Сварочные флюсы

Флюсы применяют при многих способах сварки и наплавки плавлением при электродуговой сварке под флюсом, сварке по флюсу, сварке с магнитным флюсом и при электрошлаковой сварке. В процессе сварки флюс защищает зону сварки от доступа воздуха и выполняет ряд других важных функций. Флюсы можно классифицировать по следующим основным признакам: назначению, способу изготовления, химическому составу, строению и размеру частиц.

Современные флюсы в зависимости от их назначения и преимущественного применения разделяются на флюсы, предназначенные для дуговой и электрошлаковой сварки и для наплавки; флюсы, предназначенные для механизированной сварки и наплавки углеродистых сталей, легированных сталей и цветных металлов и сплавов. Такое разделение в известной степени условное, поскольку флюсы, преимущественно применяемые для сварки и наплавки одной группы металлов или сплавов, могут быть с успехом использованы для сварки и наплавки металлов другой группы. Вместе с тем флюсы, предназначенные для сварки одних цветных металлов или легированных сталей одних марок, могут оказаться непригодными для сварки других цветных металлов или легированных сталей других марок.

Различают флюсы общего назначения и специальные. Флюсы общего назначения предназначены для механизированной дуговой сварки и наплавки углеродистых и низколегированных сталей углеродистой и низколегированной сварочной проволокой. Флюсы специальные предназначены для отдельных способов и целей сварки: электрошлаковой сварки, сварки легированных сталей и т. п.

По способу изготовления флюсы разделяют на плавленые и неплавленые. Плавленые флюсы получают сплавлением компонентов шихты в электрических или пламенных печах. Неплавленые флюсы изготовляют скреплением частиц флюсовой шихты без их сплавления. К числу неплавленых флюсов относятся керамические флюсы, спеченные флюсы, флюсы-смеси.

Керамические флюсы изготовляют из смесей порошкообразных материалов, скрепляемых при помощи клеющих веществ, главным образом жидким стеклом. Спеченные флюсы изготовляют спеканием компонентов шихты при повышенных температурах без их сплавления. Полученные комки затем измельчают до частиц требуемого размера. Флюсы-смеси изготовляют механическим смешением крупинок различных материалов или флюсов. Большим недостатком механических смесей является склонность к разделению при транспортировке и в процессе сварки вследствие разницы в плотности, форме и размере крупинок. Поэтому механические смеси не имеют постоянных составов и технологических свойств и недостаточно надежно обеспечивают стабильное качество сварных швов.

По химическому составу сварочные флюсы могут быть разделены на три группы: оксидные, солевые и солеоксидные. Оксидные флюсы состоят из окислов металлов и могут содержать до 10% фтористых соединений. Их преимущественно применяют для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Флюсы солевого типа состоят из фтористых и хлористых солей металлов, а также из других не содержащих кислород химических соединений. Их используют для сварки активных металлов, таких как алюминий, титан и др., а также для электрошлакового переплава. Флюсы солеоксидного типа состоят из фторидов и окислов металлов. Их преимущественно применяют при сварке и наплавке высоколегированных сталей.

По химическому составу шлакообразующей части оксидные флюсы могут быть разделены на кислые, нейтральные и основные. Это определяется содержанием в их составе кислых и основных окислов. К кислым (кислотообразующим) окислам относят Si02 и ТЮ2, к основным —СаО, MgO, MnO, FeO. Окись алюминия А1203 и окись железа Fe203 имеют амфотериый характер. Если в составе флюса много кислого окисла Si02, А1203 ведет себя как основной окисел, если же флюс содержит много основных окислов, А1203 ведет себя как кислый окисел. Фториды и хлориды относятся к химически нейтральным соединениям.

Плавленые флюсы в зависимости от содержания в них Si02 разделяют на высококремнистые, низкокремнистые и бескремнистые. К высококремнистым относятся флюсы, содержащие свыше 37—40% Si02 При меньшем содержании Si02 флюсы относятся к низкокремнистым. В бескремнистых флюсах Si02 содержится только в качестве примеси (не более 4%). Флюсы, предназначенные для сварки низкоуглеродистой и низколегированной стали низкоуглеродистой проволокой, как правило, высококремнистые. Низкокремнистые флюсы обычно применяют для сварки легированных сталей.

По содержанию МпО плавленые флюсы разделяют на безмарганцевые и марганцевые. К первым относятся флюсы, содержащие не более 1 % МпО. При более высоком содержании МпО флюс относится к марганцевым.

По строению частиц плавленые флюсы разделяют на стекловидные, пемзовидные (рис. 7-29) и кристаллические. Стекловидный флюс представляет собой прозрачные зерна. Они бесцветные или же окрашены в зависимости от состава в различные цвета — от светло-синего до черного. Пемзовидный флюс представляет собой зерна пенистого материала белого или светлых оттенков желтого, зеленого и других цветов. Кристаллический флюс характеризуется кристаллическим строением зерен, окрашенных в те же цвета, что и пемзовидный флюс. Объемная масса пемзо-видных флюсов 0,6—1 г/см3, стекловидных и кристаллических 1,4—1,8 г/см3, промежуточную объемную массу имеют флюсы полупемзовидного строения.

Согласно рекомендации СЭВ по стандартизации сварочных плавленых флюсов РС2205—69, флюс подразделен по величине зерен (табл. 7-30).

Определяющими при выборе флюса являются состав основного металла и принятый способ сварки.