Для снижения активности разогретых сталей и цветмета во время высокотемпературного воздействия применяется флюс сварочный. Выпускается композиционный материал в порошковой, гранулированной или пастообразной модификации. Цвет зависит от химсостава: белый, грязно-зеленый или оттенков коричневого. Некоторые изолирующие компоненты реагируют со сплавами, легируют диффузионный слой.
Используются многокомпонентные флюсы при всех способах сварки, если необходимо:
- создание изоляции, уберегающей от окисления, насыщения содержимого ванны водородом, азотом (возрастает риск охрупчивания);
- стабильное горение дуги (улучшается токопроводимость);
- исключить нежелательные сварочные примеси, увеличивающие риск образования трещин, других дефектов, ухудшающих прочностные характеристики металлоизделий;
- уменьшить разбрызгивание, образование искр.
Подача неметаллических композиций, улучшающих качество соединений, оберегающих от контакта с воздухом в процессе нагрева, дозированная. предусмотрена в область, прошиваемую электродугой. Некоторые марки содержат элементы, легирующие шов.
Принцип работы сварочных флюсов
Композиционные защиты при нагреве электродугой вступают во взаимодействие с расплавленными металлами с образованием характерной шлаковой пленки или газового пузыря – так называют образуемое скопление выделяемых паров. Увеличивают временной интервал кристаллизации, шов получается качественнее, кристаллизуется без внутренних дефектов.
Флюс для сварки – это неметаллические минеральные вещества, увеличивающие концентрацию тепла в месте дуги при дуговой электросварке, при газовой выполняют аналогичную функцию. Выпускаются в гранулированном, пастообразном или порошковом состоянии. Важная характеристика – активность, измеряется в долях единицы. Группируют пассивные, малоактивные, активные и высокоактивные композиции, подбирают их в зависимости от марки ферросплава, условий сварочного процесса, для каждой производственной ситуации индивидуально, учитывается толщина свариваемых частей.
Как достигается функциональность:
- Изоляция создается разложением составляющих:
с выделением газообразных химэлементов, формируется облако-пузырь;
с созданием рыхлой структуры, покрывающим зеркало ванны.
По специальным таблицам определяют вес расходников, физическая форма значения не имеет.
- Стабилизация сварочной дуги объясняется увеличением электропроводности промежутка между электродом и заготовкой. Усиливается плотность прогревающего разряда, скорость термодинамики увеличивается.
- Воздействие легирующих присадок основано на способности Si и Mn при высокой температуре обогащать ферросталь, благодаря этому усиливается сопротивляемость шовного валика, возрастает прочность на разрыв.
- Флюсы влияют на степень пластичности шва, регулируют межфазное натяжение. Формируется равномерная кристаллическая решетка. Различают расходники:
«длинные», сохраняющие вязкость длительное время, защищают детали от остывания;
«короткие, которые быстро остывают, переходят в твердую фазу.
Остатки легко удаляются с заготовки, могут использоваться без ограничений, сохраняют свои свойства, если не подвергались термовоздействию.
https://youtu.be/T9oPEN8Hlvg
Классификация
Сварочные флюсы группируют по нескольким признакам, оценивается фазовая структура, химсостав и другие важные свойства химсоединений. Виды объединяют в группы, предназначенные для какого-то одного состава металла, маркируют соответствующим образом. Главный критерий маркировки – базовая основа.
Технологии с использованием флюсов соответствуют нормам стандарта. Например, ГОСТ 8713-89 регламентирует электросварку:
- железоникелевых деталей;
- заготовок на никелевой основе;
- металлоизделий и металлоконструкций из сталей.
Основные критерии группировки сварочных защитных смесей стоит рассмотреть подробнее.
По физическому состоянию
Получаемый порошок для удобства формируют в форме:
- цементированных или стекловидных зерен (для дуговой сварки чаще используют стеклогранулы, обладающие большой насыпной массой);
- пемзообразные – легкие, пористые, овальной или округлой формы, насыпаются плотным слоем;
- газообразные состоят из фтористых и хлористых солей, моментально распадающихся при нагревании с выделением газа;
- пасты формируются на основе органических или водных растворов, сделаны для удобства пользования, когда нужно наносить равномерный слой на вертикальные, наклонные поверхности.
Обратите внимание!
При выборе химсостава учитывают условия работы, факторы риска, которые минимизируются применением защитных смесей.
По химическому составу
Классификация сварочных порошков схожа с группировкой плавящихся электродов. Неплавящийся сварочный флюс востребован при соединении цветнины.
Порошки градируются по содержанию двуокиси кремния или заменителя – плавикового шпата:
- В низкокремнистых много марганца, связывающего кислород в рабочей зоне. Кремний снижает риск пористости, угнетает процесс окисления.
- В кремнистых концентрация основного компонента колеблется от 35 до 80%.
- Бескислородные – солевые, универсальные.
Источники Mn, Mg – марганцевые руды, каустический магнезит.
Теперь о взаимодействии флюсов со сплавами:
- Пассивные не влияют на диффузный слой и шовный валик.
- Слаболегирующие насыщают марганцем, кремнием, другими упрочняющими молекулами повышающими показатель ударной вязкости.
Солевые флюсы содержат хлор, фтор, кальций, натрий, барий. Оксидные – металлические окислы и галогениды. Технологи предупреждают, что увлекаться универсальными флюсами чревато. Швы не приобретут устойчивость к изгибающим и вибрационным нагрузкам.
По способу изготовления
Флюсы в больших объемах производят несколькими способами:
- Плавленые получают в электропечах. Компоненты расплавляют до аморфного состояния, затем остужают. Полученные листы или комки измельчают, просеивают через фракционные сетки. Мелкодисперсные обычно серого цвета.
- Неплавленные представляют собой механически перемешанные вещества. Минус – фракционное и химическое деление пороков при транспортировке и подаче.
- Керамические скрепляются жидким стеклом или спекаются без расплавления. Сформированные комки дополнительно разбиваются до нужного размера после остывания. Особенность – сохранность легирующих элементов в несвязанном виде.
Нередко при производстве гранул смешивают различные виды сварных флюсов.
По назначению
Для низкоуглеродистых сталей применяют оксидные смеси с содержанием:
- кремниевых компонентов от 5 до 35%;
- марганцовистых от 1 до 30%.
При выборе сварочного флюса учитывают химический состав используемой присадочной проволоки. Чем больше Mg в сухих сварочных защитах, тем меньше должно быть легирующих металлических примесей в проволоке.
Для активных низколегированных сталей нужны флюсы с содержанием галогенов щелочных и щелочноземельных металлов. Должны присутствовать хлориды, фториды элементов I и II групп периодической таблицы Менделеева.
Для высоколегированных сталей пользуются оксидами и солями. Суммарно рекомендованная доля компонентов для сварочного флюса:
- с двуокисью кремния – до 15%;
- марганцем – от 1 до 9%;
- фтором – до 30%.
Флюсы, создающие облако, применяют для:
- тонколистовой стали;
- алюминия;
- другого цветмета;
- литья из пористого чугуна;
- инструментальных ферроплавов с высоким порогом текучести.
Насыпают флюсовые композиции в соответствии со сварочной технологией, регламентированной стандартом для данного вида сварки. Возможные варианты расположения флюса:
- закрывают только свариваемые кромки;
- защищают сварочную ванну полностью, пока идет разогрев;
- присыпают подаваемую присадочную проволоку.
Некоторые группы взаимозаменяемые, другие – узкоспециальные.
Флюсы для газовой сварки
Порошки в рабочую зону подаются дозаторами или расходомерами. Желательно следить, чтобы защищающий слой не раздувался горелкой. Пасты намазывают вручную, закрывают кромочную область, зону термического влияния.
Для сварки:
- медных сплавов (меди, латуни, различных бронз) применяют кислые флюсы, содержащие борную кислоту или другие соединяя с бором;
- алюминиевых сплавов – с фторидами щелочных металлов;
- чугуна – смеси с Na, К.
При соединении углеродистых заготовок флюсы не нужны.
Флюсы для автоматической сварки
Чаще для автоматов применяют:
- окисляющие, слабоокислительные, безокислительные флюсы категории АН (разработка Академии наук);
- керамические класса К или KBC.
Грануляты применяют по типу сплавов, расход указывается в технологических картах. Сухие защиты при сварке в нижнем пространственном положении наносят на поверхность металла. Рекомендованная толщина слоя – от 40 до 80 мм, ширина от 50 до 100 мм. Сварка осуществляется в нижнем пространственном положении.
