ГлавнаяРазноеФлюс для сварки

Сварочные флюсы для качественной сварки. Флюс для сварки


Что такое флюс в сварке

Сварочный флюс – это гранулированный порошок размером зерен от 0,2 до 4 миллиметров, который используется для его подачи в зону горения сварочной дуги. При воздействии температуры флюс плавится и создает защиту для сварочной ванны из газа и шлака, обеспечивает качественное сваривание, стабилизирует стабильность дуги и способствует переносу металла электрода в сварочную ванну, а также выводит грязные примеси в корку из шлака.

По способу изготовления флюс делятся на плавленые и керамические. Компоненты плавленых флюсов плавятся в печи, потом делятся на гранулы и подвергаются прокалке с фракционированием. Керамические флюсы являют собой сухие смеси компонентов, которые получают при смешивании минералов и ферросплавов с жидким стеклом с дальнейшей просушкой, фракционированием и прокалкой. Самыми распространенными являются плавленые флюсы.

В зависимости от состава химических компонентов флюсы могут быть оксидными, солевыми и солеоксидными.

Оксидные флюсы состоят из оксидов металла и содержат до 10% соединений фтора. Они назначаются для сваривания низколегированных и сталей с фтором. Оксидные флюсы делятся на бескремнистые, низкокремнистые и высококремнистые. По содержания марганца их разделяют на низко-, средне- и высокомарганцевые. Солеоксидные флюсы в сравнении с оксидными содержат в своем составе меньше оксидов и большее количество солей. Солеоксидные флюсы применяются для сваривания легированных сталей.

В составе солевых флюсов отсутствуют оксиды, а сами флюсы состоят из фторидов и хлоридов. Их применяют для сварки активных металлов и для электрошлакового переплавления.

Флюсы предназначаются для проведения сварочных работ высоколегированных сталей, легированных и углеродистых сталей, а также цветных металлов и сплавов. По строению зерен флюсы делят на стекловидные, пемзовидные и ценептированные.

Химическая активность флюса является одной из важнейших характеристик, которая определяется по общей окислительной способности. Показателем активности флюса является относительная величина активности со значением от 0 до 1. По химической активности флюсы делятся на четыре вида: малоактивные, пассивные, активные и высокоактивные.

Для проведения сварочных работ с низкоуглеродистой сталью используются оксидные флюсы. В данном случае возможно применение комбинации флюс-сварочная проволока. Вот две комбинации:

  1. Высококремнистый с низким содержанием марганца или совсем без марганца флюс в сочетании с низкоуглеродистой проволокой, а также легированной марганцем.
  2. Флюс с высоким содержанием марганца и кремния в сочетании с низкоуглеродистой и нелегированной проволокой. Легирование металла сварочного шва производится с помощью флюс, благодаря чему можно придать металлу шва легирующих свойств и делать его более прочным и долговечным.

3g-svarka.ru

Применение сварочного флюса, принцип работы, классификация и процесс получения

В процессе электродуговой и газовой сварки высокотемпературная зона значительно увеличивает химическую активность, вследствие чего интенсивно окисляется металл, испаряется часть материала сварочной проволоки, снижается интенсивность металлургических процессов, из-за чего плавление оказывается не особо эффективным. С увеличением продолжительности сварки в ванночке скапливается все больше шлаков. Поэтому эта зона должна быть изолирована, что достигается использованием сварочных флюсов — неметаллических композиций с определенными свойствами.

Принцип и условия работы

Сварочная зона при установившемся процессе включает такие области:

  • Зона дугового столба с температурой внутри 4000−5000 °С.
  • Зона газового пузыря, образующаяся вследствие интенсивного испарения атомов в кислородной среде.
  • Шлаковый расплав, который легче металла и находится вверху газовой полости.
  • Расплавленный металл — внизу полости.
  • Шлаковая корка, образующая верхнюю, твердую границу зоны сварки.

На поведение свариваемого материала влияет и сварочная проволока. Так, любая сварка представляет собой миниатюрный металлургический процесс.

От шлаковой корки и окисления, которые ухудшают качество шва, свариваемый металл обезопасить можно путем непрерывной подачи в сварочную зону легкоплавких и одновременно химически инертных компонентов, коими и являются флюсы для сварки. Материалы могут применяться и для поверхностной наплавки. С использованием флюса снижается количество пыли, непременно образующейся в процессе работы.

Использоваться данные материалы должны при следующих условиях:

  • Флюс должен не снижать производительность, а стабилизировать процесс.
  • Не должно быть химической реакции флюса с основным металлом, сварочной проволокой.
  • На протяжении рабочего цикла зона сварочного пузыря должна быть изолированной от окружающей среды.
  • По окончании процесса остатки, связываясь с коркой шлака, должны без труда удаляться из рабочей зоны. Причем до 80% отработанного материала после очистки может использоваться снова.

Поскольку эти требования можно назвать даже противоречивыми, оптимальный состав флюса и способ его подачи определяется конкретным видом сварки, конфигурацией соединяемых деталей и производительность процесса.

Классификация сварочных флюсов

Разновидности флюсов характеризуются такими параметрами:

  • Внешним видом. Бывают порошковидными, зернистыми, газовыми, в виде пасты. К примеру, для наплавки или электросварки используется порошок или мелкие гранулы (причем у материала должна быть соответствующая электропроводность). Для пайки или газосварки лучше взять пасту, порошок или газ.
  • Химическим составом. Требуется химическая инертность при высоких температурах и способность к эффективной диффузии ряда компонентов в металл шва.
  • Способом получения. Плавящиеся и неплавящиеся. Первые эффективны при наплавке, когда поверхность металла должна эффективно дополнять иные химические элементы. Вторая группа служит для улучшения механических показателей готового шва, поэтому они используются, когда варят высокоуглеродистые стали и цветные металлы, к примеру, алюминий, плохо сваривающийся в обычных условиях.
  • Назначением. Легированная сварочная проволока с флюсом, к примеру, позволяет улучшить химический состав и повысить механическую прочность исходного металла. Высоко ценятся универсальные флюсы, которые могут использоваться для сварки стали, цветных металлов и сплавов.

Типовые составляющие — это марганец и кремнезем, но с целью легирования могут включаться металлы и ферросплавы.

Классификацию часто производится по марке. Определяется она производителем. Например, марки, разработанные Институтом электросварки им. Патона, в обозначении обязательно имеют литеры A. H. Если наличествуют буквы ФЦ, значит, флюс разработало Центральное НИИ транспортного машиностроения. Хоть рецептура изготовления материалов стандартизирована, единой маркировки не существует.

Процесс получения и химический состав

Основа неплавленых флюсов керамическая, а получаются эти материалы путем механического измельчения компонентов на шаровых мельницах. В зависимости от размера фракций флюсы делятся на мелкие (с зерном 0,25−1,0 мм) и нормальные (с зерном размером до 4 мм). Первые используются при сварке проволокой малых диаметров, не более 1,0−1,5 мм, в обозначение добавляется буква М. При значительном количестве компонентов в неплавленом флюсе они предварительно связываются склеиванием, а потом уже частицы размалываются до нужного размера.

В неплавленых флюсах, кроме кремнезема, есть ферросплавы, марганцевая руда, оксиды ряда элементов, металлические порошки. Компоненты подбираются по способности усиливать металлургический процесс в зоне сварки. В итоге улучшаются условия для поверхностного легирования и раскисления металла, зернистость сварного шва становится мельче, а количество вредных примесей в нем уменьшается. Легирующие способности неплавленых материалов позволяет использовать более дешевую сварочную проволоку.

К недостаткам неплавленых флюсов относится, к примеру, то, что их упаковка должна быть плотнее, поскольку компоненты гигроскопичны, а влага ухудшает качество материала. Неплавленые флюсы к соблюдению технологии сварки требовательнее, так как при этом существенно могут измениться условия легирования.

Магнитные флюсы тоже относятся к категории неплавленых. Их эффективность подобна керамическим, однако они дополнительно содержат железный порошок, увеличивающий производительность.

Плавленые флюсы главным образом используются при автоматической сварке. Технология их изготовления включает такие этапы:

  1. Подготовка и размол компонентов, кроме использующихся в неплавленых флюсах. Сюда же включается плавиковый шпат, мел, глинозем и пр.
  2. Перемешивание механической смеси во вращающихся мельницах.
  3. Плавка в газопламенных печах с защитной атмосферой или в электродуговых печах.
  4. Гранулирование для приобретения итоговыми фракциями требуемого размера зерен. С этой целью расплав флюса выпускается в воду и затвердевает в ней шарообразными частицами.
  5. Сушка в сушильных барабанах.
  6. Просеивание и упаковка.

Плавленые флюсы состоят из кремнезема SiO2 и оксида марганца. Марганец восстанавливает оксиды железа, постоянно образующиеся при сварке, и связывает серу в шлаках в сульфид, легко удаляющийся впоследствии со сварного шва. Кремний препятствует росту концентрации окиси углерода. Раскисляющие свойства последнего элемента повышают однородность химического состава металла.

Окраска плавленых флюсов прозрачная или светло-желтая, а плотность их не больше 1,6−1,8 г/см3.

Действие флюсов во время сварки

При ручной сварке флюс насыпается 60-миллиметровым слоем на поверхности металла, прилегающего к будущему стыку. При недостаточной толщине слоя возможен непровар и образование раковин и трещин. После этого при электросварке возбуждается разряд, а при газопламенной сварке поджигается горелка.

По мере перемещения электрода флюс подсыпается на новые поверхности. Так как размеры столба в дуге больше высоты флюса, разряд протекает в жидком расплаве компонентов, воздействующих на металлический расплав с удельным давлением до 9 г/см². В итоге исключается разбрызгивание металла, расходуется меньше сварочной проволоки, растет производительность. Это объясняется способностью флюса использовать более высокие значения рабочего тока без опасений получения прерывистого шва. Ток силой 450−500 А при открытой сварке невозможно применять, потому что дуга выплескивает металл из ванночки.

При полуавтоматической и автоматической сварке флюсы используются следующим образом:

  1. По специальной трубке флюс подается из бункера.
  2. Позже подается электродная проволока с катушки, расположенной после емкости с флюсом.
  3. По мере протекания рабочего процесса часть флюса, не использованная и связанная шлаками, пневматикой отсасывается в емкость.
  4. Расплавленная и охлажденная шлаковая корка механически удаляется со шва.

Плюсы применения флюсов:

  • Отсутствие необходимости в предварительной разделке кромок будущего шва, так как с большими токами электросварки или повышенной концентрации кислорода при сварке газовой металл плавится гораздо интенсивнее.
  • Отсутствие угара металла в зоне шва и прилегающих поверхностях.
  • Более устойчивая дуга.
  • Повышение КПД источника питания в результате снижения потерь энергии, которая тратится на нагрев металла, разбрызгивание его и повышенного расхода флюса и сварочной проволоки.
  • Комфортные условия труда, ведь значительную часть пламени дуги экранирует флюс.

Ограничение применения в невозможности быстрого осмотра участка выполненной сварки. Данное обстоятельство требует более тщательных подготовительных работ, особенно при соединении сложных по конфигурации деталей. Еще флюсы довольно много стоят, а расходуются практически как сварочная проволока.

tokar.guru

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.

флюс в виде гранул

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.

схема сварки под флюсом

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.

флюс европейского производства

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.

[Всего голосов: 0    Средний: 0/5]

svarkaed.ru

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

Сварка флюс

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.

Символ обозначения Тип средства

MS

 Марганец-силикатный

FB

 Флюоритно-основной

CS

 Кальций-силикатный

AR

 Алюминатно-рутиловый

AB

 Алюминатно-освновной

W

 Другие типы

Нормативы по применению

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

Сила тока, А Высота слоя присыпки, мм Грануляция частиц, мм
200-400 25-35 0,25-1,2
600-800 35-40 0,4-1,6
1000-1200 45-60 0,8-2,5

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

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

Обзор технологии сварки под флюсом

В некоторых случаях при неразъемных соединениях деталей методом сварки находящиеся вокруг сварочной зоны газы, в частности, воздух и окись углерода, ухудшают проведение процесса, а само соединение оказывается непрочным. Снижается и производительность сварочных работ. Преодолеть эти негативные последствия помогает сварка под флюсом.

Виды и предназначение сварочных флюсов

Под сварочными флюсами понимают неметаллические минеральные вещества, которые при сварке решают следующие задачи:

  1. Стабилизируют горение сварочной дуги (особенно при сложных конфигурациях шва).
  2. Улучшают формирование сварного шва.
  3. Изменяют химический состав металла в зоне шва.
  4. Снижают энергетические потери и износ электродов.
  5. Позволяют повысить производительность процесса, поскольку возможно использовать автоматизированное оборудование для сварки под флюсом — так называемые сварочные тракторы.

Классификация данных материалов может быть выполнена по следующим параметрам:

  • По назначению. Различают флюсы для сварки сталей как нелегированных, так и легированных, для сварки цветных металлов, флюсы для пайки и т.д.
  • По химическому составу;
  • По технологии сварки;
  • По технологии приготовления.

Рассматриваемые составы могут быть универсальными, а также специально разработанными под особые условия сварки. В частности, для автоматической сварки под слоем флюса требуется использовать составы, полностью отвечающие требованиям ГОСТ 9087. Этим стандартом оговаривается определенная зависимость между размерами частиц флюса и диаметром сварочной проволоки.

Для выполнения сварки под флюсом используются вещества, получаемые либо плавлением, либо механическим соединением необходимых компонентов с последующим их склеиванием. В первом случае флюсы называют плавлеными, во втором — неплавлеными.

Основная минеральная составляющая любого флюса — двуокись кремния. Ее количество колеблется в пределах 35…80% (иногда часть кремнезема заменяется плавиковым шпатом). Остальное содержание низкокремнистых флюсов — марганец, а также металлы, при помощи которых происходит дополнительное легирование зоны шва. Марганец обладает большим сродством к кислороду, а потому, активно взаимодействуя с ним, снижает окислообразование в зоне сварки. Одновременно снижается вероятность проникновения в состав шва хрупких соединений серы: марганцем они связываются в сульфид, который затем удаляется с поверхности готового шва. Кремний не только упрощает приготовление флюса, но и снижает образование пор, поскольку угнетает процесс окисления углерода при температурах горения сварочной дуги.

Плавленые сварочные флюсы производят по следующей технологии. Компоненты размалывают до требуемых размеров частиц (чем меньше диаметр сварочной проволоки, тем меньшими они должны быть), затем тщательно перемешивают и расплавляют в печах с безокислительной атмосферой. Завершающим этапом приготовления является гранулирование флюса. Оно заключается в пропускании нагретых частиц через непрерывный водный поток, в результате чего частицы затвердевают и получают округлую форму, причем от интенсивности потока будущего гранулята зависят его размеры. После сушки и просеивания на виброситах с различными размерами ячеек, флюс разделяется на фракции и считается готовым к применению.

Неплавленые флюсы получают перемешиванием необходимых компонентов и последующим их связыванием при помощи жидкого стекла. Их технологические характеристики несколько ниже плавленых.

Таким образом, выбор марки сварочного флюса полностью определяется условиями его использования. Технологи не советуют увлекаться универсальными веществами, рекомендуя их к применению лишь для соединения деталей, которые в процессе своей эксплуатации не подвергаются значительным изгибающим, а также вибрационным нагрузкам.

Механизм работы флюсов при сварке

Перед началом работ стыкуемые поверхности металла покрываются сплошным слоем флюса толщиной не менее 40-50 мм. Сварочный электрод вводится вовнутрь, после чего возбуждается сварочная дуга. Поскольку температура в зоне горения дуги превышает 5500-6000 0С, то флюс внутри газового пузыря расплавляется, и накрывает сверху металлический расплав. Это происходит потому, что плотность флюса намного меньше плотности металла. Таким образом, зона сварного шва надежно ограждается от водяных и газовых паров и прочих химических веществ, которые при высокой температуре способны насыщать поверхностные слои металла вредными веществами.

Применение сварного флюса позволяет также снизить потери металла на разбрызгивание. Это становится возможным вследствие большого поверхностного натяжения расплава флюса, которое достигает значений в 8-10 г/см2. Поэтому применение сварочных флюсов позволяет увеличивать ток дуги без ущерба для качества готового шва. Например, обычным режимом для сварки под флюсом считается применение силы тока 1000-2000 А, в то время, как в обычном процессе увеличение тока до 200-300 А приводит к серьезным потерям материала электрода. Поэтому в химическом составе сварочной проволоки с флюсом часто присутствуют дефицитные легирующие компоненты — вольфрам, хром, кобальт и пр.

Механизм формирования сварного шва при сварке под слоем флюса следующий. Поскольку концентрация тепловой мощности в зоне дуги из-за воздействия флюса увеличивается, расплавление металла происходит быстрее. В результате, независимо от состояния кромок, полностью заполняются все стыки. Меняется и материальный баланс шва: 60-65% составляет металл соединяемых деталей, и лишь остальное — материал сварочных электродов. При автоматической сварке это сопровождается заметным повышением производительности процесса.

Эффективная сварка некоторых металлов (алюминия, высокоуглеродистых и легированных сталей) без применения флюса вообще невозможна. В частности, флюс для сварки алюминия включает в себя, помимо традиционных компонентов, также и вещества, раскисляющие металл. Дело в том, что индивидуальная особенность алюминия — образование высокостойкой окисной пленки — снижает производительность сварки и вынуждает применять более высокие сварочные токи.

Особую роль при сварке играют магнитные флюсы. Они относятся к категории неплавленых, но дополнительно включают в себя железный порошок. Производительность сварки при этом возрастает. При повышенных температурах процесса наличием проволоки для полуавтомата, содержащей магнитный флюс, создается сильное магнитное поле. Оно сокращает расстояние между флюсом и металлом который подвергается сварке. Поэтому потери флюсовой проволоки уменьшаются.

Таким образом, сварочные флюсы способствуют повышению экономичности, производительности и качества сварки.

Оснастка для производства сварки под флюсом

Наибольший эффект от сварочных работ под слоем флюса обеспечивает применение сварочных полуавтоматов и автоматов. Во флюсоподающее устройство входят:

  1. Бункер.
  2. Подающая трубка.
  3. Пневмоотсос.
  4. Привод для вакуумного насоса (в некоторых исполнениях сварочных тракторов используется привод от промышленной пневматической сети).
  5. Фильтрующий циклон.

Флюсаппарат работает так. В эжекторе, который является основой узла для подачи флюса, создается необходимое разрежение воздуха. В результате смесь флюса с воздухом попадает в шланг сварочного аппарата. Мощность всасывающего насоса подбирается таким образом, чтобы в подающей трубке создавалась скорость потока частиц материала не ниже 20-25 м/с: в этом случае флюс, независимо от размера частиц, будет находиться во взвешенном состоянии. Благодаря профилю эжектора, скорость частиц на выходе из трубки увеличивается и состав равномерно покрывает зону последующего соединения деталей.

В процессе сварки часть флюса остается в неизменном виде и поэтому вновь может быть подана в загрузочный бункер оборудования. С этой целью входное отверстие пневматического отсоса выполняется по профилю диффузора. В результате скорость перемещения использованного флюса по мере его приближения к загрузочному бункеру падает. В результате происходит эффективное отделение частиц флюса от воздуха. Воздух удаляется через ситообразные отверстия наружу, а флюс поступает в циклон, находящийся в верхней части флюсаппарата. Там происходит завихрение потока, при котором происходит окончательное сепарирование частиц флюса. Верхняя часть циклона закрывается пылезащитным колпаком, снабженным матерчатыми фильтрами, что улучшает качество отбора флюса в загрузочный бункер.

Для обеспечения стабильности движения флюса в бункере, и особенно — в подающей трубке, при работе сварочного оборудования непрерывно поддерживается незначительное избыточное давление воздуха.

В зависимости от производственных характеристик сварочного оборудования флюсаппараты обладают следующими эксплуатационными параметрами:

  • Номинальной производительностью, л/ч — до 450-500;
  • Максимальной высотой всасывания, м — до 3,5-4;
  • Рабочими давлениями сжатого воздуха, МПа — до 0,5-0,6.

Флюсаппараты выпускаются стационарными или передвижными. Они могут также комплектоваться вместе с основным оборудованием для сварки или поставляться отдельно от него.

Положительной особенностью сварочных автоматов является их работа при постоянной скорости подачи проволоки, поскольку использование флюса обеспечивает повышенную плотность тепловой мощности в зоне горения дуги.

wikimetall.ru

Сварочный флюс – как защитить соединение грамотно?

Черные и цветные металлы, в целом, являются одним из важнейших видов конструкционных материалов, играют важную роль практически во всех видах деятельности человека. Часто возникает необходимость надежного соединения металлических элементов конструкций.

Из многочисленных способов его выполнения сварка металлов дает высокопрочное и надежное соединение. Видов и технологий разработано множество. Сварка электрической дугой и газовая сварка среди них очень распространены, активно и широко применяются при строительных работах, промышленном производстве, работах в сфере энергетики и т.п.

Среди требований к шву важным является защита зоны сварки. Образующиеся при сварке окислы имеют температуру плавления выше, нежели у металла, это значительно ухудшает соединение. В задачу флюсов входит защита от окислов, ухудшающих свойства шовного соединения, и образование легко удаляемых шлаков. Достигается это за счет включения в составы химических веществ.

Поэтому, будучи достаточно сложным композитным материалом, флюс для сварки защищает металлический расплав и зону воздействия (дуга или горелка) от кислорода и азота, делая горение более стабильным и мощным. Способствует восстановлению окислов, разжижает и понижает температуры шлаков и их соединений, тем самым создавая условия их всплывания на поверхность расплава для последующего удаления.

Современные флюсы могут изготавливаться в виде отдельного материала или в виде цельной конструкции. Так, наружный слой покрытия на материале сварочного стержня образует цельную конструкцию сварочного электрода, ставшую стандартом и получившую широкое распространение.

Подобно электроду, сварочная проволока с флюсом широко применяется в механизированных сварочных работах с защитными газами и без них. Проволока намотана в бобины, и флюс в ней располагается в виде сердечника. Он также выполняет задачи защиты сварочной ванны.

Еще одним из видов бобинных материалов для автоматических и полуавтоматических сварочных аппаратов является сварочная проволока порошковая. Конструктивно она состоит из трубки-электрода со смесью порошкового металла и флюса внутри. Это также флюсовая сварочная проволока.

Флюс и тут снижает выделения вредной пыли и газов, увеличивает глубину и мощность расплава, тем самым обеспечивая большую однородность и качество шва. Кроме того, во флюсах присутствуют специальные добавки для получения заранее заданной химической чистоты, увеличения прочностных характеристик швов, их легирования.

В зависимости от вида металлов, от типа сварки применяются разные флюсы. Так, первая группа флюсов применяется для сварки углеродистой и легированной стали. Для сталей высоколегированных используются флюсы второй группы. Соответственно, для цветных металлов и сплавов сварку проводят с применением третьей, большой группы флюсов.

Например, специализированный флюс для сварки алюминия в своем составе может содержать соли натрия, калия, лития, бария. Кроме того, в этом флюсе есть плавиковый шпат. В составе проволок для сварки алюминия применяются также кремний, марганец, магний, цинк и железо.

Разумеется, в зависимости от типов флюсов, электродов и проволок, меняется состав и соотношение компонентов. Но надо отметить и наличие универсальных флюсов, некоторые из них могут использоваться для работ с металлами других групп.

Как уже говорилось, многочисленные задачи выполнения сварочных работ решаются также с применением газовой сварки. Фактором ее использования является плавность и постепенность нагрева соединяемых металлических деталей. Особенно целесообразно применение газосварки в работах, требующих такой постепенности.

Например, при работах с чугунами и специальными и инструментальными сталями. Как и в случае применения дуговой сварки, флюсы для газовой сварки защищают расплав от образования тугоплавких окислов, способствуют образованию шлаков с низкими температурами плавления. Такие шлаки образуют тонкую защитную поверхностную пленку на шовном соединении.

И поэтому в случае газосварки к флюсам предъявляются требования: низкая плотность (должен плавать на поверхности расплава), легкоплавкость (менее температур плавки металла), адгезия и текучесть в расплаве, легкость вступления в реакцию с оксидными пленками и оксидами металлов (для образования низкотемпературных шлаков) и безопасность для людей и материалов.

Поскольку металлов, как и сплавов, множество, флюсовых материалов только для сварки газом известно больше ста наименований. Тут применяется, например, кремниевая и борная кислоты, бура, их многокомпонентные сочетания.

ogodom.ru

www.samsvar.ru

Сварочные флюсы. Сварка

Сварочные флюсы

Сварочным флюсом называют неметаллический материал, расплав которого необходим для сварки и улучшения качества шва.

Взаимодействуя в процессе сварки с жидким металлом, расплавленный флюс в значительной степени определяет химический состав металла, а следовательно, и его механические свойства. По способу изготовления флюсы делятся на плавленые и неплавленые.

Плавленые флюсы являются основными при автоматической сварке металла. Флюсы типов АН–348–А, АН–348–АМ, АН–348–В, АН–348–ВМ, ОСЦ–45, ОСЦ–45М, АН–60 и ФЦ–9 предназначены для механической сварки и наплавки углеродистых и низколегированных сталей углеродистой и низколегированной сварочной проволокой.

• Флюс марки АН–8 применяют при электрошлаковой сварке углеродистых и низколегированных сталей и сварке низколегированных сталей углеродистой и низколегированной сварочной проволокой.

• Флюсы марок АН–15М, АН–18, АН–2 °C, АН–2 °CМ и АН–20П служат для дуговой автоматической сварки и наплавки высоколегированных и среднелегированных сталей.

• Флюс марки АН–22 предназначен для электрошлаковой сварки и дуговой автоматической наплавки и сварки низко– и среднелегированных сталей.

• Флюсы АН–26С, АН–26СП и АН–26П применяют при автоматической и полуавтоматической сварке нержавеющих, коррозионно-стойких и жаропрочных сталей.

• Флюсы марок АН – 17М, АН–43 и АН–47 предназначены для дуговой сварки и наплавки углеродистых, низко– и среднелегированных сталей повышенной и высокой прочности.

Нормальные флюсы содержат зерна размером 0,35–3 мм. Флюсы мелкой грануляции состоят из зерен размером 0,25–1,0 мм и в обозначении марки имеют конечную букву М.

Плавленые флюсы получают сплавлением его составляющих компонентов:

1. Изготовление флюса включает следующие процессы: размалывание до необходимых размеров сырьевых материалов (марганцевая руда, кварцевой песок, мел, плавиковый шпат, глинозем и др.

2. Перемешивание их в определенных массовых соотношениях; плавка в газопламенных или электродуговых печах.

3. Грануляция с целью получения флюса определенных размеров зерен.

Грануляцию производят выпуском расплава флюса в воду, где он остывает и растрескивается на мелкие частицы. Затем флюс сушат в барабанах или сушильных шкафах и просеивают через сито на фракции. В состав этих флюсов в качестве основных компонентов входят марганец в виде оксида марганца и кремний в виде кремнезема.

Марганец, обладая большим сродством к кислороду, восстанавливает содержащиеся в наплавляемом металле оксиды железа. Кроме того, образуя сульфид MnS, марганец способствует удалению серы в шлак. При сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей высокомарганцовистые флюсы легируют металл шва.

Кремний способствует снижению пористости металла шва, так как подавляет процесс образования оксида углерода, который является одной из основных причин образования пор в наплавленном металле. Кремний также является хорошим раскислителем, но как легирующий элемент при сварке под флюсом имеет ограниченное применение.

Неплавленые флюсы представляют собой механическую смесь составляющих его материалов (кремнезем, марганцевая руда, плавиковый шпат, ферросплавы и др.). Их дробят, измельчают, дозируют и полученную смесь тщательно усредняют. Затем замешивают в строго определенных соотношениях с водным раствором жидкого стекла и, пропустив через гранулятор, получают шарообразные гранулы. Сырые гранулы поступают на сушку и прокалку.

Отсутствие плавки позволяет вводить в состав флюсов различные ферросплавы, металлические порошки, оксиды элементов и другие материалы. Эти вещества, участвуя в металлургических процессах сварки, значительно облегчают широкое легирование и раскисление наплавленного металла, улучшают структуру и снижают вредные примеси в металле шва. При этом используется более простая сварочная проволока из обычной низкоуглеродистой стали. Недостатком неплавленых флюсов является их большая гигроскопичность, требующая герметичности упаковки и более точного соблюдения режима сварки, так как он оказывает влияние на процесс легирования наплавленного металла.

Используются флюсы марок АНК–35 (для сварки низкоуглеродистых сталей низкоуглеродистой проволокой Св–08 и Св–08А), АНК–46 (для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей), АНК–47 и АНК–30 (для сварки швов высокой хладостойкости), АНК–45 (для сварки высоколегированных сталей), АНК–40, АНК–18, АНК–19 (для наплавочных работ низкоуглеродистой сварочной проволокой Св–08 и Св–08А).

При применении наплавочных проволок эти флюсы дают слои наплавленного металла более высокой твердости. Флюс марки АНК–3, применяемый как добавка к флюсам марок АН–348А, ОСЦ–45, АН–60, повышает стойкость швов против образования пор.

Важным преимуществом неплавленых керамических флюсов является их относительно малая чувствительность к ржавчине, окалине и влаге на поверхности свариваемых кромок деталей по сравнению с плавлеными флюсами. Это особенно важно при строительно-монтажных работах.

Плавленые флюсы при сварке дают относительно небольшое количество легирующих примесей (только за счет восстановления из оксидов кремния и марганца). При этом появляются оксиды, способствующие образованию неметаллических включений, ухудшающих механические свойства металла. Поэтому для соответствующего легирования металла шва приходится применять дорогую легированную проволоку. Однако высокие технологические свойства плавленых флюсов (хорошая защита зоны сварки, хорошее формирование валиков, отделимость шлака и др.) и меньшая стоимость обеспечивают широкое применение их в сварочном производстве. При необходимости получения сварных швов высокого качества по ударной вязкости при низкой температуре, швов, стойких против образования пор и трещин, и некоторых других специальных швов керамические флюсы незаменимы.

К неплавленым флюсам также относятся магнитные флюсы. По технологии изготовления и применению они аналогичны керамическим флюсам. Кроме веществ, входящих в состав керамических флюсов, магнитный флюс содержит железный порошок, который не только придает ему магнитные свойства, но и способствует повышению производительности сварки.

Флюс подается через сопло дозирующим устройством автомата (или полуавтомата). Под действием магнитного поля сварочного тока флюс притягивается к зоне сварки. При этом обеспечиваются минимальный расход флюса и возможность качественной сварки вертикальных швов.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

info.wikireading.ru

Флюсы для газовой сварки | Сварка и сварщик

В процессе газовой сварки все металлы и их сплавы, соединяясь с кислородом окружающего воздуха и кислородом сварочного пламени, образуют оксиды, которые имеют более высокую температуру плавления, чем сам металл. Для защиты расплавленного металла от окисления и удаления образовавшихся при сварке оксидов применяют сварочные порошки или пасты, называемые флюсами.

Флюс для газовой сварки вещества, которые вводят в сварочную ванну для раскисления расплавленного металла и удаления из него образовавшихся оксидов и неметаллических включений.

При газовой сварке флюс применяется в виде порошков, паст или легкоиспаряющейся жидкости. В первых двух случаях он подается в зону сварки вручную, т. е. наносится на кромки свариваемого металла и на присадочные прутки, либо вносится в ванну в процессе сварки периодическим погружением присадочного прутка в сосуд с флюсом.

В случае применения флюса в виде паров (например, флюса БМ-1 при сварке меди, медных и никелевых сплавов) он подается в пламя горелки автоматически в строго дозированном количестве специальным прибором.

В процессе газовой сварки флюсы, вводимые в сварочную ванну, расплавляются и образуются с окислами легкоплавкие шлаки, всплывающие на поверхность сварочной ванны. При этом пленка покрывает расплавленный металл шва, предохраняя его от дальнейшего воздействия атмосферного воздуха. Необходимость применения флюсов при сварке металлов и сплавов, высоколегированных сталей и чугуна вызывается тем, что при нагревании металлов до высокой температуры на их поверхности образуется оксидная пленка, которая при расплавлении переходит в сварочную ванну, препятствуя при этом надежному сплавлению основного и присадочного металла. При сварке углеродистых сталей флюсы, как правило, не применяют.

К сварочным флюсам, применяемым при газовой сварке и пайке, предъявляют следующие требования:

  • флюс должен быть более легкоплавким, чем основной и присадочный металлы;
  • расплавленный флюс должен хорошо растекаться по нагретой поверхности металла, т. е. обладать достаточной жидкотекучестью;
  • расплавленный флюс не должен выделять ядовитых газов в процессе сварки и вызывать коррозию сварочного соединения;
  • флюс должен обладать высокой реакционной способностью, активно раскислять окислы, переводить их в более легкоплавкие химические соединения или удалять их, растворяя так, чтобы процесс растворения заканчивался до затвердевания сварочной ванны;
  • образовавшийся в процессе сварки шлак должен хорошо защищать металл от окисления кислородом и азотом воздуха;
  • шлаки должны хорошо отделяться от шва после сварки;
  • плотность флюса должна быть меньше плотности основного и присадочного металла, чтобы в процессе сварки образуемый флюсом шлак всплывал на поверхность сварочной ванны, а не оставался в металле шва;
  • флюс должен сохранять свои свойства на протяжении всего процесса сварки:
  • флюс должен быть дешевым и недефицитным.

В зависимости от вида свариваемого металла в сварочной ванне образуются основные и кислые оксиды. Если образуются основные оксиды, то применяют кислый флюс, если кислые - основной флюс. В обоих случаях реакция протекает по следующей схеме:

кислотный оксид + основной оксид = соль.

В качестве флюсов используют буру, борную кислоту, оксиды и соли бария, калия, лития, натрия, фтора и др. Состав флюса выбирают в зависимости от свойств свариваемого металла. При сварке чугуна в сварочной ванне образуется кислый оксид SiO2, для растворения его вводят сильные основные оксиды - К2O, Na2O. В качестве основных флюсов применяют углекислый натрий Na2CO3, углекислый калий К2СO3 и буру Na2B4O7.

При газовой сварке меди, латуни образуются основные оксиды (Cu2O, ZnO, FeO и др.), поэтому для растворения их вводят кислые флюсы. Они обычно представляют собой соединения бора.

При кислородной резке нержавеющих сталей, чугуна и цветных металлов флюс вводится в струю режущего кислорода. Основой флюса для кислородной резки служит железный порошок.

weldering.com