что такое флюс для сварки

Сварочные флюсы

Содержание:

Для чего нужен

Химическая активность зоны, где осуществляется соединение деталей, значительно увеличивается во время сварочного процесса при появлении высоких температур. Под воздействием воздуха в металл начинают попадать шлаки и окислы, что приводит к ухудшению качества шва.

Флюс в сварке добавляет этому процессу дополнительные преимущества:

Существуют определенные разновидности флюсов, которые обогащают металл шва соединения легирующими элементами, что приводит к его укреплению, и делает его более надежным и долговечным.

Условия использования

Флюсовая сварка должна происходить при соблюдении некоторых условий. С металлом деталей, подлежащих соединению, и металлом внутреннего стержня электрода или присадочной проволоки флюс не должен вступать в химическую реакцию.

На протяжении всего времени процесса сварки зона сварной ванны должна быть изолированной от окружающегося воздуха. Оставшиеся в шлаковой корке остатки флюса должны легко удаляться.

Область применения

Флюс сварка применяется при дуговом методе с помощью плавящихся электродов в виде проволоки, при сваривании покрытыми электродами электрическим методом. Во время сварки полуавтоматическим методом в среде инертного газа флюс располагается внутри трубочной проволоки. Также флюс находит применение при сварке угольными электродами и во время газовой сварки цветных металлов и легированных сталей.

Использование при всех видах сварки возможно, если существует необходимость создания изоляции от окисления, улучшения токопроводимости и стабильности горения дуги, исключения попадания примесей, вызывающих появление нежелательных дефектов. Необходимо осуществлять тщательный выбор флюсов в зависимости от вида конкретных работ.

Принцип работы

Что такое сварочный флюс можно понять, разобравшись, как происходит сварка с его участием.

Значительная часть оставшегося флюса после его очистки может вновь использоваться.

Процесс сварки с флюсом происходит по-разному в зависимости от типа сварки. При ручной сварке флюс в виде порошка насыпают на поверхность изделия слоем до 60 миллиметров. Ширина находится в диапазоне 50-100 миллиметров.

При автоматической и полуавтоматической сварке флюс поступает по специальной трубке из бункера аппарата. Затем подключается подача сварной проволоки, обладающей функцией электрода. Неиспользованная часть флюса вместе с внедренными в него шлаками, поступает в предназначенную для этого емкость. Охлажденная корка убирается с поверхности механическим способом. Для работы с автоматическим оборудованием наиболее часто применяются флюсы из категории АН, а также керамические.

Классификация

Флюс для сварки стали может различаться друг от друга по внешнему виду, химическому составу, физическому состоянию, областью применения и назначению. Использование флюсов регламентируется соответствующими нормативными стандартами. Так, например, в ГОСТе 8713-89 обозначены требования к электросварке железных изделий, никеля, металлоизделий из различных видов стали.

По назначению флюсы можно разделить на те, которые предназначены для сварки низкоуглеродистых сталей, низколегированных, с высокой степенью легированности, для соединения активных металлов. Для низкоуглеродистых сталей используются флюсы с большим содержанием кремния и марганца. Имеются различные варианты, касающиеся количества их содержания. Недостаток содержания марганца во флюсе может быть компенсировано использованием сварочной проволоки, которая обладает большим количеством марганца.

Для соединения сталей с низкой степени легированности используются флюсы, обладающие высокой степенью химической инертности, относящиеся к оксидному виду. В зависимости от марки в них содержится 5-35 процентов оксида кремния. Для сварки высоколегированных сталей используются флюсы, обладающие невысокой химической активностью. Могут применяться флюсы смешанного типа, в состав которых входят оксиды и соли в разных пропорциях. Для таких активных металлов, как титан, применяются солевые флюсы, состоящие из смеси галогенидов.

По методу получения флюсы подразделяются на полученные методом сплавления, склеиванием, механическим перемешиванием, дроблением зерен. Флюсы, полученные методом склеивания, называются керамическими. Керамические флюсы можно применять для сварки поверхностей с остатками ржавчины и окислов на поверхности изделий, наличия на ней следов влаги. Керамическую смесь можно добавлять к стекловидной.

При газовой сварке и пайке рекомендуется применять флюсы, имеющие вид мелкого порошка, газа и пасты. Физическое состояние определяет то, как выглядит флюс. Он может выглядеть, как мелкий порошок, стекловидные гранулы, пемзообразные, газообразные, в виде пасты. Они могут быть прозрачными и пористыми.

Во многих видах флюсов наибольшую долю составляет кремнезем, препятствующий образование углерода, что снижает появление в шве трещин и пор. В ходящий в состав флюса марганец, являющийся активным раскислителем, способствует снижению образования окислов в месте, где расположена сварочная ванна. Марганец также входит в реакцию с серой, что облегчает удаление после окончания сварки.

Задача таких добавок во флюс, как молибден, вольфрам, хром, титан, заключается в восстановлении первоначального состава основного металла, а также придания ему дополнительных полезных свойств.

Интересное видео

Источник

Что такое сварочный флюс

Часть сварочных работ необходимо выполнять в защищенной среде. Изолировать рабочую зону позволяют флюсы. Они отличаются по составу и предназначены для работы с определенными видами металлов. Правильный выбор флюса – необходимое условия для формирования качественного сварного шва.

Что такое флюс в сварке и для чего он нужен

Сварочный флюс – это материал, применяемый в сварочных работах с целью изоляции зоны сварки от атмосферного воздуха. Благодаря применению материала обеспечивается стабильное горение дуги, беспроблемное формирование поверхности сварного шва, а наплавленный материал получает предопределенные свойства. К примеру, при выполнении кузнечных работ, в полуавтоматической и газосварке используются хлориды, фториды, борная кислота и бура. Они создают жидкую защитную среду, которая активно растворяет оксиды.

Снизить негативное воздействие таких процессов удается при помощи инертных газов или жидкости, которые изолируют рабочую зону и предотвращают попадания атмосферного воздуха к точкам соединения металлов. Неметаллические композитные соединения – флюсы – и предназначены для создания именно такой защитной среды.

Применение флюса в процессе работы дает весомые преимущества, а именно:

Условия использования и недостатки

Флюс был разработан для оптимизации и стабилизации металлургических процессов, которые протекают во время сваривания металлов. В то же время он никак не должен понижать производительность электродов, а лучше всего, если будет способствовать ее увеличению. Для этого материал должен соответствовать некоторым требованиям:

Остатки флюса, которые в результате работы были связаны шлаком, должны легко удаляться. Материал, который остался незадействованным, может быть использован вторично. Как минимум, 80% всего состава.

Недостатков материала совсем немного:

Как работать с флюсом

Классификация флюсов

Флюсы отличаются многими признаками и поэтому их классификация достаточно широка. Они отличаются внешним видом, химическим составом, физическим состоянием, назначением и способом получения. К примеру, для дуговой сварки или наплавки хорошо подходят гранулированные и порошковые флюсы, которые имеют строго определенную электропроводность. Газовая сварка подразумевает работу с порошками, пастами и, собственно, газами.

Способ получения

Флюс может быть плавленым или неплавленым. Первый вариант применяется не только при сваривании металлов, но и при наплавке. Такой флюс эффективен, когда необходимо улучшить технические характеристики поверхности металла путем добавления в его состав дополнительных химических элементов. Например, наплав применяется для получения исключительно ровной поверхности или для улучшения устойчивости материала к коррозии.

Плавленые флюсы получают таким образом. Сперва компоненты измельчают и перемешивают. Затем они плавятся в электрических или пламенных печах без доступа кислорода. После этого горячие частички перемещаются через охлаждающий поток воды. В результате резкого снижения температуры они затвердевают и превращаются в гранулы. Размер частичек отличается и подбирается в зависимости от диаметра электрода: чем тоньше пруток, тем меньшего диаметра требуются гранулы.

Неплавленые флюсы еще называют керамическими. Они получаются в результате тщательного перемешивания мелких частиц ферросплавов, шлаков и минералов без термической обработки. После этого частицы перемешиваются со стеклом и спекаются. Их основные достоинства:

Как пример можно рассмотреть керамические сварочные флюсы серии UF. Они применяются в гражданском строительстве для создания конструкций высокой прочности из низколегированных сталей.

Химический состав

Основной компонент большей части флюсов – диоксид кремния. В некоторых видах продуктов его доля доходит до 80 процентов. Другие название материала – кремнезем. Он является кислотным оксидом и представляет собой кристаллический прозрачный минерал. Кремний препятствует образованию углерода, благодаря чему сильно снижается вероятность появления пор и трещин в сварочном шве.

Марганец по наполняемости находится на втором месте. Как компонент флюса он выступает в роли раскислителя. То есть, материал является своеобразным антиоксидантом. Во время протекания сварочного процесса марганец активно реагирует с кислородом, содержащимся в оксидах железа, а затем связывает молекулы кислорода, которые ранее взаимодействовали с кремнием. Результатом сложной химической реакции замещения является оксид марганца – нерастворимое в расплаве и легко удаляемое с поверхности соединение. Помимо этого, марганец улучшает качество соединения тем, что вступает в реакцию со свободной серой и связывает ее. Образуется сульфид, который тоже легко удаляется с поверхности шва.

Флюсы содержат еще и добавки для легирования – хром, ванадий, молибден, титан, вольфрам и другие. Они вводятся для того, чтобы восстанавливать первичный химический состав металла. Нередко эти добавки замещают собой выгоревшие примеси металла. Благодаря этому, расплав получает новые свойства. Легирующие добавки в большинстве случаев во флюсе представлены в виде ферросплавов – соединений с железом.

Назначение флюсов

Выбор флюса для выполнения определенных сварочных работ зависит от их предназначения. Они бывают:

Ниже представлена таблица с примерами применения конкретных марок флюсов:

Флюсы для газовой сварки

Для сваривания цветных металлов, а также инструментальной, отдельных марок тонколистовой стали и чугуна требуется создание специальных условий. Защитная среда создается с помощью инертных газов, а также путем использования порошкового или пастообразного флюса. Вещества наносятся на кромки соединяемых заготовок, прямо в сварочную ванну или же на присадочный пруток.

Флюс подается в рабочую зону по-разному в зависимости от его агрегатного состояния. Сложнее всего подавать порошкообразную консистенцию. Их следует точно подавать в расплав, исключая вероятность его сдува ветром. Пасты наносятся на кромки предварительно и не нуждаются в какой-либо дополнительной опеке. Газы подаются дозировано при помощи специального оборудования – расходомеров.

Для газовой сварки флюсы подбираются под оксиды, которые образуются в процессе выполнения работ. Если они кислые, то выбираются щелочные флюсы, и наоборот. Наиболее распространенные виды флюсов и их применение:

При работе газосварочными аппаратами флюсы для сваривания низкоуглеродистых металлов не используются. Это вызвано тем, что на поверхности расплава образуется достаточное количество легкоплавких оксидов железа.

Флюсы для автоматической сварки

Полуавтоматы и автоматические установки часто востребованы при работе со сложными конструкциями большого размера. Большая сила тока и грамотно подобранный флюс дают операторам возможность соединять элементы большой толщины. При этом не требуется предварительная разделка кромок, что экономит время и очень важно для производственных процессов конвейерного типа. Технология востребована при изготовлении резервуаров, труб; в машино- и судостроении.

Данный способ сваривания характеризуется высокой автоматизацией процессов. В частности, автоматически поддерживается стабильность горения дуги, дозирование и подача определенного количества флюса в рабочую зону (равно как и отвод неиспользованного), регулярное обновление электрода. Чтобы в рабочей зоне было стабильное и достаточное по объему газовое облако, толщина флюса должна составлять 4-8 см, а его ширина – 5-10 см. марка выбираемого флюса зависит от характеристик соединяемого металла. Все работы ведутся в нижнем пространственном положении.

Источник

Что такое флюс для сварки

Для снижения активности разогретых сталей и цветмета во время высокотемпературного воздействия применяется флюс сварочный. Выпускается композиционный материал в порошковой, гранулированной или пастообразной модификации. Цвет зависит от химсостава: белый, грязно-зеленый или оттенков коричневого. Некоторые изолирующие компоненты реагируют со сплавами, легируют диффузионный слой.

Используются многокомпонентные флюсы при всех способах сварки, если необходимо:

Подача неметаллических композиций, улучшающих качество соединений, оберегающих от контакта с воздухом в процессе нагрева, дозированная. предусмотрена в область, прошиваемую электродугой. Некоторые марки содержат элементы, легирующие шов.

Принцип работы сварочных флюсов

Композиционные защиты при нагреве электродугой вступают во взаимодействие с расплавленными металлами с образованием характерной шлаковой пленки или газового пузыря – так называют образуемое скопление выделяемых паров. Увеличивают временной интервал кристаллизации, шов получается качественнее, кристаллизуется без внутренних дефектов.

Флюс для сварки – это неметаллические минеральные вещества, увеличивающие концентрацию тепла в месте дуги при дуговой электросварке, при газовой выполняют аналогичную функцию. Выпускаются в гранулированном, пастообразном или порошковом состоянии. Важная характеристика – активность, измеряется в долях единицы. Группируют пассивные, малоактивные, активные и высокоактивные композиции, подбирают их в зависимости от марки ферросплава, условий сварочного процесса, для каждой производственной ситуации индивидуально, учитывается толщина свариваемых частей.

Как достигается функциональность:

с выделением газообразных химэлементов, формируется облако-пузырь;

с созданием рыхлой структуры, покрывающим зеркало ванны.

По специальным таблицам определяют вес расходников, физическая форма значения не имеет.

«длинные», сохраняющие вязкость длительное время, защищают детали от остывания;

«короткие, которые быстро остывают, переходят в твердую фазу.

Остатки легко удаляются с заготовки, могут использоваться без ограничений, сохраняют свои свойства, если не подвергались термовоздействию.

Классификация

Сварочные флюсы группируют по нескольким признакам, оценивается фазовая структура, химсостав и другие важные свойства химсоединений. Виды объединяют в группы, предназначенные для какого-то одного состава металла, маркируют соответствующим образом. Главный критерий маркировки – базовая основа.

Технологии с использованием флюсов соответствуют нормам стандарта. Например, ГОСТ 8713-89 регламентирует электросварку:

Основные критерии группировки сварочных защитных смесей стоит рассмотреть подробнее.

По физическому состоянию

Получаемый порошок для удобства формируют в форме:

При выборе химсостава учитывают условия работы, факторы риска, которые минимизируются применением защитных смесей.

По химическому составу

Классификация сварочных порошков схожа с группировкой плавящихся электродов. Неплавящийся сварочный флюс востребован при соединении цветнины.

Порошки градируются по содержанию двуокиси кремния или заменителя – плавикового шпата:

Источники Mn, Mg – марганцевые руды, каустический магнезит.

Теперь о взаимодействии флюсов со сплавами:

Солевые флюсы содержат хлор, фтор, кальций, натрий, барий. Оксидные – металлические окислы и галогениды. Технологи предупреждают, что увлекаться универсальными флюсами чревато. Швы не приобретут устойчивость к изгибающим и вибрационным нагрузкам.

По способу изготовления

Флюсы в больших объемах производят несколькими способами:

Нередко при производстве гранул смешивают различные виды сварных флюсов.

По назначению

Для низкоуглеродистых сталей применяют оксидные смеси с содержанием:

При выборе сварочного флюса учитывают химический состав используемой присадочной проволоки. Чем больше Mg в сухих сварочных защитах, тем меньше должно быть легирующих металлических примесей в проволоке.

Для активных низколегированных сталей нужны флюсы с содержанием галогенов щелочных и щелочноземельных металлов. Должны присутствовать хлориды, фториды элементов I и II групп периодической таблицы Менделеева.

Для высоколегированных сталей пользуются оксидами и солями. Суммарно рекомендованная доля компонентов для сварочного флюса:

Флюсы, создающие облако, применяют для:

Насыпают флюсовые композиции в соответствии со сварочной технологией, регламентированной стандартом для данного вида сварки. Возможные варианты расположения флюса:

Некоторые группы взаимозаменяемые, другие – узкоспециальные.

Флюсы для газовой сварки

Порошки в рабочую зону подаются дозаторами или расходомерами. Желательно следить, чтобы защищающий слой не раздувался горелкой. Пасты намазывают вручную, закрывают кромочную область, зону термического влияния.

При соединении углеродистых заготовок флюсы не нужны.

Флюсы для автоматической сварки

Чаще для автоматов применяют:

Грануляты применяют по типу сплавов, расход указывается в технологических картах. Сухие защиты при сварке в нижнем пространственном положении наносят на поверхность металла. Рекомендованная толщина слоя – от 40 до 80 мм, ширина от 50 до 100 мм. Сварка осуществляется в нижнем пространственном положении.

Источник

Сварочные флюсы. Защита сварочной зоны

В процессе газовой и электродуговой сварки высокотемпературная зона обработки чрезвычайно увеличивает свою химическую активность. Следствием являются интенсивное окисление металла, испарение части материала сварочной проволоки, снижение интенсивности металлургических процессов, что препятствует эффективному плавлению. Наконец, с увеличением продолжительности сварки в ванне начинается скапливаться всё больше шлаков. Поэтому такую зону необходимо эффективно изолировать, что и выполняется сварочными флюсами – неметаллическими композициями с определённым набором свойств.

Принцип действия

Типовая сварочная зона при установившейся стадии процесса включает в себя следующие области:

Кроме того, свой вклад в поведение свариваемого металла вносит также сварочная проволока. Таким образом, при всех разновидностях сварки в миниатюре моделируется обычный металлургический процесс получения металла, но без защитного покрытия и чёткой протяжённости, которые в первом случае ограничиваются объёмом мартеновской или электропечи.

Обезопасить свариваемый металл от окисления и шлаковой корки, ухудшающей качество готового шва можно, применив непрерывную подачу в сварочную зону легкоплавких и в то же время – химически инертных компонентов. Ими и являются сварочные флюсы. Они могут применяться также для целей поверхностной наплавки. Применение флюсов снижает уровень пыли, которая всегда образуется при сварке.
При использовании данных материалов должны обеспечиваться следующие условия:

Эти требования довольно сложны и противоречивы, поэтому оптимальный состав и технология подачи сварочных флюсов определяется под конкретный вид сварки, конфигурацию соединяемых частей металла и производительность процесса.

Классификация сварочных флюсов

Все разновидности сварочных флюсов характеризуются следующими параметрами:

Типовыми составляющими любого сварочного флюса являются кремнезём и марганец. Однако для целей легирования в состав флюсов могут включаться различные ферросплавы и металлы.

Классификацию рассматриваемых материалов часто производят также и по их марке. Она определяется предприятием-разработчиком. Например, все марки флюсов, которые были разработаны Институтом электросварки имени Патона, в своём обозначении обязательно имеют буквы АН (академия наук). Своё «фирменное» обозначение ФЦ имеют и флюсы, разработанные Центральным НИИ транспортного машиностроения. Несмотря на то что рецептура практически всех флюсов стандартизирована (например, флюсы, предназначенные для автоматической сварки под флюсом сварочными тракторами, выпускаются по требованиям ГОСТ 9087), единой маркировки данных материалов нет.

Технология получения

Она определяется химическим составом сварочного флюса.

Неплавленые флюсы имеют керамическую основу, и получаются механическим измельчением компонентов на шаровых мельницах. В зависимости от размера фракций такие флюсы подразделяются на мелкие с размером зерна 0,25…1,0 мм, и нормальные, с размером зерна до 3…4 мм. Первые применяются при сварке проволокой небольших диаметров, не превышающих 1,0…1,5 мм; в обозначение таких флюсов добавляют букву М. В случае значительного количества компонентов в марке неплавленого флюса, их предварительно связывают между собой склеиванием, а затем уже размалывают до требуемого размера частиц.

В состав неплавленых флюсов входят, кроме кремнезёма, марганцевая руда, ферросплавы, металлические порошки и оксиды некоторых элементов. Критерием отбора считается способность этих компонентов усиливать металлургические процессы, которые протекают в зоне сварки. В результате улучшаются условия для поверхностного легирования и раскисления металла, сварной шов приобретает более мелкозернистую структуру, а количество вредных примесей в шве уменьшается. Легирующие способности неплавленых флюсов позволяет применять более дешёвую сварочную проволоку.

Вместе с тем, неплавленые флюсы имеют и свои недостатки. Например, их упаковка должна быть гораздо более тщательной, поскольку все компоненты таких флюсов гигроскопичны и легко впитывают влагу, ухудшающую качество материала. Неплавленые флюсы более требовательны к соблюдению технологического процесса сварки, поскольку при этом могут существенно измениться условия легирования.

К неплавленым флюсам относят также магнитные. По своей эффективности они подобны керамическим, но содержат дополнительно ещё железный порошок, что увеличивает производительность сварки.

Плавленые флюсы используются преимущественно в технологиях автоматической сварки всех разновидностей. Технология их получения более сложная, и включает в себя следующие этапы:

Плавленые сварочные флюсы состоят из оксида марганца и кремнезёма SiO₂. Марганец обеспечивает восстановление оксидов железа, которые постоянно образуются в процессе сварки, а также связывает находящуюся в шлаках серу в сульфид, который впоследствии легко удаляется с поверхности сварного шва. Кремний, в свою очередь, повышает сплошность металла в зоне шва, поскольку препятствует росту концентрации окиси углерода при сварке. Хорошие раскисляющие свойства кремния способствуют увеличению однородности химического состава металла при сварке под флюсом.

Действие сварочных флюсов при проведении сварки

В условиях автоматической или полуавтоматической сварки сварочные флюсы используются так. Флюс подаётся из бункера по специальной трубке. Чуть позже включается подача электродной проволоки с катушки, которая расположена после ёмкости с флюсом. По мере выполнения сварки часть флюса, которая не была использована и связана шлаками, пневматически отсасывается в специальную ёмкость. Расплавленная и охлаждённая шлаковая корка впоследствии механически удаляется с поверхности сварного шва.

Положительными факторами применения сварочных флюсов являются:

Ограничением для применения сварочных флюсов считается невозможность быстрого осмотра места выполненной сварки. Это повышает требования к качеству подготовительных работ, особенно, если сваркой соединяют детали сложной конфигурации. Кроме того, сами флюсы достаточно дороги, а их расход сопоставим с затратами на сварочную проволоку.

Источник