставался в металле.

Выбирают флюс в зависимости от вида и свойств свариваемого металла. В сварной ванне могут образовываться основные и кислотные оксиды. Если образуются основные оксиды, то используются кислые флюсы и наоборот, если кислотные — то основные флюсы. В любом случае реакция проходит по схеме:

основной оксид + кислый оксид = соль

Сварка чугуна сопровождается образованием кислых оксидов SiO2 для растворения которых вводят основные оксиды K2O Na2O. В качестве основных флюсов используют углекислый натрий Na2CO3, углекислый калий K2CO3 и буру Na2B4O7.

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

osvarke.net

Выбор флюсов и сварочных проволок для сварки углеродистых, низколегированных и высоколегированных сталей и сплавов.

Флюсы классифицируют по назначению, химическому составу, структуре, степени легирования шва, способу изготовления, зависимости вязкости шлака от температуры.

По назначению флюсы делят на три группы:

1) для сварки углеродистых и легированных сталей;

2) для сварки высоколегированных сталей;

3) для сварки цветных металлов и сплавов.

По химическому составу различают флюсы оксидные, солевые и солеоксидные (смешанные). Оксидные флюсы состоят из оксидов металлов и могут содержать до 10% фтористых соединений. Их применяют для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Солевые флюсы состоят из фтористых и хлористых солей металлов и других, не содержащих кислород химических соединений. Они используются для сварки активных металлов электрошлакового переплава. Солеоксидные флюсы состоят из фторидов и оксидов металлов, применяются для сварки легированных сталей.

По химическим свойствам оксидные флюсы подразделяют на кислые и основные, а также нейтральные. К кислым относят SiO2 и ТiO2; к основным — CaO, MgO, к химически нейтральным соединениям — фториды и хлориды.

В зависимости от содержания SiO2 различают высококремнистые, низкокремнистые и бескремнистые флюсы, а в зависимости от содержания MnO — марганцевые и безмарганцевые флюсы.

По степени легирования металла шва различают флюсы пассивные, т. е. не вступающие во взаимодействие с расплавленным металлом, активные — слабо легирующие металл шва и сильно легирующие, к которым относят большинство керамических флюсов.

По способу изготовления флюсы делят на плавленые и неплавленые (керамические).

По строению крупинок — стекловидные, пемзовидные и цементированные.

По характеру зависимости вязкости шлаков от температуры различают флюсы, образующие шлаки с различными физическими свойствами. Флюсы, у которых вязкость шлаков с понижением температуры возрастает медленно, называют длинными, а флюсы, у которых вязкость шлаков при аналогичных условиях возрастает быстро — короткими. Зависимость вязкости флюсов от температуры существенно влияет на качество формирования шва. Преимущественно находят применение флюсы с короткими шлаками (основные флюсы)

При сварке под флюсом состав флюса полностью определяет состав шлака и атмосферу дуги. Взаимодействие жидкого шлака с расплавленным металлом оказывает существенное влияние на химический состав, структуру и свойства наплавленного металла.

Применительно к углеродистым сталям качественный шов можно получить при следующем сочетании флюсов и сварочной проволоки:

1) плавленый марганцевый, высококремнистый флюс и низкоуглеродистая или марганцовистая сварочная проволока;

2) плавленый безмарганцевый, высококремнистый флюс и низкоутлеродистая марганцовистая сварочная проволока;

3) керамический флюс и низкоуглеродистая сварочная проволока.

Для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей чаще всего используют углеродистую проволоку марок Св-08 и Св-08А в сочетании с высококремнистым марганцевым флюсом марок ОСЦ-45, АН-348А, ОСЦ-45М, АН-348АМ (мелкий). Требования к этим флюсам регламентируются ГОСТ 9087 — 81.

Флюсы ОСЦ-45 и АН-348А с зерном 0,35-3,0 мм применяют для автоматической сварки сварочной проволокой диаметром 3 мм и более. Флюсы ОСЦ-45М и АН-348АМ с зерном 0,25 — 1,6 мм применяют для автоматической и механизированной сварки сварочной проволокой диаметром менее 3 мм.

Флюс ОСЦ-45 малочувствителен к ржавчине, дает весьма плотные швы, стойкие против образования горячих трещин. Существенным недостатком флюса является большое выделение вредных фтористых газов. Флюс АН-348А более чувствителен к коррозии, чем ОСЦ-45, но выделяет значительно меньше вредных фтористых газов.

Флюсы для высоколегированных сталей

Керамические флюсы.

Изготавливают так же, как и электродное покрытие.

Сухие компоненты шихты замешиваются в жидком стекле. Полученную массу измельчают путем продавливания. Потом прокаливают, просеивают для получения частиц определенного размера.Частицы сухой смеси могут быть скреплены за счет спекания. Происходит это при повышенных температурах без расплавления. Затем гранулируют до необходимого размера.

Не плавильные флюсы приготавливаются в виде механической смеси. Наиболее распространенны керамические флюсы. По составу близки к составу основного покрытия.Легирование металла флюсом достигается путем введения в их состав ферросплавов.Сочетание легирующих элементов может быть различно, а это позволяет получать практически любой состав металла шва.

Это наиболее характерная особенность керамических флюсов.

Химический состав шва также зависит от параметров сварки.

Чтобы определить, как изменились свойства шва, надо замерить твердость в различных местах.

Наиболее критичная зона – зона сплавления и околошовная зона. Керамические флюсы имеют и свои недостатки: малая прочность, вследствие чего в процессе транспортировки или эксплуатации меняют свою грануляцию.

Часто применяют для сварки высоколегированных и специальных сталей, а также для наплавочных работ.

Плавильные флюсы.

Сплавы оксидов и солей металлов. Процесс их изготовления включает следующие стадии:

1. Расчет и подготовка шихты.2. Выплавка флюса.3. Грануляция.4. Сушка, если использовалась мокрая грануляция.5. Просеивание.

Предварительно измельченные части флюса загружают в дуговые или плавильные печи. После расплавления и выдержки до окончания реакции при температуре 1400 C флюс выпускают из печи.

При сухой грануляции флюс выливается в металлические формы. После остывания отливка дробится, при этом используются валки. Размер частиц 0,1-3 мм. Затем флюсы просеивают.

Сухая грануляция применяется для гигроскопических флюсов, содержащих большое количество фтористых и хромистых солей.

Преимущество этих флюсов в том, что они могут быть использованы несколько раз.

Используют для сварки алюминиевых и титановых сплавов.

Мокрый способ грануляции: расплавленный флюс выпускается из печи достаточно тонкой струей и попадает в емкость с проточной водой. В ряде случаев используют дополнительную струю воды.Далее идет просеивание.

Получают различную грануляцию. Флюс сушат при температуре 250-300 C, а после дробят, если возникает необходимость. После этого просеивают.

Флюс представляет из себя неровные зерна светло-серого, красно-бурого и коричневого цвета.

Транспортируют в герметичной таре, полиэтиленовых мешках, бочках.

Плавильный флюс не может содержать легирующих элементов в чистом виде, так как они окисляются в процессе изготовления. Поэтому легирование происходит путем восстановления окислов флюсов.

В основу классификации флюсов по химическому составу положено содержание в нем оксидов и солей.

Различают окислительные флюсы, имеющие оксид марганца и кремния в составе.

Для получения определенных свойств флюса, в его состав вводят другие компоненты – плавиковый шпат, более прочные оксиды.

Чем больше во флюсе оксида марганца и кремния, тем сильнее он может легировать металл данными элементами, но тем больше он будет окислять этот металл.

Плавильные флюсы применяются для сварки углеродистых и низколегированных сталей.

Безокислительные флюсы практически не содержат оксидов марганца и кремния, в их состав входят фториды, используются для сварки высоколегированных сталей.Также безокислительные флюсы могут состоять из фтористых и хлоридных солей и элементов, не содержащих кислород.Используют для сварки высокоактивных металлов – алюминия и титана.

В связи с широким применением флюсов, есть ГОСТ на основные марки: ГОСТ 9087-81 «Флюсы сварочные плавильные».Регламентирует химический состав.

Различают стекловидный и пемзовидный характер зерна.Строение зерна зависит от состава расплава флюса, степени его перегрева.В зависимости от этого, флюс может получаться плотным, прозрачным, пористым, рыхлым.Следует учитывать, что пемзовидный флюс при том же химическом составе, имеет в полтора-два раза меньший вес, чем стекловидный.

Данные флюсы хуже защищают металл от воздействия воздуха, но обеспечивают хорошее формирование шва при больших плотностях тока и скоростях сварки.

Буквы в обозначениях флюсов:М – мелкийС – стекловидныйП – пемзовидныйСП – смешанный

cyberpedia.su

• 
  Немагнитная сталь нержавеющая
• 
  Какой из признаков может характеризовать кипящую сталь
• 
  Сталистая проволока 5 мм
• 
  Малоуглеродистые стали
• 
  Покраска стали рулонной
• 
  Цвет сталь нержавеющая
• 
  Тонкостенные трубы из нержавеющей стали
• 
  Способы закалки стали
• 
  Минимальный радиус изгиба троса стального
• 
  Вес нержавеющей стали листовой
• 
  Гост 3282 74 проволока стальная