ГЛАВА II. СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Назад: 5.3. Смеси газов: состав, назначение и области применения

6. Флюсы плавленые и керамические

6.1. Классификация флюсов

См. слайд 16.

Сварочными флюсами называют специально приготовленные неметаллические гранулированные порошки. Они разделяются на отдельные группы по способу изготовления, по химическому составу, по основности, химической активности, назначению, строению и размеру зерен.

Классификация по способу изготовления. В зависимости от способа изготовления флюсы подразделяются на плавленые, керамические и плавлено-керамические.

Керамические флюсы производят в виде крупки, получаемой при смешивании шихты определенного состава с помощью жидкого стекла, с последующей грануляцией и прокалкой. Некоторые марки керамических флюсов получают без добавок жидкого стекла за счет спекания.

Указанные флюсы применяют преимущественно при наплавке, поскольку они позволяют легировать наплавляемый металл в широких пределах. Для этой цели во флюсы вводят металлические порошки (алюминий, никель) и ферросплавы (ферромарганец, ферросилиций, ферротитан и др.). Керамические флюсы при сварке применяют реже, в больших объемах их используют для этой цели в зарубежной практике.

Плавленые флюсы получают плавлением компонентов шихты в электрических или пламенных печах с последующей грануляцией расплава мокрым способом в воде, сухим дроблением застывшего шлака и распылением жидкой струи расплава воздушным потоком. Плавленые флюсы ферросплавов не содержат.

Плавлено-керамические флюсы включают два метода изготовления с целью повышения сварочно-технологических свойств флюса. В частности, использование плавленого флюса в качестве шлакообразующей основы керамического флюса позволяет улучшить технологические свойства последнего в формировании наплавленного металла, уменьшения газовыделений, стабильности горения дуги, отделимости шлаковой корки и т. п., поскольку керамические флюсы по сравнению с плавлеными обычно обладают худшими сварочно-технологическими свойствами.

Классификация по химическому составу. В зависимости от химического состава шлаковой основы сварочные флюсы подразделяют на три группы: оксидные, солевые и солеоксидные. Оксидные флюсы состоят из оксидов металлов и могут содержать до 10 % фтористых соединений. Их преимущественно применяют для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Флюсы солевой группы состоят из фтористых и хлористых солей металлов, а также из других, не содержащих кислород химических соединений. Их применяют для сварки активных металлов, таких, как алюминий, титан и др., а также в электрошлаковой технологии.

Флюсы солеоксидной группы состоят из фторидов и оксидов металлов. Это группа флюсов наиболее широко применяется при сварке и наплавке средне- и высоколегированных сталей и сплавов.

Оксидные флюсы построены преимущественно на базе шлаковой системы МпО – SiO₂, хотя имеются оксидные флюсы на базе других шлаковых систем. Наиболее распространено деление флюсов по содержанию в них оксидов кремния и марганца: по содержанию кремнезема - безкремнистые (количество SiO₂ в виде примеси до 5 %), низкокремнистые (6…35 % SiO₂) и высококремнистые (более 35 % SiO₂); по содержанию марганца - безмарганцевые (количество МпО в виде примеси до 1 %), низкомарганцевые (до 10 % МпО), среднемарганцевые (15…30 % МпО) и высокомарганцевые (более 30 % МпО).

Классификация по основности. Химическое воздействие расплавленного флюса-шлака на металл шва в значительной степени определяется соотношением в его составе кислых, основных и амфотерных оксидов. К основным оксидам относят, например, СаО, МgО, МпО, FеО, к кислым SiO₂, ТiO₂, ZгO₂. Оксиды алюминия (Аl₂O₃) и железа (Fe₂Оз) имеют амфотерный характер. Если в составе флюса содержится много кислых оксидов, то Аl₂Оз и Fe₂Оз ведут себя как основные оксиды; если во флюсе большая часть основные оксиды – то как кислые.

Классификация по химической активности. Методы оценки химической (окислительной) активности флюсов-шлаков можно условно разделить на две группы. Первая - это универсальные методы, пригодные для оценки металлургических характеристик защитной среды при всех способах сварки плавлением. Это, как правило, наиболее общие и наименее точные методы. Вторая группа - это специальные методы оценки, учитывающие специфические особенности процесса сварки под флюсом.

Универсальные методы оценки химической активности сварочных флюсов основаны на оценке изменений химического состава наплавленного металла под воздействием защитной среды (флюса).

Классификация по назначению. Современные флюсы в зависимости от их назначения и преимущественного применения разделяют на флюсы, предназначенные для дуговой механизированной сварки и наплавки, электрошлаковой сварки и пайки. Это разделение в некоторой степени условно, так как флюсы, применяемые для дуговой сварки, можно, например, использовать и при электрошлаковой сварке, а флюсы, преимущественно используемые для сварки и наплавки металлов и сплавов одной группы, могут быть с успехом использованы для сварки и наплавки металлов другой группы. Вместе с тем флюсы, предназначенные для сварки одних цветных металлов или легированных сталей, могут оказаться совершение непригодными для сварки или наплавки других цветных металлов или некоторых легированных сталей.

Различают флюсы общего назначения и специальные. Флюсы общего назначения предназначены для механизированной дуговой сварки и наплавки углеродистых и низколегированных сталей низкоуглеродистой или низколегированной проволокой, специальные флюсы – для отдельных видов сварки, например, электрошлаковой или для сварки высоколегированных сталей.

По сложившейся в отечественной практике традиции марка флюса обычно указывает наименование разработчика и порядковый номер флюса. Так, флюсы, разработанные ИЭС им. Е. О. Патона, имеют серию, обозначенную буквенными индексами «АН» (АН-348А, АН-20, АН-22 и др.), что означает – «Академия Наук». Флюсы, предложенные НПО ЦНИИТМАШ, имеют сериал «ФЦ» - «флюс ЦНИИТМАШ» и т. д. Наряду с этим были попытки ввести индексы, в какой-то степени характеризующие состав флюса, например, ОФ-6 и ОФ-10 (основной флюс), КФ-16 (кислый флюс), НФ-17 (нейтральный флюс). Однако эта практика до сих нор не получила широкого распространения среди разработчиков флюсов.

Классификация флюсов по внешним характеристикам зерен. По строению частиц (крупки) плавленые флюсы подразделяют на стекловидные, пемзовидные и кристаллические. Стекловидный флюс представляет собой прозрачные зерна различных оттенков (коричневого, зеленого, синего, черного и белого цветов).

Пемзовидный флюс имеет зерна пенистого материала, а кристаллический флюс характеризуется кристаллическим строением зерен. Окраска этих флюсов может быть также самой разнообразной. Объемная масса пемзовидных флюсов составляет 0,6…1 кг/дм³, стекловидных и кристаллических 1.4…1.8 кг/дм³.

Согласно ГОСТ 9087 флюс поставляется с размером зерен 0,25…4,0 мм, причем для механизированной дуговой сварки предназначен флюс с размером зерен 0,25…1,6 мм, для автоматической дуговой - с размером зерен 0,25…2,5 и 0,35…4.0 мм.

Далее: 6.2. Состав, марки и обозначение флюсов