 Сварочные флюсы Сварочные флюсы
Большинство металлов и сплавов при сварке взаимодействуют с окружающей атмосферой. Особенно реагирует расплавленный металл. Менее подвержены этому закристаллизовавшийся металл шва и металл в зоне термического влияния. В результате взаимодействия с окружающей средой происходит окисление металла, а также растворение в нем азота и водорода. Это приводит в большинстве случаев к ухудшению свойств металла шва и сварных соединений. Поэтому при сварке необходима защита металла сварочной ванны от контакта с воздухом. Применяется шлаковая, газовая и комбинированная защита.
Особенность шлаковой защиты заключается в возможности металлургической обработки расплавленного металла. Для этого применяют специальные сварочные флюсы, образующие при расплавлении шлаки с определенными физико-химическими свойствами. Такие флюсы используют при автоматической и механизированной дуговой и электрошлаковой сварке и наплавке. Шлаки условно можно разделить на две группы: активные и пассивные. Активные шлаки наряду с защитой осуществляют и металлургическую обработку (раскисление, связывание серы и фосфора, легирование). Пассивные шлаки осуществляют в основном защитные функции. Кроме того, шлаки должны обеспечивать хорошее формирование шва, надлежащий химический состав металла, отсутствие пор и трещин, устойчивость процесса сварки, легкую отделяемость шлаковой корки от поверхности шва. Для сварки сталей используют шлаки различных систем. В большинстве из них в качестве обязательной составляющей, оказывающей влияние на физические свойства шлака, входит фтористый кальций CaF2. Наибольшее распространение получили шлаки, содержащие МnО, FeO, CaO, MgO, А12О3 и др. Соотношение оксидов в шлаках для сварки различных сталей изменяется. Уменьшение в шлаках концентрации активных оксидов (FeO, МnО, Si02) и повышение в них содержания прочных оксидов (CaO, MgO, А1203) приводят к снижению окислительной способности системы по отношению к большинству легирующих элементов в сварочной ванне.
По способу изготовления флюсы разделяют на плавленые и неплавленые. Плавленый флюс получают сплавлением его составляющих. Сплавленную массу после охлаждения подвергают дроблению на зерна требуемого размера. Неплавленые флюсы представляют собой механическую смесь порошкообразных материалов, замешанную на определенном связующем, например жидком стекле, прокаленную и гранулированную в зерна определенных размеров. Преимуществом плавленых флюсов являются высокие технологические свойства (защита, формирование, отделимость шлаковой корки и др.) и малая стоимость. Преимуществом неплавленых флюсов является возможность в более широких пределах легирования металла шва через флюс.
В настоящее время в промышленности преимущественно применяют плавленые флюсы. Плавленые флюсы для сталей различают по содержанию в них оксидов кремния - высококремнистые (до 40-50% Si02), низкокремнистые (до 35% Si02) и бескремнистые; по содержанию оксида марганца - высокомарганцовистые (более 30% МnО), среднемарганцовистые (от 15 до 30% МnО) и низкомарганцовистые. Низкокремнистые флюсы применяют обычно для сварки легированных сталей. Для сварки низкоуглеродистых сталей применяют преимущественно высококремнистые марганцовистые флюсы в сочетании с низкоуглеродистой сварочной проволокой. Для сварки высоколегированных сталей с большим содержанием таких легкоокисляющихся элементов, как С, Mo, Ti, А1 и др., применяют бескремнистые флюсы на основе соединений СаО, CaF2, А1203 и бескислородные фтористые флюсы на основе CaF2, NaF и др. Для сварки алюминия, магния, титана и их сплавов используют флюсы, образующие бескислородные шлаковые системы. Для титана - на основе CaF2 с небольшими добавками хлоридов; для алюминия - на основе хлористых (NaCl, КС1,LiС1) солей с добавками фторидов (NaF, KF, LiF и др.), для магниевых сплавов - на основе фторидных соединений (KF, NaF, BaF2 и др.). Для сварки меди и медных сплавов применяют флюсы, образующие шлаковые системы, основу которых составляют бораты: бура Na2B4O7 · 10Н2О и борная кислота Н3ВO3. В другие шлаковые системы эти соединения вводят в виде добавок.
Для изготовления флюсов используют исходные материалы (руды, кварцевый песок, рутил, каолин, мрамор, фтористые и хлористые соли и другие компоненты). Компоненты должны быть недорогими и чистыми от вредных примесей (серы, фосфора и др.). Особенно высокая чистота требуется для флюсов, используемых при сварке титана и его сплавов и других активных материалов.
Несмотря на большое количество флюсов, используемых при сварке и наплавке различных металлов, общий стандарт на них пока не разработан. Имеющийся ГОСТ 9087-81 регламентирует требования к плавленым флюсам для сварки сталей. По этому стандарту выпускается 21 марка плавленых флюсов. Наиболее распространенными являются флюсы марок АН-348А, ОСЦ-45, АН-20, АН-26, АН-15М и др.
|
