Зварювальні матеріали

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ...

"Зварювальний флюс - матеріал, який використовують під час зварювання для хімічного очищення з'єднуваних поверхонь, захисту розплавленого металу від навколишнього середовища та поліпшення якості шва" (ДСТУ 3761.3-98). Крім виконання основних функцій, флюс при зварюванні сприяє стабільному горінню дуги та покращує формування шва [11].
...
Серед різних існуючих способів механізованого зварювання із застосуванням флюсу найбільш поширеним є електродугове зварювання під шаром флюсу. Схема цього процесу представлена на рис. 4.1 [12]. Зварювальна дуга 2 горить між виробом 1 та кінцем зварювального дроту 3. В міру розплавлення дроту останній автоматично подається в зону зварювання. Дуга закрита шаром флюсу 4. Зварювальний дріт переміщується в напрямку зварювання за допомогою спеціального механізму (автоматичне зварювання) або самим зварником (механізоване зварювання). Під впливом тепла дуги основний метал та флюс плавляться. Рідкий шлак утворює навколо зони зварювання еластичну плівку 5, яка ізолює цю зону від доступу повітря. Краплі розплавленого металу зварювального дроту переходять через дуговий проміжок у зварювальну ванну б, де змішуються з розплавленим основним металом. В міру переміщення дуги вперед метал зварювальної ванни охолоджується та кристалізується, формуючи шов 8. Шлак залишається рідким ще деякий час, захищає метал. Потім шлак твердіє, утворюючи на поверхні шва шлакову кірку 7.
...
Роль флюсу-шлаку при зварюванні та наплавленні дуже велика. Його складом визначається атмосфера дуги, від якої залежить стабільність її горіння, стійкість швів проти пороутворення, об'єм та співвідношення шкідливих газів. Від шлаку залежить і стабільність електрошлакового процесу. Взаємодія розплавленого шлаку з металом зварювальної ванни істотно впливає на хімічний склад металу шва, його структуру, стійкість проти утворення кристалізаційних (гарячих) тріщин та інших дефектів [18].
...
До найважливіших функцій шлаку, що мають значення при усіх видах зварювання плавленням, належать такі [12]: забезпечення стабільності процесу зварювання; якісне формування шва;
...
Склад флюсу повинен забезпечувати легке відокремлення шлакової кірки від поверхні металу та санітарно-гігієнічні умови зварювання. У процесі зварювання виділення шкідливих речовин повинне бути мінімальним. Крім цих загальних функцій є і специфічні для кожного виду зварювання.
...
"Керамічний зварювальний флюс - флюс, який одержують у результаті змішування порошкових матеріалів із в'яжучою речовиною, грануляції та подальшого термічного оброблення" (ДСТУ 3761.3-98). Деякі марки
...
Такі флюси застосовують переважно при наплавленні, оскільки вони дозволяють легувати наплавлений метал у широких межах концентрацій. Для цього у флюси вводять металеві порошки та феросплави.
...
"Плавлений зварювальний флюс - флюс, який одержують сплавленням його складових частин та подальшою грануляцією після кристалізації або безпосередньо із розплаву" (ДСТУ 3761.3-98). Компоненти шихти флюсів розплавляють в електричних або полуменевих печах з наступною грануляцією розплаву мокрим способом у воді, сухим подрібненням застиглого шлаку або розпиленням рідкого струменю розплаву повітряним потоком.
...
Плавлено-керамічні флюси в якості основи порошкової шихти містять плавлені флюси. Виготовлення флюсів іде за технологією виробництва керамічних флюсів. Сумісне використання обох методів дозволяє підвищити зварювально-технологічні властивості флюсу [23].
...
За призначенням розрізняють флюси загального призначення та спеціальні. Флюси загального призначення використовують для механізованого дугового зварювання та наплавлення вуглецевих і низьколегованих сталей аналогічним за хімічним складом дротом; спеціальні флюси - для окремих видів зварювання (наплавлення), наприклад, електрошлакового або зварювання високолегованих сталей.
...
За традицією у вітчизняній практиці марка флюсу вказує найменування розробника і його порядковий номер. Так, флюси, розроблені ІЕЗ ім. Є.О. Патона HAH України, мають позначення літерами "АН" (АН-348А, АН-20; АН-22 та ін.), що означає - "Академія Наук". Флюси, запропоновані НВО "ЦНИИТмаш", мають позначення літерами "ФЦ" -"флюс ЦНИИТмаш" і т. п. Поряд з цим були спроби ввести індекси, які у певній мірі характеризують склад флюсу, наприклад, ОФ-6 і ОФ-10 (основний флюс), КФ-16 (кислий флюс), НФ-17 (нейтральний флюс). Однак
...
Класифікація флюсів за хімічним складом. Залежно від хімічного складу шлакової основи зварювальні флюси поділяють на три групи: оксидні, сольові та солеоксидні.
...
Оксидні флюси переважно складаються з оксидів металів і можуть містити до 10 % фтористих з'єднань. їх переважно використовують для зварювання вуглецевих та низьколегованих сталей.
...
Флюси сольової групи утримують фтористі та хлористі солі металів, а також інші безкисневі хімічні сполуки. їх застосовують для зварювання активних металів, таких як алюміній, титан та ін., а також в електрошлаковій технології.
...
Флюси солеоксидної групи містять фториди та оксиди металів. Ця група флюсів найбільш відповідає вимогам при зварюванні та наплавленні середньо- та високолегованих сталей і сплавів.
...
Оксидні флюси побудовані переважно на базі шлакової системи МпО-БіОг, хоча є оксидні флюси на базі інших шлакових систем. Найбільш поширений розподіл флюсів за вмістом в них оксидів кремнію та мангану такий:
...
за вмістом кремнезему - безкремнієвий (кількість БіОг у вигляді домішки до 5%), низькокремнієвий (6.. .35 % БіОг) та висококремнієвий (більше 35 % Si02);
...
за вмістом мангану - безмангановий (кількість МпО у вигляді домішки до 1 %), низькомангановий (до 10 % МпО), середньомангановий (15.. .30 % МпО) та високомангановий (більше 30 % МпО).
...
За хімічним складом, відповідно до документа Міжнародного інституту зварювання (International Institute of Welding - IIW) [26], зварювальні флюси розподілені на шість груп, а згідно з класифікацією ISO [2] пропонується п'ять типів флюсів (табл. 4.1).
...
Класифікація зварювальних флюсів за вмістом основних складових_
...
Флюси вважаються кислими при В < 1, основними - при В > 1 і нейтральними - при В = 1. Класифікація флюсів-шлаків за ступенем основності або кислотності певною мірою формальна, оскільки розраховані коефіцієнти (В) дають дуже приблизну оцінку властивостей флюсу. Фізичний зміст поняття основності флюсу-шлаку визначається активністю іона кисню. Чим вища активність іона кисню О2 , тим вища основність флюсу.
...
Існує велика кількість формул для визначення основності флюсів і шлаків, за допомогою яких у тій або іншій мірі можна врахувати можливість утворення різних комплексних з'єднань. За даними Ю. Зеке запропоновано до 34 формул. Серед цієї групи найбільш поширена формула, прийнята П\У [18]:
...
в_ 0,01СаО+0,015МдО+0,006СаР2 + 0,014(Ка2О + К2О) + 0,007(МпО+РеО) . . 0,0178іО2 +0,005(А12О3+ТіО2
...
ленням. Це, як правило, найбільш загальні та найменш точні методи. Друга група - це спеціальні методи оцінки, що враховують специфічні особливості процесу зварювання під флюсом.
...
Універсальні методи оцінки хімічної активності зварювальних флюсів базуються на оцінці змін хімічного складу наплавленого металу під впливом захисного середовища (флюсу).
...
При оцінці хімічної активності флюсів за підсумковою окисною здатністю його складових оксидів використовують підсумкову кількість кисню, що бере участь у хімічних реакціях на міжфазній границі "метал-шлак". Відносну хімічну активність флюсу можна визначити відповідним коефіцієнтом:
...
Кореляційну залежність вмісту кисню в наплавленому металі від коефіцієнта відносної хімічної активності флюсу, встановлену на основі експериментальних даних, представлено на рис. 4.3 [20].
...
Рис. 4.3. Вміст кисню [О] в наплавленому металі залежно від коефіцієнта відносної хімічної активності флюсу Аф при зварюванні вуглецевих і низьколегованих сталей
...
Отриманий коефіцієнт кореляції (г = 0,96) досить високий, що вказує на наявність тісного кореляційного зв'язку розглянутих величин, а експериментальні точки добре збігаються з теоретичною прямою. Залежно від режиму зварювання кут нахилу прямої до осі абсцис буде змінюватися. При використанні обмежених зварювальних струмів і підвищених напружень на дузі він буде більшим, а на форсованих режимах - меншим. Коефіцієнт відносної хімічної активності флюсу Аф досить повно характеризує окисну здатність флюсів. Змінюючись від 0 до 1, він дає можливість розташувати по спадній лінії плавлені флюси, які застосовують в промисловості. Виходячи з їхньої хімічної активності, можна легко орієнтуватися при виборі флюсу для зварювання тієї або іншої сталі. Відповідно до цього плавлені флюси, які містять оксиди кремнію та мангану, поділяють на наступні чотири групи: високоактивні (Аф > 0,6); активні (Аф = 0,6...0,3); малоактивні (Аф = 0,3...0,1) та пасивні (Аф < 0,1).
...
За металургійними властивостями відповідно до стандарту ISO 14171 усі флюси, незалежно від складу, поділяються на дев'ять класів [2].
...
Класи № 1-4 являють собою групу флюсів, при зварюванні й наплавленні під якими відбувається вигорання легуючих елементів від 0,7 (№ 1) до 0,1...0,3 (№ 4) % мас. Флюси класу № 5 відносяться до нейтральних, що не забезпечують приріст легуючого елемента (0...0,1)% мас, класи № 6-9 дають приріст легуючого елемента в наплавленому металі від 0,1...0,3 (№ 6) до 0,7 (№ 9) % мас.
...
Окисну або легуючу здатність флюсів оцінюють для кожного класу окремо. Для флюсів класу № 1 розглядається перехід тільки кремнію та мангану із флюсу до металу шва (у наведеній послідовності), № 2 - перехід елементів, відмінних від кремнію та мангану, наприклад хрому і т. п. Стандарт передбачає можливість альтернативної оцінки металургійних властивостей флюсу, що наводиться в супровідних документах на партію флюсу. Повідомляється порядок виготовлення зразків для експериментального визначення переходу елементів у метал шва, а також технологія наплавлення дослідних валиків.
...
За зовнішньою характеристикою зерен плавлені флюси класифікують на кристалічні, скло- та пемзоподібні. Склоподібний флюс являє собою суміш прозорих зерен різних відтінків кольорів (коричневого, зеленого, синього, чорного та білого). Пемзоподібний флюс має зерна схожі на пінистий матеріал, а кристалічний флюс характеризується кристалічною будовою зерен. Забарвлення таких флюсів може бути також найрізноманітнішим.
...
Класифікація флюсів за технологічними властивостями на теперішній час відсутня, однак до найбільш важливих технологічних властивостей зварювальних флюсів відносять такі [22]:
...
За родом використання зварювального струму флюси поділяють на дві групи: категорія БС (постійний струм) та категорія АС (змінний та постійний струми).
...
Процес виготовлення плавлених флюсів являє собою складний комплекс технологічних операцій в наступній послідовності [11]: вхідний контроль якості сировини; підготовка сировини (сушіння, подрібнення); завантаження шихти у піч та виплавка флюсу; випуск флюсу із печі та його грануляція; сушіння флюсу;
...
В якості сировини для виготовлення зварювальних флюсів використовують різноманітні руди та продукти їх збагачення - концентрати. Якість сировини має вирішальне значення (див. п. 2.3).
...
Сировина повинна мати сертифікат якості та відповідати вимогам відповідного ГОСТ або ТУ. Незалежно від наявності сертифіката вона підлягає суворому вхідному контролю: перевіряється візуально зовнішній вигляд та відбирається проба на хімічний аналіз. При позитивному результаті сировину відправляють на склад. В процесі зберігання сировина не повинна забруднюватися та насичуватися вологою.
...
Основними технологічними операціями при виготовленні плавлених флюсів є виплавлення флюсу та його грануляція. Найбільш поширені наступні способи:
...
виплавлення флюсів у газополуменевих печах. Як пальне використовують природний або коксовий газ. Грануляцію завжди здійснюють мокрим способом (виливанням розплаву в басейн з водою), що дає можливість одержувати флюс як склоподібної, так і пемзоподібної будови;
...
виплавлення флюсів в електропечах. Грануляцію флюсу виконують мокрим або сухим способом (виливанням розплаву флюсу в металеву єм-
...
ність або розпиленням розплаву газовим струменем). При сухому способі грануляції забезпечується одержання у флюсі, а отже і в металі шва, значно меншого вмісту водню, ніж при мокрому.
...
Процес виготовлення флюсів у газополуменевих печах неперервний. Піч опалюється природним або коксовим газом. Схематичне зображення печі наведено на рис. 4.4 [12].
...
Газ та повітря подаються каналами 3 та ¥ в камеру пальника печі 2, де вони змішуються. Повітря спочатку проходить крізь регенератор, в якому нагрівається теплом насадки, що підвищує температуру полум'я. Піч має два пальника. Кожні півгодини автоматично змінюється напрям руху пального та димових газів, що підвищує ефективність роботи печі. Піч має завантажувальне вікно 1 для завантаження печі та зливний отвір 5 для виливання флюсу. Стіни та стелю печі звичайно виготовлюють із динасу та хромомагнезиту.
...
В полуменевому просторі печі підтримується температура 1450 ± 20 °С та відновлювальна газова атмосфера. Полум'я повинне стелитися по всій поверхні шихти та флюсомасі. Фізико-хімічні процеси при плавлені флюсу умовно поділяють на три стадії:
...
силікатоутворення. Випаровується більшість газоподібних складових шихти й остання спікається. Температура до 1100... 1400 °С;
...
флюсоутворення. Починається з плавлення шихти і закінчується утворенням розчину, в якому відсутні частки, що не прореагували. Температура до 1350... 1400 °С;
...
Другий спосіб плавлення флюсів - в електропечах. Використовують трифазні електричні печі, які живляться від пічного трансформатора відповідної потужності. Пічні електроди виготовляють з графіту або вугілля (див. п. 2.14). Піч починає роботу в дуговому режимі, а основне плавлення йде в режимі електроопору. Режим плавлення автоматично регулюється зміною глибини занурення електродів. В електричній печі можлива дефосфорація розплаву за рахунок перерозподілу фосфору між супутнім металом та шлаком. В газополуменевій печі можна здійснити лише часткове вилучення сірки за рахунок окиснення.
...
В цілому, флюс, отриманий в газополуменевих печах, хімічно більш однорідний та значно дешевший. Однак, в технологічному плані електричні печі кращі від газополуменевих. Вони дозволяють виготовляти флюси практично будь-якого складу.
...
Грануляцію флюсу здійснюють переважно мокрим способом, іноді сухим. При мокрому способі грануляції розплав флюсу виливають в басейн з водою, при цьому він охолоджується, твердіє та розтріскується на дрібні зерна. Після сушіння в барабанних печах флюс сортують за розмірами зерен відповідно до ГОСТ або ТУ.
...
При сухому способі грануляції струмінь розплаву, що витікає із електричної печі диспергується потоком сухого повітря, яке подається під кутом 95... 135° до струменя розплаву. При цьому вміст вуглецю та сірки у флюсі знижується на 20...40%, азоту - на 20...30% [11]. Сухий спосіб грануляції виключає операцію подрібнення, забезпечує відсутність пилу, покращує умови праці.
...
При виробництві керамічних флюсів підготовка компонентів здійснюється в такий же спосіб, як при виготовленні обмазувальної маси зварювальних покритих електродів (див. п. 2.3).
...
Після підготовки сухої шихти здійснюють грануляцію одним із двох способів: обкатуванням за допомогою дискового гранулятора або агломерацією в процесі мокрого змішування.
...
Дисковий гранулятор являє собою гладкий диск 2 з бортом, що нахилений під кутом до горизонту (рис. 4.5). На диск з бункера 1 безперервно подається суха порошкоподібна шихта, на шар якої із форсунки З розбризкується в'яжуча рідина - рідке скло. За рахунок сил поверхневого натягу краплі рідкого скла насичуються частками шихти та збільшуються. Відцентрові сили та сили тертя змушують гранули підніматися до ножа 4, який знову їх направляє вниз під дощ в'яжучої рідини. Великі та дрібні гранули рухаються за неоднаковими траєкторіями. Відбувається сегрегація гранул та відбір найбільших гранул. Розміри гранул регулюються зміною кута нахилу та швидкістю обертання диска [18].
...
При другому способі грануляції використовують схильність сирих флюсових мас до огруднення. Сферичні гранули утворюються в про-
...
Сирі гранули керамічних флюсів надходять на термічну обробку від якої залежить якість флюсів. Флюси з високим вмістом легуючих компонентів (флюси для наплавлення) прожарюють при температурі 400...450 °С, флюси для зварювання низьколегованих сталей -550...750 °С, флюси алюмінатно-рутилового типу - до 950 °С. Із збільшенням температури прожарювання покращуються технологічні властивості більшості керамічних флюсів, зменшується їх гігроскопічність. Однак при цьому треба попереджувати окиснення легуючих компонентів, розкладання карбонатів та вищих оксидів.
...
Достатньо широко на практиці використовують плавлено-керамічні флюси, які мають добрі технологічні властивості та досить суттєві можливості для легування наплавленого металу. Плавлено-керамічні флюси складаються з плавлених стандартних флюсів та феросплавів. Складові компоненти ретельно подрібнюють, при цьому розмір зерен повинен бути однаковим, що дозволяє отримати при змішуванні однорідну масу. Грануляцію плавлено-керамічних флюсів звичайно роблять з використанням у якості в'яжучої складової рідкого скла способом агломерації з наступною термообробкою.
...
Відповідно до ГОСТ 9087-81 флюс постачається для механізованого дугового зварювання з розміром зерен 0,25... 1,60 мм, для автоматичного дугового - 0,25...2,50; 0,25...4,0; 0,35...3,0 та 0,35...4,0 мм.
...
Перед пакуванням флюси перевіряють на відповідність ГОСТ або ТУ за наступними показниками: однорідність, гранулометричний склад, будова та забарвлення зерен, об'ємна маса, вологість. Крім того, для керамічних флюсів обов'язково проводять контрольні зварювальні випробування та визначають склад, а також властивості зварних швів. Готовий флюс може бути упакований в паперові мішки (за ГОСТ 17811-78), металеві барабани (за ГОСТ 5044-79), ящики типів П-1 та П-2 (за ГОСТ 2991-85), 96
...
При виробництві плавлених флюсів у печі утворюється однорідна склоподібна маса, що містить вихідні компоненти в зв'язаному стані. При наступній грануляції склад зберігається. Тому в процесі зварювання під плавленими флюсами взаємодія металу відбувається із складними комплексними з'єднаннями, а не з вихідними речовинами. Плавлені флюси мають низьку схильність до гідратації, оскільки вони практично не містять гігроскопічних складових, а також високу однорідність флюсових зерен та їхню високу міцність. У зв'язку з тим, що всі компоненти флюсу знаходяться в зв'язаному стані, кількість газу, що виділяється при зварюванні, значно нижча, ніж при використанні керамічних флюсів. Це визначає більш спокійний характер протікання процесу зварювання та сприяє поліпшенню формування металу шва. До переваг плавлених флюсів варто також віднести можливість повторного використання шлакової кірки.
...
Керамічні флюси містять у кожній гранулі в заданому співвідношенні мінерали, руди, феросплави, метали, вуглецеві речовини, що міцно з'єднані між собою в'яжучою речовиною. Оскільки компоненти флюсу залишаються практично у природному стані, вони більш інтенсивно реагують з металом, ніж при використанні плавлених флюсів. Виникає можливість здійснювати легування металу в порівняно широкому діапазоні. Ця властивість керамічних флюсів особливо цінна при зварюванні легованих сталей, сталей з особливими властивостями та при виконанні наплавних робіт.
...
4.3. Технологічні та металургійні особливості використання флюсів
...
Керамічні флюси, на відміну від плавлених, можуть розкиснювати метал, що наплавляється. Як розкиснювачі в керамічних флюсах застосовують фероманган, феросиліцій, феротитан, алюмінієвий порошок, силікокальцій та ін. При цьому розкиснення наплавленого металу керамічним флюсом принципово відрізняється від розкиснення елементами, що вводяться в зварювальну ванну за допомогою електродного дроту. У першому випадку розкиснення металу може протікати в зоні відносно низьких температур у період контактування створеної рідкої металевої зварювальної ванни з розплавленим флюсом. При використанні легованого дроту розкиснювачі надходять у зварювальну ванну в початковий момент її утворення в зону найбільш високих температур.
...
Температура зварювальної ванни відіграє важливу роль у процесах взаємодії на межі "метал-захисне середовище". При дуговому зварюванні зона плавлення умовно розподіляється на дві області за температурами: високотемпературна (зона горіння дуги, крізь яку проходять краплі електродного дроту, катодна й анодна області), низькотемпературна (зона кристалізації металу шва) (див. рис. 4.1). Температура крапель електродного металу залежить від способу зварювання (табл. 4.2) [18], але механізм взаємодії залишається однаковим.
...
Таблиця 4.2. Середні температури крапель електродного металу та зварю-вальної ванни при різних способах зварювання_
...
Середні температури крапель електродного металу та зварю-вальної ванни при різних способах зварювання_
...
пель, які мають найбільш високу температуру. Узагальнена реакція між шлаком та рідким металом при зварюванні має наступний вигляд: (Ме/О^шл
...
У результаті даної реакції в наплавленому металі зі збільшенням температури зростає концентрація [Ме"]. По мірі зменшення температури процеси в більшості випадків починають відбуватися в протилежному напрямку. Однак швидкість цих процесів в низькотемпературній зоні значно нижча швидкості прямих процесів. Цим, в основному, пояснюється той факт, що кількість речовини, що прореагувала при прямому процесі, більша, ніж при зворотному. Таким чином відбувається легування або розкиснення металу шва.
...
Зростання температури сприятливо впливає на рафінування наплавленого металу, а також його дифузійне розкиснення. Повнота протікання реакцій залежить від часу проходження реакцій. Чим довше метал знаходиться у рідкому стані, тим більше реакції наближуються до стану рівноваги. Крім того, швидкість реакції взаємодії між флюсом та наплавленим металом пропорційна до відносної хімічної активності флюсу та зворотно пропорційна початковій концентрації відновлюваного елемента в металі шва.
...
У зв'язку з цим необхідно розглянути вплив режимів зварювання на інтенсивність взаємодії між шлаком та рідким металом. Численні дослідження показують, що зміна величини струму, його питома щільність, полярність, швидкість зварювання незначною мірою впливають на інтенсивність взаємодії. Найбільший вплив має зміна напруги на дузі. Зі збільшенням напруги подовжується дуга, збільшуються розміри високотемпературної зони та створюються найбільш сприятливі умови для взаємодії.
...
Теоретично розрахувати реакції взаємодії між шлаком та металом неможливо, оскільки завжди відсутні повні дані. Для практичних цілей використовують емпіричні рівняння, які складені з урахуванням експериментальних даних. Наприклад, приріст кремнію та мангану в металі шва,
...
кремнієм та манганом відповідно; [Si]n, [Мп]п - початкові концентрації кремнію та мангану в наплавленому металі, %; U-
...
універсальний характер для всіх способів зварювання, що описується в п. 2.3. Там же розглянуто вплив даних елементів на якість металу шва та експлуатаційні характеристики зварного з'єднання в цілому. Стосовно зварювання під шаром флюсу треба відзначити, що за рахунок значної кількості рідкого шлаку, більш тривалого контакту металу зі шлаком при високих температурах забезпечення необхідної якості зварного з'єднання полегшується.
...
Однією з найбільш важливішою характеристикою флюсу-шлаку є його в'язкість у рідкому стані. Від в'язкості залежать характер формування шва, глибина проплавлення основного металу, вихід газів із зони плавлення та ін. Шлаки не мають фіксованої температури плавлення. Перехід від рідкого стану в твердий здійснюється в деякому інтервалі температур. Залежно від характеру зміни в'язкості від температури шлаки бувають "довгі" та "короткі" (рис. 4.6) [20]. "Короткі" шлаки мають вузький температурний інтервал твердіння, "довгі" - значний. Короткі шлаки мають більш високу технологічність, їх перевага особливо відчутна при зварюванні у вертикальному та стельовому положеннях.
...
Необхідною умовою задовільного формування зовнішньої поверхні шва є його кристалізація в контакті з газом або рідким шлаком. Однак якщо при температурі твердіння металу шлак має надмірно високу в'язкість, у цьому випадку шов формується погано (за формою затверділої шлакової кірки). У випадку використання надмірно легкоплавкого флюсу також погіршується формування швів за рахунок утворення великого об'єму шлаку, що утруднює процес зварювання. Добра якість формування швів забезпечується при середній в'язкості шлаку. Найбільш сприятливі умови для кристалізації металу шва створюються, якщо умовна температура плавлення шлаків на 200...300 °С нижча від температури плавлення сталі.
...
Шлаки повинні також мати достатню газопроникливість та щільність у рідкому стані. За малої щільності шлак легше виходить на поверхню зварювальної ванни, зменшуючи кількість неметалевих включень в металі шва.
...
При зварюванні плавленням обов'язковою вимогою до зварних швів є їхня оптимальна форма та зовнішній вигляд. На форму перерізу шва істотно впливають стабілізуючі властивості флюсу, його насипна маса та гранулометричний склад. При використанні флюсу з поганими стабілізуючими властивостями довжина зварювальної дуги зменшується. Утворюються вузькі шви з великою глибиною проплавлення та висотою. Стабільність горіння дуги підвищують за рахунок додавання до складу флюсів елементів-стабілізаторів (див. п. 2.3).
...
Вплив насипної маси флюсу чітко виявляється при порівнянні швів, зварених під склоподібним та пемзоподібним плавленими флюсами однакового хімічного складу (рис. 4.7) [12]. У цьому випадку відмінність у насипній масі флюсу особливо велика, що обумовлює відповідне розходження витрат енергії на його плавлення. На плавлення склоподібного флюсу, що має звичайно насипну масу 1,5... 1,7 г/см3, потрібно вдвічі більше енергії, ніж на плавлення пемзоподібного флюсу, насипна маса якого 102
...
складає 0,7.. .0,9 г/см3. У результаті градієнт напруги на дузі при використанні склоподібного флюсу більший, а сама дуга коротша, ніж у випадку застосування пемзоподібного флюсу.
...
Гранулометричний склад флюсу впливає на форму шва таким же чином як і його стабілізуючі властивості. При використанні дрібного флюсу отримують шви більш вузькі, з більшою глибиною проплавлення та випуклістю. Це пов'язано зі зменшенням довжини зварювальної дуги.
...
Особливості хімічного зчеплення шлакової кірки з наплавленим металом розглянуто в п. 2.3. Крім того, особливо при багатопрохідному зварюванні, необхідно правильно вибирати кут підготовки кромок, що зварюються, для полегшення відокремлення шлакової кірки від поверхні шва. При використанні флюсів необхідно пам'ятати, що флюси-шлаки мають розвинену поверхню і можуть активно адсорбувати вологу з повітря. Вологість склоподібних флюсів звичайно складає 0,1...0,5%, пемзо-подібних - дещо вища. Якщо розрахувати об'єм водню, який може утворитися при розкладанні водяної пари, то отримаємо, що з 1 кг флюсу може утворитися 1,25...6,20 дм3 водню. У зв'язку з цим зварювальні флюси, якщо вони полежать в розгерметизованій тарі, перед використанням необхідно обов'язково прожарювати.
...
В цілому, останнім часом спостерігається різке збільшення об'ємів використання агломерованих флюсів [21]. Це пояснюється рядом металургійних можливостей агломерованих флюсів: регулювання кремнійвіднов-лювальних процесів, рафінування та мікролегування зварювальної ванни, висока міцність та ударна в'язкість зварних з'єднань. Подальший розвиток використання флюсів пов'язаний зі зниженням в них вмісту шкідливих домішок, розробкою сучасних систем "флюс-дріт" та забезпеченням зниження вмісту водню у флюсах [6].
...
Вибір флюсу для зварювання конкретного виробу являє собою непросту задачу, яка ускладнюється тим, що, крім правильного вибору зварювально-технологічних властивостей флюсу, необхідно визначати оптимальний металургійний варіант зварювання, у тому числі сполучення дроту та флюсу. В цьому випадку, наприклад, плавлені флюси доцільно розділити на групи залежно від їхньої окисної здатності на основі показника відносної хімічної активності Аф, що дуже зручно, оскільки дається загальний підхід до вибору флюсу залежно від хімічного складу металу. Чим більше легуючих елементів містить зварювана сталь, тим нижчою повинна бути відносна хімічна активність флюсу. Уперше це встановлено Д.М. Рабкіним та 1.1. Фруміним [18]. Зазначений підхід може бути використаний і для флюсів, не розглянутих в навчальному посібнику.
...
При зварюванні низьковуглецевих сталей застосовують флюси та електродні дроти в основному двох систем. Перша система - високоман-гановий флюс-силікат у сполученні з низьковуглецевим дротом Св-08А, Св-08АА (за ГОСТ 2246-70) або легованим манганом дротом Св-08ГА. Друга система - безмангановий висококремнистий флюс у сполученні з високомангановим дротом. Перша система одержала переважне поши-
...
рення у вітчизняній практиці, друга - за кордоном. Загальним для обох зазначених систем є застосування висококремнистого флюсу (36...50 % БіСЬ) та використання електродного дроту з киплячих або на-півспокійних сталей. Легування металу шва манганом досягається за рахунок флюсу (перша система) або електродного дроту (друга система). Легування шва кремнієм забезпечується флюсом за рахунок кремнійвід-новлювального процесу в обох системах.
...
Реакція відновлення кремнію має особливо важливе значення при зварюванні низьковуглецевих киплячих сталей, що містять його сліди, тому що тільки при вмісті в рідкій ванні кремнію не менше 0,2 % можливо призупинити в частині зварювальної ванни, що кристалізується, реакцію окиснення вуглецю:
...
Роль вуглецю як розкиснювача дуже велика у всьому діапазоні температур зварювання. При цьому спорідненість вуглецю до кисню зростає з підвищенням температури на противагу тому, що спостерігається для інших елементів. Тому вуглець вигорає при високих температурах і до моменту кристалізації металу в хвостовій частині зварювальної ванни реакція (4.5) практично згасає. У процесі кристалізації зварювальної ванни вона інтенсифікується знову. Це обумовлено наступним. Під час кристалізації спочатку твердіє більш чистий метал, а домішки, у тому числі і вуглець, ліквують у матковий розчин. У результаті їхня концентрація в рідині, що залишається, зростає, і рівновага реакції порушується. Крім цього, відповідно до принципу рухливої рівноваги, при охолодженні рівноважної системи в ній повинні розвиватися екзотермічні реакції.
...
Застосування дроту з кремнієм при зварюванні під шаром флюсу низько-вуглецевих і вуглецевих сталей не знайшло широкого поширення в нашій країні. Це пояснюється тим, що кремній у зварювальну ванну кра-
...
ще подавати не в початковій, а в кінцевій стадії процесу, щоб дати можливість вуглецю окиснитися при високих температурах. Застосування легованого манганом дроту більш раціональне, оскільки манган як розкис-нювач починає діяти лише при порівняно низьких температурах, коли вуглець встигає частково окиснитися.
...
До позитивних сторін кремній- та мангановідновлювальних процесів варто віднести і той факт, що збагачення реакційної зони киснем у вигляді FeO при відновленні кремнію та мангану з їхніх оксидів у флюсі сприяє створенню окисного середовища у зварювальній ванні, а це перешкоджає розчиненню водню в рідкому металі. Водень утворюється при взаємодії водяної пари, що міститься у флюсі, з рідким металом шва за реакцією
...
До негативних наслідків кремній- та мангановідновлювальних процесів, які інтенсивно відбуваються при зварюванні під високомангановими флюсами-силікатами, варто віднести засмічення шва дисперсними силікатними включеннями ендогенного характеру. Вони в значній мірі знижують пластичність та ударну в'язкість металу шва особливо при низьких температурах. При зварюванні вуглецевих сталей це ще може бути припустимо, але якщо врахувати, що з ростом кількості легуючих елементів запас пластичності металу зменшується, то варто визнати, що вже під час зварювання низьколегованих сталей підвищеної міцності, застосування зазначених флюсів неприпустиме.
...
Для зварювання низьковуглецевих сталей переважно використовують високоактивні флюси, які мають показник відносної хімічної активності Аф > 0,6, це високо- або середньоманганові флюси-силікати. Найбільш поширені у вітчизняній промисловості флюси можуть бути віднесені до шлакової системи MnO-Si02. До них належать флюси АН-348А, ОСЦ-45, АН-348В, ФЦ-6, ФЦ-3, ФЦ-9, АН-60 та ін. Якщо брати до уваги концентрацію в них Si02 і МпО, то область оптимального хімічного складу флюсів буде розміщена на діаграмі стану шлакової системи MnO-Si02 трохи 106
...
правіше від області з мінімальною температурою плавлення 1251 °С (рис. 4.8) [10]. Однак варто враховувати, що інші оксиди, які знаходяться у флюсах, а також СаБг помітно знижують їхню температуру плавлення.
...
Рис. 4.8. Діаграма стану шлакової системи МпО-8і02: 1-4 - зазначена температура плавлення флюсів ФЦ-6 і ОСЦ-45 (і); ФЦ-3 (2); АН-60 (3); АН-348А і АН-348В (4)
...
Ударна в'язкість металу швів, виконаних із застосуванням високоактивних флюсів, навіть при випробуваннях зразків з надрізом за Менаже при температурі 20 °С, як правило, не перевищує 100 Дж/см2. Тому зазначені флюси не можуть бути рекомендовані для зварювання конструкцій, що працюють при знижених температурах, наприклад, в умовах Півночі.
...
До переваг цих флюсів варто віднести їх високі зварювально-технологічні властивості, відсутність схильності до гідратації, у зв'язку з чим перед використанням цих флюсів достатньо їх прожарити при температурі 100... 150 °С. Висока концентрація кисню в зоні плавлення при зварюванні під високоактивними флюсами запобігає розчиненню водню у зварювальній ванні, що перешкоджає виникненню пор навіть при зварюванні по іржі. Властивості найбільш поширених у СНД плавлених флюсів представлені в табл. 24Д.
...
У промисловості та будівництві за прийнятою класифікацією леговані сталі поділяють на три класи: низько-, середньо- і високолеговані. Ни-зьколеговані сталі містять сумарну кількість легуючих елементів не більше 5 % за умови, що вміст кожного з них не перевищує 2 %. Якщо вміст кожного з легуючих елементів лежить в межах 2...5 %, а сумарна кількість не більше 10 %, сталь - середньолегована. Високолегованою вважають сталь, що містить один з легуючих елементів не менше 5 % при їхній загальній сумі не менше 10 %.
...
Низьколеговані сталі є металургійно збалансованими продуктами, тому основна задача при їхньому зварюванні зводиться до захисту зварювальної ванни від атмосферного впливу. Для зварювання низьколегованих сталей застосовують активні, малоактивні та пасивні флюси, що належать до оксидного та солеоксидного класу.
...
Введення в пасивні флюси оксидів кремнію, титану, заліза або мангану значно поліпшує зварювально-технологічні властивості названих флюсів, але підвищує їхню хімічну активність. Незважаючи на це, більшість флюсів, що використовують для зварювання низьколегованих сталей, або активні, або малоактивні.
...
Малоактивні флюси, як правило, містять до 25 % БіОг і поряд з цим велику кількість глинозему, оксиду та фториду кальцію. Наявність діок-сиду кремнію істотно поліпшує їхні формуючі властивості порівняно з пасивними флюсами, підвищує стійкість флюсів до гідратації, поліпшує відокремлюваність шлакової кірки.
...
Більш високі зварювально-технологічні властивості порівняно з малоактивними флюсами мають активні зварювальні флюси (Аф = 0,6...0,3). Однак зварювання під ними дає більше забруднення металу швів неметалевими включеннями, сіркою та фосфором. Тому ці флюси застосовують в основному для зварювання низьколегованих сталей із тимчасовим опором на розрив до 600 МПа.
...
Особливістю зварювання середньо- та високолегованих сталей є більш високий ступінь легування металу, що викликає його більшу чутливість до вмісту неметалевих включень і водню. Тому небезпека утворення тріщин вища, ніж при зварюванні низьколегованих сталей. У процесі зварювання таких сталей складніше забезпечити рівноміцність металу шва з основним металом, тому що внаслідок небезпеки утворення кристалізаційних тріщин вміст вуглецю у шві жорстко обмежується. У зв'язку з цим потрібне введення в шов із зварювальним дротом додаткової кількості легуючих елементів і зниження їхнього окиснення в процесі зварювання. Низька окисна здатність флюсу необхідна також і для забезпечення легкого відокремлювання шлаку від швів, що містять ванадій, ніобій або хром. Мінімальне окиснення металу шва та легка відокремлю-ваність шлакової кірки забезпечуються застосуванням флюсів із зниженими окисними властивостями.
...
Здебільшого малоактивні та пасивні флюси мають складний хімічний і мінералогічний склад, що пов'язано з необхідністю забезпечення задовільних зварювально-технологічних і металургійних характеристик.
...
У ряді випадків для зварювання сталей цього класу може використовуватися високолегований аустенітний дріт, що забезпечує утворення аустенітної або аустенітно-мартенситної структури металу шва. Висока розчинність азоту та водню в аустеніті обумовлює достатню стійкість зварних з'єднань проти окрихчування. Міцність аустенітних й аустенітно-мартенситних швів поступається міцності основного металу, однак високий запас пластичності забезпечує добру працездатність конструкції.
...
4.6. Флюси для зварювання середньо- та високолегованих сталей
...
Для зварювання та наплавлення середньолегованих сталей використовують низькокремнисті та безкремнисті плавлені флюси. Склад і властивості найбільш поширених флюсів наведено в табл. 27Д.
...
Для зварювання високолегованих сталей переважно використовують два типи керамічних флюсів: алюмінатно-основний та флюоритно-основний. Ці типи флюсів містять значні концентрації основних (MgO і СаО) та кислих оксидів (АІ2О3
...
У СНД для зварювання середньо- та високолегованих сталей централізовано випускають лише флюс АНК-45, який використовують переважно в сполученні з аустенітним дротом Св-ОЗХ19Н15Г6М2АВ2. Інші флюси, наприклад ФЦК і ФЦК-С, використовують значно менше через недостатні зварювально-технологічні характеристики.
...
Алюміній, титан, мідь, нікель, а також інші кольорові метали та сплави знаходять широке застосування для виготовлення зварних конструкцій у різних галузях народного господарства.
...
Зварюваність кольорових металів і сплавів визначається хімічною активністю елементів, розчинністю домішок (у тому числі газів) і чутливістю до них, типом кристалічних ґраток та поліморфізмом, ступенем легування, теплофізичними показниками (теплопровідністю, теплоємністю, температурою плавлення та кипіння елементів і оксидів) та іншими властивостями (табл. 4.3) [4, 18, 20].
...
Важкі кольорові метали - нікель і мідь - характеризуються малою хімічною активністю, але високою чутливістю до присутності в металі домішок і газів, які погіршують їхні металургійні та експлуатаційні властивості та процес зварювання.
...
4.7. Флюси для зварювання кольорових металів і сплавів
...
велика здатність реагувати з іншими елементами (у першу чергу з газами) при високій температурі, особливо в розплавленому стані. Найбільш чутливі до домішок та крихкості ванадій, ніобій, тантал, хром, молібден і вольфрам [4].
...
Зварювання нікелю та його сплавів ускладнено внаслідок особливих фізико-хімічних властивостей, великої чутливості до домішок і розчинених газів, які в значному ступені ускладнюють їхню зварюваність та знижують експлуатаційні властивості зварних з'єднань. До основних проблем зварюваності нікелю належать схильність наплавленого металу до утворення пор і тріщин, складність забезпечення однакового складу та властивостей основного та наплавленого металу, знижені ливарні властивості нікелю, утворення тугоплавкого оксиду нікелю. Пористість наплавленого металу при зварюванні нікелю обумовлена його здатністю до розчинення великої кількості водню, кисню й азоту в рідкому стані, а також труднощами дегазації зварювальної ванни в процесі охолодження та кристалізації.
...
Найбільш шкідливою домішкою в нікелі є сірка, що утворює легкоплавку сірчасту евтектику з температурою плавлення 645 °С. Схожу евтектику утворюють фосфор (температура плавлення 880 °С), а також вісмут, свинець, сурма, миш'як, селен і кадмій. Тому вміст цих домішок у нікелі обмежується 0,002.. .0,005 %, а вміст сірки навіть до 0,001 %, що в 10-50 разів нижче, ніж припустимий її вміст у сталі. Шкідливими домішками в нікелі є кремній, залізо, мідь, цинк, кадмій.
...
Хоча нікель порівняно з залізом менш активний метал і має практично однакову з ним температуру плавлення, активні плавлені флюси, що застосовують при зварюванні сталей, непридатні для нікелю та його сплавів.
...
Позитивні результати для дугового зварювання нікелю й особливо його сплавів дає застосування фторидних і високоосновних флюсів
...
4.7.1. Флюси для зварювання нікелю та його сплавів
...
(табл. 4.4) [4, 20]. Галоїдні (фторидно-хлоридні безкисневі) флюси серії ИМЕТФ, розроблені на базі системи СаГ2-ВаС12 з додаванням №Б і БгБг, являються подальшим розвитком фторидних флюсів. Основою для створення цих флюсів стало використання модифікуючої дії натрію і стронцію, що вводяться у флюс у вигляді фтористих солей. Оптимальні зварювальні властивості флюсів забезпечуються при вмісті у флюсах 15 % ВаСІг. Найбільш висока стійкість швів до утворення гарячих тріщин спостерігається при 5... 10 % Підвищення схильності наплавленого металу проти утворення гарячих тріщин пояснюється модифікуванням його структури. Головний вплив на структуру та властивості металу шва робить відновлюваний із флюсу натрій.
...
рювання, що забезпечують малу глибину проплавлення металу й уповільнене його охолодження. Такі режими зварювання сприяють також зменшенню темпу наростання внутрішніх деформацій і підвищенню опірності металу утворенню гарячих тріщин.
...
обмежується: <0,01...0,03 % 02, <0,0005...0,0030 % Ві, <0,005 % БЬ, <0,004...0,03 % РЬ (залежно від призначення конструкції). Для боротьби з гарячими тріщинами рекомендується також введення в зварювальну ванну розкиснювачів, модифікаторів і легуючих елементів, що підвищують технологічну міцність металу шва.
...
Внаслідок малої хімічної активності міді та більшості її сплавів при їхньому зварюванні можна використовувати стандартні плавлені флюси ОСЦ-45, АН-348А, АН-60, ФЦ-10, АН-26, АН-22, АН-20, призначені для зварювання сталей. Для зварювання латуней Л63, Л062-1, ЛС59-1, ЛМц58-2 та інших застосовують звичайно флюс АН-20 у сполученні з бронзовим (Бр.КМцЗ-1, Бр.Оц4-3) або латунним (ЛК80-3) дротом. Електродний дріт з міді дає більш низькі механічні властивості зварних швів. Латуні Л63 і Л062-1 зварюють мідним дротом під флюсом АНФ-5 або флюсом МАТИ-53, який складається із суміші, що містить флюс ОСЦ-45 (77%), борну кислоту (7,6 %) і кальциновану соду (15,4%). Для зварювання латуней рекомендується також флюс ФЦ-10 [4].
...
Широке застосування знаходить зварювання під флюсом алюмінієвих, хромистих, свинцюватих та інших бронз. Алюмінієві бронзи Бр.АМц9-2, Бр.АЖ9-4, Бр.АЖМц10-3-1,5 зварюють під флюсом АН-20 дротом того ж складу. Флюси з більш високим, ніж у флюсі АН-20, вмістом кремнезему не рекомендуються для зварювання алюмінієвих бронз, тому що в результаті окиснення алюмінію, насичення металу шва кремнієм і глиноземом відбувається погіршення їх властивостей. Додавання алюмінію знижує розчинність водню у твердій міді, тому алюмінієві бронзи схильні до утворення пор у металі шва. Серед стандартних плавлених флюсів найвищу щільність швів на алюмінієвій бронзі забезпечує флюс АН-60.
...
Для зварювання міді та її сплавів розроблені також спеціальні керамічні флюси ЖМ-1 і К-13МВТУ (табл. 4.6) [20]. Керамічний флюс ЖМ-1 створює сприятливі умови для рафінування міді, що дозволяє одержати метал шва високої чистоти з мінімальним відхиленням від теплофізичних
...
і механічних властивостей основного металу. Керамічний флюс К-13МВТУ рекомендується для зварювання міді та бронзи. Прийняте співвідношення шлакоутворюючих компонентів флюсу забезпечує високі зварювально-технологічні та металургійні властивості. Цей флюс дозволяє одержати добре розкиснений метал, причому алюміній практично не переходить у метал шва (сліди). При цьому забезпечуються однакові з основним металом електропровідність і теплопровідність металу шва. Застосування цього флюсу дає можливість ввести у зварювальну ванну модифікатори, які регулюють процес кристалізації та властивості наплавленого металу.
...
область. Спорідненість титану з азотом настільки велика, що він є єдиним елементом, який горить у середовищі азоту. Водень поглинається титаном у великій кількості. Розчинність водню в ß-Ti досягає 2 % і перевищує розчинність водню в залізі у тисячі й десятки тисяч разів. Елементом, що викликає крихкість титану, виступає і вуглець, який при високих температурах добре розчиняється в титані, а зі зниженням температури утворює дуже тверді та крихкі карбіди титану.
...
Для визначення підсумкового впливу всіх трьох елементів на властивості титану використовують "еквівалент кисню" [0]е, %:
...
Для забезпечення доброї зварюваності титану та його сплавів обмежують вміст шкідливих елементів: <0,1...0,2 % 02; <0,04...0,05 % N2; <0,008...0,015 %Н2
...
Найбільш розповсюдженими дефектами зварних швів є пори та холодні тріщини. У зв'язку з цим головною вимогою до флюсів для зварювання титану є надійний захист зони зварювання від взаємодії з повітрям і виключення можливості забруднення шва шкідливими домішками, які можуть міститися в шлаку.
...
Висока температура плавлення титану зумовлює застосування тугоплавкого флюсу. Щільність флюсу не повинна перевищувати щільність рідкого титану 4,11 г/см3. Флюс повинен забезпечувати стабільність процесу зварювання, добре формування шва, відсутність у ньому пор, тріщин, шлакових включень та інших дефектів. Шлакова кірка повинна легко відокремлюватися від поверхні шва. Перерахованим вимогам відповідають безкисневі флюси на основі фторидів і хлоридів лужних і лужноземельних металів. На основі проведених у ГЕЗ ім. Є.О. Патона досліджень були розроблені безкисневі флюси серії АНТ, які призначені для
...
зварювання титану і його сплавів (табл.4.7) [14]. Ці флюси в процесі зварювання надійно ізолюють ванну розплавленого металу та зону термічного впливу від шкідливого контакту з повітрям.
...
щин. Значна усадка при кристалізації зварного шва, а також великий коефіцієнт лінійного розширення сприяють виникненню високого темпу внутрішніх деформацій у температурному інтервалі крихкості.
...
Відсутність фазових перетворень в алюмінії призводить до отримання грубої стовпчастої структури наплавленого металу з дендритною і транскристалітною будовою, що сприяє розвитку гарячих тріщин. Істотне значення при цьому мають вміст домішок у металі та характер його первинної кристалізації. Схильність технічного алюмінію до утворення тріщин залежить від співвідношення у ньому постійних його домішок - заліза та кремнію.
...
Флюси для зварювання алюмінію та його сплавів напіввідкри-тою дугою (по флюсу). Флюси для зварювання алюмінію та його сплавів, крім спеціальних, повинні мати наступні зварювально-технологічні властивості: забезпечувати стабільне горіння дуги, легке відокремлювання шлакової кірки та добре формування шва; попереджувати утворення у шві пор і тріщин при високих механічних характеристиках зварного з'єднання, корозійної стійкості, електропровідності та інших властивостей. Виходячи з наведених вище спеціальних вимог, можливими компонентами флюсів для зварювання алюмінію можуть бути хлориди та фториди лужних і лужно-земельних металів, фторид алюмінію, натрієвий, калієвий і літієвий кріоліти.
...
Найбільше застосування для зварювання алюмінію знайшов флюс АН-А1, що належить до системи КС1-МаС1-МазАШб, разом з флюсом УФОК-А1 [18]. Для зварювання алюмінієво-магнієвих сплавів застосовують флюси АН-А4, МАТИ-10, 48-АФ1, які не мають у своєму складі солей натрію, і належать до системи ВаСЬ-КСІ, а також МАТИ-Іа, що містить більшу кількість фторидів у порівнянні з іншими флюсами (табл. 4.8) [4, 20].
...
Флюси для зварювання алюмінію та його сплавів закритою дугою (під флюсом). Головним недоліком способу зварювання алюмінію
...
Флюси для зварювання алюмінію та його сплавів напіввідкри-тою дугою (по флюсу).
...
напіввідкритою дугою по флюсу є інтенсивне випромінювання дуги, виділення великого об'єму парів і газів, значне розбризкування електродного металу.
...
Склад флюсів для зварювання алюмінію та його сплавів напіввідкритою дугою_
...
Склад керамічних флюсів для зварювання алюмінію та його сплавів
...
ня полягає в тому, щоб правильно підібрати плавлений флюс за хімічною активністю стосовно наплавлюваного металу. Якщо останній містить елементи, що легко окиснюються у зварювальній ванні, такі як титан, алюміній, ніобій та ін., для наплавлення необхідно використовувати флюси з мінімальною хімічною активністю. Однак такі флюси мають знижені зварювально-технологічні властивості, які погіршуються при зменшенні їхньої хімічної активності. Якщо елементи, що окиснюються, до складу наплавленого металу не додаються, рекомендується використовувати малоактивні або навіть активні флюси з високим рівнем зварювально-технологічних характеристик.
...
Третій варіант поєднання найбільш широко використовують в промисловості. Пов'язано це з тим, що в даному випадку можливе застосування недефіцитного вуглецевого або низьколегованого зварювального дроту (стрічки) у парі з легуючим керамічним флюсом. Однак кількість порошкоподібних металевих додатків у керамічному флюсі не повинна перевищувати 20 %. При їхній більшій концентрації значно погіршуються зварювально-технологічні властивості флюсу, особливо відокремлюваність шлакової кірки, зростає мікро- і макронеоднорідність наплавленого металу. Тому при необхідності введення в наплавлений метал значної кількості легуючих елементів варто підвищувати концентрацію елементів у металі переважно за рахунок використання зварювального дроту (стрічки) з більш високим рівнем легування.
...
Четвертий варіант поєднання дозволяє легувати наплавлений метал у найбільш широкому діапазоні концентрацій. Це досягається шляхом легування як через зварювальний дріт (суцільного перерізу чи порошковий) або стрічку, так і через керамічний флюс. В останньому випадку важливого значення набуває попередній розрахунок хімічного складу наплавленого металу на основі аналогічних даних або складу зварювального дроту та керамічного флюсу.
...
Характерна відмінність плавлених флюсів, призначених для виконання зносостійкого та твердого наплавлення, - їх дуже низька хімічна активність стосовно наплавлюваного металу. Для цього звичайно використовують пасивні плавлені флюси з хімічною активністю, що не перевищує Аф < 0,1. Це диктується умовами одержання максимально високих коефіцієнтів переходу легуючих елементів із дроту в наплавлений метал.
...
Склад найбільш поширених плавлених флюсів наведено в табл. 28Д. Це насамперед флюси ТКЗ-НЖ і АН-28. Для механізованого зносостійкого наплавлення ущільнених поверхонь енергетичної та запірної арматури широко застосовують плавлено-керамічні флюси ПКНЛ-17 і ПКНЛ-128 (табл. 29Д) та керамічний флюс ФЦК-24, перші два з яких як шлакову основу мають тонкоподрібнений флюс АН-26С. При цьому основне легування та регулювання структури наплавленого металу здійснюється за рахунок елементів, що містяться в зварювальному дроті (стрічці) і переходять з керамічного флюсу. Флюс ПКНЛ-17 призначений для механізованого наплавлення у сполученні зі зварювальним дротом, а флюс ПКНЛ-128 -для механізованого наплавлення стрічкою шириною до 50 мм.
...
Керамічні флюси АНК-18, АНК-19, АНК-40, ЖСН-1, ЖСН-2, ЖСН-3, ЖСН-4, ЖСН-5 і ЖСН-6 розроблені на основі шлакової системи М^О-СаРг-АІгОз-БіСЬ і забезпечують одержання наплавленого металу практично будь-якої необхідної твердості залежно від кількості легуючих елементів (табл. 30Д). З метою підвищення продуктивності наплавлення до складу флюсу часто додають порошок заліза. При цьому чим більша його кількість, тим меншу в'язкість у розплавленому стані повинен мати флюс з метою зниження втрат легуючих металевих порошків.
...
звичайно виконують на внутрішніх поверхнях корпусних сталей, трубопроводів та іншого устаткування зі сталей перлітно-феритного класу, що мають досить високу міцність, у тому числі й при підвищених температурах (аж до 540 °С), але низьку корозійну стійкість.
...
У практиці вітчизняного та закордонного досвіду нанесення корозійностійких покриттів наплавленням під флюсом здійснюють дротовим або стрічковим електродом зі сталей аустенітного класу з регламентованим вмістом феритної фази. Для забезпечення достатньої тріщиностійкості при кристалізації наплавленого металу в закордонній практиці звичайно вважається необхідним мати у його вихідній структурі не менше 4...5 % феритної фази. Це відповідно визначає верхній рівень останньої в дроті або стрічці (12... 15%). У вітчизняній промисловості переважно застосовують дротові та стрічкові електроди з умістом феритної складової 5... 8 %, що забезпечує її кількість в наплавленому шарі відповідно 2...
...
Підвищений вміст фериту в закордонних стрічкових і дротових електродах пояснюється тією обставиною, що їх використовують у сполученні з більш активними флюсами (Аф > 0,4) порівняно з вітчизняними (Аф < 0,1).
...
Для корозійностійкого наплавлення дротовим електродом практично придатний будь-який склад флюсу для зварювання аустенітно-феритних хромонікелевих сталей (ОФ-6, АН-26, ФЦ-17 та ін.). Однак використання дротового електрода при наплавленні корозійностійких покрить малопродуктивне, бо забезпечує велику глибину проплавлення основного металу порівняно зі стрічковим. Тому нижче наведено характеристики і склади флюсів, які використовують при наплавленні корозійностійких покриттів стрічковим електродом.
...
Серед названої групи флюсів найбільш широко представлені флюси, побудовані на базі шлакової системи СаО-СаТ2-А12Оз-8і02
...

Новые материалы
Твердые сплавы
Цементация стали
Зварювальні матеріали
Контактная сварка
Термическая обработка в машиностроении: Справочник
Металлургия черных металлов

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Зварювальні матеріали