Плавленые флюсы для сварки высоколегированных сталей и сплавов

Для сварки высоколегированных сталей и сплавов преимущественно применяют флюсы с высоким содержанием фтористых соединений (фторидные флюсы). По химическому составу они относятся к солевому или солеоксидному типам. Кроме того, для сварки высоколегированных сталей и сплавов находят применение низкокремнистые флюсы и так называемые высокоосновные флюсы.

Сварку высоколегированных сталей под низкокремнистыми, бескремнистыми и фторидными флюсами, как правило, ведут на постоянном токе обратной полярности. Сварка на переменном токе дает отрицательные результаты как в отношении устойчивости дугового процесса, так и в отношении качества получаемых швов.

В зависимости от характера воздействия на металл сварочной ванны фторидные флюсы подразделяют на бескислородные, безокислительные и окислительные (табл. 7-39).

Основой фторидных бескислородных флюсов (АНФ-1П, АНФ-5, АНФ-24) является фтористый кальций, в качестве добавок используются фториды натрия (АНФ-5), магния (АНФ-24), бария и др. При сварке достигается высокое усвоение таких легирующих элементов, как титан, алюминий, бор, так как бескислородные флюсы их почти не окисляют. Кроме того, снижается содержание серы в металле шва. Вместе с тем эти флюсы не лишены технологических недостатков: ухудшенное формирование сварных швов и способность шунтировать дугу расплавленным шлаком, в результате чего нарушается устойчивость дугового процесса. Бескислородные флюсы применяют преимущественно для сварки аустенитными швами сталей и сплавов, содержащих легкоокис-ляющиеся элементы.

Фторидные безокислительные флюсы (АНФ-7, АНФ-8, АНФ-23) имеют фторидную основу (до 50%) и содержат некоторое количество прочных окислов, например CaO, MgO или А1203. Введение этих окислов продиктовано в основном стремлением улучшить формирующие свойства фторидных флюсов. Безокислительные фторидные флюсы рекомендуется применять для сварки аусте-нитных швов.

Фторидные окислительные флюсы также имеют фторидную основу, но содержат наряду с прочными окислами такие непрочные кислородные соединения, как окислы марганца (флюсы АНФ-15, АНФ-17), окись бора (флюс АНФ-22). Флюс АНФ-17 предназначен для сварки чистоаустенитных швов, не содержащих титана, алюминия и бора, флюс АНФ-22 — для сварки аустенитно-боридных швов.

Сварка под фторидными окислительными флюсами, содержащими окислы марганца и бора, сопровождается окислением кремния, серы, фосфора и легированием металла шва марганцем и бором. Марганец и бор (при содержании более 0,2%) положительно влияют на стойкость чистоаустенитных швов против образования кристаллизационных трещин. Естественно, что при этом наблюдается значительный угар титана и алюминия. Чтобы компенсировать потерю этих элементов и связанное с этим снижение прочности металла шва, используют сварочные проволоки, дополнительно легированные ниобием, молибденом и вольфрамом.

Интенсивность окислительно-восстановительных процессов при сварке под фторидными окислительными флюсами увеличивается с ростом напряжения дуги и уменьшением величины сварочного тока.

Фторидные окислительные флюсы АНФ-14, АНФ-16 и АНФ-25 (система CaF—А1203—СаО—MgO—Si02) рекомендуют для сварки аустенитно-ферритных швов и швов на хромистых коррозионностой-ких сталях. Для тех же сталей применяют низкокремнистые флюсы 48-ОФ-10 и АН-26. Низкокремнистые окислительные флюсы пригодны также и для сварки аустенитных сталей. Так, хорошие результаты получены при сварке стабильноаустенитной стали ЭИ943 и других под флюсом АН-18, содержащим окислы железа. К высокоосновным относятся окисные флюсы на основе устойчивых окислов СаО, MgO, A1203. Они могут содержать также некоторое количество фторидов (флюс АН-29). Высокоосновные флюсы сочетают в себе хорошие металлургические и технологические свойства. Их особенность состоит в том, что во избежание образования пор сварку под ними необходимо выполнять на постоянном токе прямой полярности, тогда как при использовании фторидных и низкокремнистых флюсов — на постоянном токе обратной полярности. Под высокоосновными флюсами АН-29, АН-292 и т. п. рекомендуется сваривать чистоаустенитные швы (см. табл. 7-39).

При выплавке в восстановительных условиях в высокоосновных флюсах образуются карбиды кальция и магния. Такие карбидные флюсы рекомендуется применять при сварке аустенитно-карбидных швов. При сварке под карбидными флюсами повышается стойкость металла шва против образования кристаллизационных трещин и пор.

Во избежание пор в швах фторидные флюсы необходимо прокаливать в интервале температур 500—900° С в течение 1—2 ч. Флюсы стекловидного строения, например АН-26С, можно прокаливать и при более низких температурах, соответственно увеличив время выдержки.