Типи флюсів

ТИПИ ЗВАРЮВАЛЬНИХ ФЛЮСІВ І СПОСОБИ ЇХНЬОГО ВИГОТОВЛЕННЯ

ЛЕКЦІЯ 15

Мета лекції – вивчення загальних характеристик зварювальних флюсів.

ТИПИ ЗВАРЮВАЛЬНИХ ФЛЮСІВ І СПОСОБИ ЇХНЬОГО ВИГОТОВЛЕННЯ

ЛЕКЦІІЯ 15

План лекції:

1. Флюси для зварювання і наплавки.

2. Загальна класифікація і зварювально-технологічні властивості флюсів.

3. Сучасне уявлення про будову і властивості шлакових систем

Рекомендована література

1. Петров Г.Л. Сварочние материалы.-Л.: Машиностроение. 1972.-279 с.

2. Багрянский К.В. Электродуговая сварка и наплавка под керамическими флюсами. – Киев: “Техніка”, 1976.- 184 с.

3. Сварочные материалы для дуговой сварки т. 1. Под редакцией Потапова Н.Н. – М: Машиностроение. 1989.- 544 с.

4. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением. Под редакцией акад. Б.Е. Патона. – М: Машиностроение 1974. – 768 с.

5. Сварка в машиностроении. Справочник. т. 2. Под редакцией д.т.н. Акулова А.И. М: Машиностроение 1978. – 462 с.

6. Акулов А.И., Бельчук Г.А., Дем’янцевич В.П. Технология и оборудование сварки плавлением. М: Машиностроение 1977. – 432 с.

7. Подгаецкий В.В., Люборец И.И. Сварочные флюсы. Киев. “Техніка”. 1984. – 166 с.

8. Потапов Н.Н. Основы выбора флюсов при сварке сталей. М. Машиностроение. 1979. – 168 с.

Зварювальні флюси застосовуються при зварюванні під флюсом і по флюсі, з магнітним флюсом, а також при електрошлаковой зварюванню. Внаслідок істотних розходжень між цими процесами до застосовуваних флюсів пред'являються різні вимоги. Специфічні вимоги пред'являються й до шлаків для електрошлакового переплаву, що має багато загального з електрошлаковой зварюванням.

Великий вплив на зварювальні й інші властивості флюсів робить технологія їхнього виготовлення. При цьому мають значення не тільки принципові розходження між технологіями виготовлення плавлених і неплавлених флюсів, але й особливості виконання окремих технологічних операцій. Зокрема, це ставиться до операцій виплавки плавлених флюсів і грануляції керамічних флюсів.

Флюси можна класифікувати по способі виготовлення, призначенню, хімічному складу, будові й розміру часток.

По способу виготовлення флюси діляться на плавлені й неплавлені. Плавлені флюси одержують шляхом сплавки компонентів шихти в електричних або полум'яних печах. При виготовленні неплавлених флюсів частки флюсової шихти скріплюють без їхньої сплавки. До числа неплавлених флюсів ставляться керамічні й спечені флюси, а також флюс-суміші. Керамічні флюси роблять із сумішей порошкоподібних матеріалів, що скріплюють за допомогою клеющих речовин, головним чином рідкого скла. Спечені флюси виготовляють шляхом спікання компонентів шихти при підвищених темперетурах без їхньої сплавки. Отримані грудки потім подрібнюють до необхідного розміру. Флюс-суміші виготовляють механічним змішанням крупинок різних матеріалів або флюсів. Більшим недоліком механічних сумішей є схильність до поділу на складові при транспортуванні й у процесі зварювання внаслідок різниці в щільності, формі й розмірі крупинок. Тому механічні суміші не мають постійних составів і зварювальних властивостей і недостатньо надійно забезпечують одержання стабільної якості зварених швів.

Залежно від призначення й переважного застосування розрізняють флюси для електродугової й для електрошлакового зварювання, а також для механізованого зварювання й наплавлення вуглецевих сталей, легованих сталей, кольорових металів і сплавів. Такий поділ певною мірою умовно, оскільки флюси, що переважно застосовуються для зварювання й наплавлення металів або сплавів однієї групи, можуть бути з успіхом використані для зварювання й наплавлення металів іншої групи. Разом з тим флюси, призначені для зварювання одних кольорових металів або одних марок легованих сталей, можуть виявитися непридатними для зварювання інших кольорових металів або інших марок легованих сталей.

Розрізняють флюси загального призначення й спеціальні. Флюси загального призначення призначені для механізованого дугового зварювання й наплавлення вуглецевих і низьколегованих сталей низковуглецевих і легованим зварювальним дротом, спеціальні флюси - для окремих видів зварювання, наприклад, електрошлакового або зварювання високолегованих сталей.

По хімічному складу, відповідно до рекомендації Міжнародного Інституту Зварювання (МІС), зварювальні флюси діляться на кілька типів (табл. 1). Такий поділ флюсів запропонований недавно й ще не стало загальновідомим. Значно більше поширений розподіл флюсів по змісту в них SiО₂ і МnО— найбільше що часто зустрічаються хімічно активних окислів. Залежно від змісту SiО₂ флюси можуть бути высококремнистыми, низкокремнистыми й бескремнистыми. До высококремнистым ставляться флюси, що містять понад 37—40 % Si₂. При меншому змісті Si₂ флюси називаються низкокремнистыми. У бескремнистых флюсах Si₂ утримується тільки в якості домішки (не більше 4 %). Для зварювання углеродистых і низьколегованих сталей низкоуглеродистой дротом, як правило, застосовуються высококремнистые флюси, низкокремнистые звичайно застосовуються для зварювання легованих сталей.

Ппро зміст МпО плавленые флюси діляться на безмарганцеві й марганцеві. До першого ставляться флюси, що містять не більше 1 % МnО. При більше високому змісті Мnо флюс ставиться до марганцевого.

Таблиця 1 - Класифікація зварювальних флюсів по хімічному складу

Для взаємодії металу й флюсу при зварюванні істотне значення має ступінь основності флюсу. Вона визначається співвідношенням у флюсі основних і кислих (кислотообразующих) окислів. До основних окислів відносять, наприклад, СаО, МgО, МnО, FеО, до кислих — SiО₂, TiО₂, ZrО₂. Окис алюмінію А1₂О₃ і окис заліза Fе₂О₃ мають амфотерний характер. Якщо в складі флюсу втримується багато кислих окислів, то А1₂О₃ і Fе₂О₃ поводяться як основні окисли, якщо у флюсі багато основних окислів — як кислі. Фториди й хлориди звичайно вважають хімічно нейтральними з'єднаннями.

Предложено багато формул для вираження ступеня основности зварювальних флюсів, що відрізняються переважно оцінкою хімічної активності окремих з'єднань. З них найбільше часто застосовується наступна формула, рекомендована МИС:

,

де В — ступінь основності флюсу, СаО, МnО й т.д. — зміст відповідної хімічної сполуки у флюсі, % по масі. Якщо величина В більше 1, флюс ставиться до основного, при В менш 1 — до кислого типу. Якщо В ≈ 1, флюс уважається хімічно нейтральним. Фізичний зміст поняття основності флюсу (шлаків) складається в оцінці активності іона кисню. Чим вище основність флюсу, тим вище активність іона кисню ПРО²-, тобто тим більше в ньому вільних іонів кисню. У кислих флюсах активність іона кисню або досить невелика або ж дорівнює нулю, тому що іони кисню в них у значній мірі або повністю зв'язані в комплексні кремнийкислородні або алюмокислородні аніони. Зазначене розходження в структурі основних і кислих флюсів визначає розходження їхніх фізико-хімічних властивостей, особливо в рідкому стані.

Прі оцінці сумарної окисної здатності флюсу використається оцінка хімічна активність оксидів.

Хімічна активність кислого оксиду визначається як Аф. _до = Σ(RO₂)/100, а основного оксиду Аф. _про = Σ(RO) В/100.

Сумарна хімічна активність флюсу в конкретизованому виді має вигляд:

По будові часток флюси діляться на склоподібні, пемзовидні й кристалічні. Склоподібний флюс являє собою прозорі зерна. Вони безбарвні або пофарбовані залежно від состава в різні кольори — від ясно-синього до чорного. Пемзовидний флюс складається із зерен пінистого матеріалу білого або світлого відтінків жовтої, зеленої й іншої квіток. Кристалічний флюс характеризується кристалічною будовою зерен, пофарбованих у ті ж кольори, що й зерна пемзовидного флюсу. Об'ємна маса пемзовидных флюсів становить 0,6 — 1,0 г/см³, склоподібних і кристалічних — 1,4—1,8 г/см³, проміжну об'ємну масу мають флюси полупемзовидної будови.

Згідно з ГОСТ 9087-81, флюс поставляється з розміром зерен від 0,25 до 4,0 мм, причому для напівавтоматичного дугового зварювання призначається флюс із розміром зерен від 0,25 до 1,6 мм, для автоматичної дуговий - з розміром зерен 0,25-2,50; 0,25-4,00; 0,35- 3,00 і 0,35-4,00 мм.

Відповідно до рекомендації МИС, марка флюсу містить дві групи символів, що служать для позначення способу виготовлення й хімічного складу. На спосіб виготовлення вказує перша буква позначення: F - плавлений, В - керамічний і М - механічна суміш. Залежно від хімічного склад

Дата добавления: 2014-01-07