Сварочные флюсы для электродуговой, газовой и кузнечной сварки: виды и классификация

Для чего нужен флюс при сварке

Использование флюсов дает следующие преимущества при сварке.

• Как при электродуговой, так и при газовой сварке сварочный флюс производит более интенсивное плавление металла — (соответственно при больших токах или больших концентрациях кислорода). Благодаря этому нет необходимости заранее обрезать края будущего сварного шва.
• В зоне шва и на прилегающих к нему поверхностях можно избежать отходов металла — его потерь за счет окисления и испарения.
• Горение дуги имеет более высокую стабильность, что особенно важно для сложных конфигураций сварки
• Потери энергии источника тока на нагрев металла снижаются, соответственно повышается КПД.
• Оптимизирован расход пломбировочного материала.
• Более комфортная работа для сварщика, поскольку флюс экранирует часть пламени дуги.

Условия использования сварочных флюсов

Задача флюса – стабилизировать металлургические процессы и при этом сохранить требуемые характеристики электродов. Для этого в процессе сварки необходимо соблюдать определенные условия.

• Флюс не должен вступать в химическую реакцию с металлом стержня и основным металлом.
• Зона сварочной ванны должна оставаться изолированной на протяжении всего процесса сварки.

Остатки флюса, связанные со шлаковой коркой в ​​результате сварки, должны легко удаляться после окончания работ. При этом до 80% материала можно использовать повторно после очистки.

Недостатки

Условных недостатков при использовании сварочных флюсов немного.

• Высокая стоимость, которая примерно сопоставима с ценой сварочной проволоки.
• Невозможно сразу осмотреть сварной шов. Из-за этого, особенно в конструкциях сложной формы, место сварки заранее тщательно подготавливают.

Требования к защитному химическому составу

При использовании должны соблюдаться следующие условия:

• стабилизация процесса сварки;
• отсутствие химических реакций;
• изоляция места образования шва от воздействия окружающей среды;
• легкое удаление остатков вместе со шлаковой коркой.

Это возможно при правильном химическом строении веществ и добавок. Условия несколько сложные, но их выполнение является залогом качественной сварки.

Как работают флюсы

• Перед сваркой на стыки наносится толстый (40-60 мм) слой флюса.
• Электрод вводится в зону сварки, зажигается дуга.
• Под воздействием высоких температур (до 6000 °С) флюс при своей малой плотности быстро расплавляется в газовом пузыре, изолирует сварочную ванну сверху, перекрывает доступ к ней газов, паров воды и других химических веществ.
• При высоком поверхностном натяжении расплав флюса также препятствует интенсивному разбрызгиванию металла.
• Это позволяет значительно увеличить ток дуги (до 1000-2000 Ампер) без серьезных потерь электродного материала и при этом сохранить хорошее качество сварки.
• Под воздействием флюса в зоне дуги происходит концентрация тепловой мощности – в результате металл быстрее плавится.
• При этом все стыки заполняются металлом, независимо от состояния кромок.
• Меняется материальный баланс сварного шва — 60-65% процентов его составляет металл свариваемых деталей, и только остальное — металл сварочного электрода.

Требования к вспомогательным материалам

Существуют общие требования, применимые ко всем видам вспомогательных веществ. Какими основными характеристиками они должны обладать:

• 
  Текучесть и вязкость смеси должны быть в таком соотношении, чтобы можно было смочить всю обрабатываемую поверхность, не растекаясь за пределы обработки.
• Флюсы должны реагировать только с оксидированными пленками, а не с соединяемыми и спаиваемыми деталями.
• Флюс должен иметь меньшую адгезию, чем припой.
• Вещество не должно испаряться или выгорать.
• Флюс должен легко удаляться после завершения работы.

Как паять флюсом: сначала нужно подготовить детали, затем обработать их материалом, затем нагреть детали до нужной температуры и добавить припой на обрабатываемый участок.

Сварочные флюсы — классификация

Классификация флюсов чрезвычайно широка. Они характеризуются внешним видом и физическим состоянием, химическим составом, способом изготовления, назначением. Так, например, для поверхностной или дуговой сварки, как правило, применяют гранулированные или порошковые флюсы с определенными показателями электропроводности, а для газовой сварки – газы, порошки и пасты.

По способу получения композитов

Различают плавленые и неплавленые потоки.

Плавленый сварочный флюс широко применяется не только при сварке, но и при обработке поверхностей. Он очень эффективен в тех случаях, когда поверхность металла шва за счет добавления дополнительных химических элементов должна получить более высокие технические свойства — например, повышенную стойкость к коррозии или очень гладкий и ровный шов.

Наплавка под флюсом

Плавленые флюсы получают следующим образом: компоненты измельчают, смешивают, а затем плавят в пламенных или электропечах при полном отсутствии кислорода. Затем нагретые частицы пропускают через непрерывный поток воды, затвердевают и превращаются в гранулы. Размер частиц разный – чем тоньше сварочный пруток, тем мельче должны быть гранулы.

Неплавящиеся флюсы (керамика) для сварки получают путем смешения измельченных частиц шихты из ферросплавов, минералов, образующих шлак без последующего плавления. Частицы смешивают со стеклом и затем спекают.

Среди их преимуществ:

• низкое потребление
• возможность многократного использования,
• высокое качество получаемого шва.

Примером может служить керамический сварочный флюс марки УФ (УФ-01, УФ-02, УФ-03), который применяется в энергетике и строительстве для сварки металлоконструкций из низколегированных сталей повышенной прочности.

Химический состав флюсов для сварки

Химический состав является важной составляющей свойств флюсов. Материал должен быть химически инертным при очень высоких температурах. Кроме того, он должен обеспечивать эффективную диффузию отдельных элементов (например, легирующих элементов) в металл шва.

Наибольшую массовую долю (от 35…80 % от общего объема) в сварочном флюсе обычно (но не во всех) составляет двуокись кремния (кремнезем) — кислый оксид, бесцветный прозрачный кристаллический минерал. Кремний предотвращает образование углерода, тем самым снижая риск образования трещин и пор в металле сварного шва.

Значительную часть составляет марганец. Как активный раскислитель этот компонент сварочных флюсов снижает образование оксидов в зоне сварочной ванны, реагируя сначала с кислородом в оксидах железа, затем с оксидом кремния. Результатом сложной реакции является окись марганца, которая нерастворима в стали и затем легко удаляется. Кроме того, марганец вступает в реакцию с вредной для металла шва серой — связывается с ней в сульфид, который затем также удаляется с поверхности шва.

Также среди химических элементов во флюсах — легирующих агентах — помимо кремния и марганца это молибден, хром, титан, вольфрам, ванадий и другие. Задача состоит в том, чтобы восстановить первичный химический состав металла, а в ряде случаев путем легирования восполнить выгоревшие основные примеси в стали и придать металлу шва дополнительные специальные свойства. Обычно во флюсе они представлены соединениями с железом — ферросплавами (феррохромом и т д).

Электродная проволока: марки, обозначение, поставка

Проволока стальная сварочная выпускается по ГОСТ 2246-70, который предусматривает 77 сортов проволоки.

Условные обозначения марок проволоки включают индекс Св (сварка) и следующие за ним цифры и буквы. Цифры после индекса Sv указывают на среднее содержание углерода в сотых долях процента.

Так же, как и в марках стали, легирующие элементы в марках проволоки обозначаются буквами:

• А — азот;
• Ю — алюминий;
• Р — бор;
• Ф — ванадий;
• Б — вольфрам;
• К — кобальт;
• С — кремний;
• Г — марганец;
• Д — медь;
• М — молибден;
• Н — никель;
• Б — ниобий;
• Е — селен;
• Т — титан;
• Х это хром.

Аргоновая

При работе с ответственными изделиями из легированной стали дополнительно применяют флюс в виде пасты, повышающей защиту шва. Вещество инертно к вольфраму и газу и никак не мешает процессу.

Газ

При газовой сварке флюсы используются для соединения цветных металлов. По большей части — это пайка, а не сварка. Таким образом можно соединять медь, латунь, бронзу, железо, никель. Флюсы могут быть в виде порошка или пасты. Везде дается предварительное нанесение на края, и вещество плавится от температуры пламени.

Электроударная сварка

Процесс аналогичен использованию сварочного трактора, только место соединения защищено двумя медными ползунками. Пространство между ними заполнено флюсом и подведен электрод. Медные ползунки не дают вытекать расплавленному шлаку и металлу, что позволяет сваривать за один проход большие объемы присадочного металла или соединять стороны с большим зазором между ними.

Технология получения

Он определяется химическим составом сварочного флюса.

Нерасплавленные флюсы имеют керамическую основу и получаются путем механического измельчения компонентов в 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 применяют при сварке проволокой малых диаметров, не превышающих 1,0…1,5 мм; к обозначению таких флюсов добавляется буква М. В случае значительного количества компонентов марочного нерасплавленного флюса их предварительно связывают между собой склейкой, а затем измельчают до необходимой крупности.

В состав нерасплавленных флюсов входят, кроме кремнезема, марганцевая руда, ферросплавы, металлические порошки и оксиды некоторых элементов. Критерием выбора является способность этих компонентов улучшать металлургические процессы, протекающие в зоне сварки. В результате улучшаются условия поверхностного легирования и раскисления металла, шов становится мелкозернистым, снижается количество вредных примесей в шве. Легирующая способность неплавящихся флюсов позволяет использовать более дешевую сварочную проволоку.

Однако неплавленые флюсы имеют и свои недостатки. Например, их упаковка должна быть гораздо более тщательной, так как все компоненты таких флюсов гигроскопичны и легко впитывают влагу, что ухудшает качество материала. Нерасплавленные флюсы более требовательны к процессу сварки, так как могут существенно изменить условия легирования.

Магнитные потоки также называют несплавленными потоками. По эффективности они аналогичны керамическим, но дополнительно содержат железный порошок, повышающий производительность сварки.

Плавленые флюсы в основном используются во всех видах технологий автоматической сварки. Технология их получения более сложная и включает следующие этапы:

• Подготовка и измельчение всех компонентов, которые должны быть в составе флюса (кроме используемых в неплавленых флюсах, в него также входят плавиковый шпат, глинозем, мел и ряд других);
• Перемешивание механической смеси в специальных роторных мельницах;
• Плавка в газовых пламенных печах с защитной атмосферой или в электродуговых печах;
• Гранулирование, которое проводят для того, чтобы конечные фракции имели нужный размер зерна. Для этого расплав флюса выпускается в воду, где он застывает в сферические частицы;
• Сушка в барабанных сушилках;
• Окончательное экранирование и упаковка.

Плавящиеся сварочные флюсы состоят из оксида марганца и кремнезема SiO2. Марганец обеспечивает восстановление оксидов железа, постоянно образующихся в процессе сварки, а также связывает находящуюся в шлаке серу в сульфид, который затем легко удаляется с поверхности сварного шва. Кремний, в свою очередь, повышает сплошность металла в зоне сварки, так как препятствует росту концентрации угарного газа при сварке. Хорошие раскисляющие свойства кремния способствуют повышению однородности химического состава металла при сварке под флюсом.

Расплавленные флюсы прозрачны или бледно-желтого цвета. Их плотность не превышает 1,6…1,8 г/см3.

Функции флюсовых добавок

Большинство металлов обладают высокой реакционной способностью, поэтому сверху их покрывают слоем оксидов. Содержание кислорода в воздухе (21%) достаточно для реакции окисления.

При работе с металлами неизбежно попадание оксидной пленки в место контакта. Даже если накануне вы ее каким-либо образом удалили, она быстро образуется снова.

Особенно легкие окислительные реакции протекают на алюминиевых поверхностях. Сварить их обычными методами практически невозможно. Важно использовать флюсы, инертную газовую среду.

Оксиды, попадая в сварочную ванну, мешают процессу формирования шва. Компоненты флюса позволяют предотвратить контакт металла с кислородом, удалить слой продуктов окисления. Образующееся облако газов снижает расход электрода, предотвращает разбрызгивание сварочной массы.

Для качественной сварки необходима постоянная дуга. Образовавшиеся из флюсов газы стабилизируют процесс горения дуги.

Сварной шов формируется в нормальных условиях без дефектов. Компоненты флюса взаимодействуют с расплавленными металлами, улучшая свойства и внешнюю поверхность соединения.

Выбор флюса определяется составом металла, условиями сварки в каждой производственной ситуации.

Обращение с флюсами для сварки и их хранение

Во избежание появления пор в швах влажность сварочного флюса не должна превышать установленных норм. Влажность флюса АН-60 не должна превышать 0,05%; для остальных марок расплавов флюсов, выпускаемых по ГОСТ 9087-81, не более 0,10%.

Флюсы с повышенной влажностью сушат в печах при 100-110°С (стеклообразные флюсы) и 290-310°С (пемзовые жидкости). Фтористые флюсы прокаливают при 500-900°С.

При повторном использовании флюсов размер частиц уменьшается. Поэтому следует периодически просеивать флюс через сито и производить сварку под флюсом на меньших сварочных токах.

Виды флюсов для сварки по назначению

Выбор их химического состава напрямую зависит от назначения сварочных флюсов.

• Для сварки низкоуглеродистой стали применяют флюсы с высоким содержанием кремния и марганца в сочетании с проволокой из низкоуглеродистой стали без легирующих добавок. Другой вариант – небольшое количество марганца (или его полное отсутствие) во флюсе, но в стали сварочного электрода присутствуют легирующие добавки.
• Для сварки низколегированных сталей применяют флюсы с высокой химической инертностью, которая выше, чем у низкоуглеродистых сталей. Это приводит к более пластичному сварному шву. Примером может служить флюс для сварки стали АН-46.
• Флюсы с минимальной химической активностью применяют для сварки высоколегированных металлов. Кремний, как и марганец, практически не используется — его заменяет флюорит (плавиковый шпат), благодаря чему образуются легко отделяемые легкоплавкие шлаки. Такие флюсы также обычно содержат окись алюминия, негашеную известь.
• Для сварки активных металлов (например, титана) применяют солевые флюсы — как правило, это хлоридные и фтористые соли щелочных металлов. Подмешивание кислорода в них полностью отсутствует, так как снижает пластичность шва.

Применение флюса при разных видах сварки

При ручной дуговой сварке покрытыми электродами флюс почти не используется — достаточно покрытия, выделяющего защитный газ. Флюс в основном использовался при полуавтоматической и автоматической сварке проволокой.

Предназначение для различных металлов и сплавов

Флюс для сварки низколегированных сталей относится к оксидным. В зависимости от марки содержит от 5% до 35% оксида кремния (кремнезема).

Другим компонентом с фиксированной массовой долей является оксид марганца. Содержание варьируется от 1% до 30%. На практике используются различные комбинации.

Если содержание оксида марганца в сварочном флюсе низкое, используется сварочная проволока с высоким содержанием марганца. При большом содержании оксида марганца во флюсе используйте проволоку без легирующих компонентов.

Флюс для активных металлов состоит из смеси галогенидов: фторидов, хлоридов кальция, натрия, бария и других щелочных и щелочноземельных элементов.

Для высоколегированных сталей применяют сварочные флюсы смешанного типа. Они содержат соли и оксиды. Массовая доля кремнезема может составлять 15 %, оксида марганца — от 1 % до 9 %, фторида кальция — до 30 %.

Инструкция по сварке разными способами

Существует 2 метода сварки:

1. Круп. Перед началом нужно точно подогнать детали, чтобы между ними не было зазоров. Используется, когда требуется высокая точность, например, при замене части листа. В этом случае делается одиночный шов, затем он зачищается.
2. Перекрывать. Одна часть накладывается на другую. Вы не можете сопоставить края друг с другом. Не требует от сварщика большого опыта, в отличие от предыдущего способа.

Рекомендуем прочитать Как использовать ультразвуковую сварку

Ручной метод сваривания в камере

Если нужен непосредственный контроль процесса, сварка происходит в помещении, заполненном газом. Специалист работает в скафандре с индивидуальной системой дыхания. Это сложная работа, требующая высокой квалификации.

Ручной способ сварки в камере позволяет контролировать процесс.

С неплавящимся электродом

В качестве защитной среды используются инертные газы: аргон, гелий. Для заполнения шва можно использовать заполняющую нить. Он должен быть изготовлен из того же материала, что и деталь. Его можно использовать вручную или с помощью автоматических устройств.

С плавящимся электродом

Проволока или металл должны быть близки по химическому составу к свариваемой конструкции. Они плавятся, и достигается прочное, гладкое соединение. Этот метод обеспечивает глубокое проплавление с небольшой сварочной ванной. Это увеличивает КПД.

Электроды расплавляются и достигается прочное соединение.

Читайте также: Слесарные зубила: назначение и советы по выбору. Слесарное зубило: основные части, устройство, назначение

Импульсно-дуговая сварка

Этот метод заключается в добавлении дополнительных импульсов тока над основным импульсом. Это позволяет сделать дугу стабильной, а значит, металл по всей ее длине после плавления имеет одинаковое качество.

Использование трехфазной дуги

В этом методе электрический разряд применяется между тремя электродами, расположенными так близко, что горячая энергия действует в плавильном пространстве. Каждая из трех дуг имеет свое время горения. Последовательность задается чередованием фаз электрической дуги.

Трехфазная дуговая сварка имеет ряд технологических преимуществ.

При принудительном формировании шва

Существуют устройства, удерживающие сварочную ванну. Они необходимы для правильного формирования стыка между деталями. Это могут быть вращающиеся диски, медные ползунки. Используемые детали имеют водяное охлаждение.

С дугой, управляемой магнитным полем

Это новый метод управления технологическим процессом, при котором горение контролируется напряжением вокруг сварочной ванны. При сварке образуются участки с густыми и разреженными индукционными линиями. Электрический разряд отклоняется между ними.

Для соединения металлов широко применяется сварка дугой, управляемой магнитным полем.

С вольфрамовым электродом

Это наиболее распространенный тип нерасходуемого электродного материала. Подходит для большинства металлов, включая титан, бронзу, золото.

Преимущество в том, что пространственное положение и режим сварки могут быть любыми.

Другие варианты сварки

Сварку под флюсом можно выделить отдельно. В процессе плавления он выгорает и выделяет защитный газ. После этого образуется безвредный шлак.

Принцип работы

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

1. Перед началом сварочного процесса на место будущего соединения наносится толстый слой флюса.
2. Электрод вводится в зону сварки и зажигается дуга.
3. Флюс, имеющий пониженную плотность, начинает быстро плавиться, изолируя сварочную ванну от доступа воздуха.
4. Благодаря высокому значению поверхностного натяжения флюса предотвращается сильное разбрызгивание металла, что позволяет увеличить силу тока.
5. В зоне дуги под действием флюса увеличивается теплотворная способность, в результате чего процесс сварки начинает осуществляться быстрее.
6. Все стыки заполнены расплавленным металлом.

Значительная часть флюса, оставшегося после очистки, может быть использована повторно.

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

Недостаточная толщина может привести к дефектам – непроварам, трещинам и окалине. При перемещении электрода во время сварки следующий слой флюса добавляется по направлению движения. В зависимости от грануляции находится необходимая высота слоя порошка флюса и подбирается сила тока.

При автоматической и полуавтоматической сварке флюс поступает по специальной трубке из емкости аппарата. Подача затем соединяется со сварной проволокой, которая выполняет функцию электрода. Неиспользованная часть флюса вместе с заложенным в него шлаком поступает в предназначенную для этого емкость. Остывшую корку механически удаляют с поверхности. Для работы с автоматикой чаще всего используют флюсы из категории АХ, а также керамические.

Активность

Важной характеристикой флюсовых композиций является условная единица Af — активность сварочного флюса. Значения варьируются от 1 до 10. Чем выше число, тем активнее добавка. Потоки с высокой активностью характеризуются значением индекса от 0,6 до 1.

При взаимодействии компонентов флюса со шлаком происходит химическое вытеснение одних элементов другими, механическое смешение или два процесса одновременно.

Интенсивность проникновения флюса в зону сварки зависит от режима сварки и активности флюса. При умелом сочетании параметров, правильном выборе всех материалов задача выполнена.

Сущность способа

При этом способе сварки (рис. XI) электрическая дуга горит между концом электродной проволоки (сварка) и свариваемым металлом под слоем зернистого флюса. Ролики специального механизма подают электродную проволоку в дугу. Сварочный ток переменный или постоянный прямой или обратной полярности от источника подается скользящим контактом к электродной проволоке и постоянным контактом к изделию.

Сварочная дуга горит в газовом пузыре, образующемся в результате плавления флюса и металла и наполненном парами металла, флюсом и газами. При снятии дуги расплавленный флюс по мере остывания образует шлаковую корку, которая легко отделяется от поверхности сварки. Флюс заливается перед дугой из бункера слоем толщиной 40–80 мм и шириной 40–100 мм (чем больше толщина свариваемого металла и ширина шва, тем больше толщина и ширина флюсового слоя). Масса флюса, идущего на шлаковую корку, обычно равна массе расплавленной сварочной проволоки.

Нерасплавившаяся часть флюса специальным пневматическим насосом собирается в бункер и используется повторно. Потери металла на отходы и брызги при сварке под флюсом намного меньше, чем при ручной дуговой сварке и сварке в защитных газах.

Расплавленный электрод и основные металлы в сварочной ванне смешиваются и во время кристаллизации образуют сварной шов.

В промышленности доминирующее применение имеет метод сварки проволочными электродами (сварочная проволока). Однако в ряде случаев целесообразно проводить сварку и особенно обработку поверхности ленточными или комбинированными электродами (рис. Х.2). Лента, используемая для этих электродов, имеет толщину до 2 мм и ширину до 40 мм. Дуга, двигаясь от одного края полосы к другому, равномерно оплавляет конец и расплавляет основной металл.

Изменяя форму полосы, можно изменить форму поперечного сечения шва, добиться увеличенной глубины провара по его оси (см рис. Х.2, б) или добиться более равномерной глубины провара по проварить все сечение шва (см рис.Х.2, в). Ленточный электрод удобно использовать при сварке корневых швов стыковых соединений на массе с зазорами более 1 мм, при сварке последних слоев широкой части разделки, при сварке толстого металла. При сварке корневых швов относительно оси стыка полосу можно располагать под углом от 30 до 90° в зависимости от зазора между кромками.

Для повышения производительности сварки кромок разделки стыков и клиновых швов, где требуется повышенное количество наплавленного металла, в разделку перед сваркой или во время сварки специальным дозирующим устройством засыпают рубленую сварочную проволоку (порошок). Длина кусков гравия не превышает диаметра проволоки, из которой он был изготовлен. Этой же цели служит сварка с увеличенным до 100 мм вылетом электрода. Это позволяет увеличить количество наплавляемого металла на 50-70%. Однако при этих способах сварки глубина проплавления основного металла уменьшается.

Чаще всего сварку выполняют электродом или дугой. Для расширения технологических возможностей метода и повышения производительности сварки можно использовать две одновременно горящие дуги и более. При двухэлектродной сварке (сварке двойным, разъемным электродом) применяют две электродные проволоки (рис. ХЗ, а), которые одновременно подаются в зону сварки, как правило, подающим механизмом.

Дуги питаются сварочным током от одного источника. При расстоянии между электродами до 20 мм две дуги горят в газовом пузыре и образуют единую сварочную ванну. Электроды могут располагаться поперечно (см рис. Х.3, б), вдоль стыка между ребрами или занимать промежуточное положение. В первом случае сварка возможна при увеличенных отверстиях в стыке между кромками, при сварке отдельных слоев многослойными швами и при обработке поверхности. При последовательном расположении электродов глубина проплавления увеличивается.

Для двойной дуговой сварки

(см рис. Х.3, в) каждый электрод подключается к отдельному источнику постоянного тока, переменного тока или дуги питаются разными токами. Образовавшиеся две дуги могут сгореть в газовом пузыре. Электроды располагают перпендикулярно к свариваемой поверхности (углы α1 = α2 = 90°) или под углом в плоскости, параллельной направлению сварки. При отклонении первой дуги на угол α2 глубина проникновения, определяемая этой дугой, увеличивается; при отклонении второй дуги на угол α1 ширина шва, определяемая этой дугой, увеличивается, благодаря чему удается избежать подрезки по краям шва.

Сварка по этой схеме позволит резко увеличить скорость, а значит и производительность процесса. При увеличении расстояния между электродами дуги сгорают в отдельные сварочные ванны. Обычно в этом случае электроды располагают перпендикулярно поверхности изделия. Сварка по этой схеме позволяет снизить вероятность упрочнения конструкций в металлах шва и околошовной зоне при сварке упрочняющейся стали и толстого металла.

Это объясняется тем, что первая дуга не только формирует шов, но и осуществляет как бы предварительный подогрев, что снижает скорость охлаждения металлов шва и околошовной зоны после прохождения второй дуги. Вторая дуга частично проплавляет первый шов и подвергает его термообработке. Варьируя требуемый сварочный ток для каждой дуги и расстояние между ними, можно добиться требуемого термического цикла сварки и тем самым управлять структурой и свойствами металла в сварном соединении. Сварка под флюсом может выполняться автоматически или механизировано.

Плавленый и неплавленный флюс

Состав расплавленного порошка в основном формируется шлакообразующими компонентами. Они производятся в результате объединения компонентов, включая кварцевый песок, марганцевую руду и мел. Смешивая их в определенных пропорциях с последующим плавлением в печах, можно добиться модификации шва с определенным набором свойств. Более функциональной является сварка под флюсом, производимая непроплавленным способом.

Это смесь зернистых и порошкообразных материалов, в состав которой помимо шлакообразующей основы входят также легирующие элементы и раскислители. Отсутствие операции плавления позволяет ввести во флюс металлическую пыль и ферросплавы, что укажет на возможности улучшения соединений.

Назначение сварочного флюса — примеры

Плавленые флюсы	Нерасплавленные флюсы
Ан-348-А, Ан-348-АМ, Ан-348-В, Ан-348-ВМ, ОСК-45, ОСК-45М, Ан-60, ФЦ-9	Механическая сварка и наплавка низколегированных и углеродистых сталей низколегированной и углеродистой сварочной проволокой	АНК-35	Сварка низкоуглеродистой стали низкоуглеродистой проволокой Св-08 и Св-08А
Ан-8	Электроударная сварка углеродистых и низколегированных сталей; сварка низколегированной стали углеродистой и низколегированной сварочной проволокой.	АНК-46	Сварка низкоуглеродистой стали и низколегированной стали
Ан-15М, Ан-18, Ан-20С, Ан-20П, Ан-20СМ	Автоматическая дуговая сварка и обработка поверхности высоко- и среднелегированных сталей	АНК-30, АНК-47	Сварочные швы с высокой хладостойкостью
Ан-22	Электроударная и автоматическая дуговая сварка и сварка низко- и среднелегированных сталей	АНК-45	Сварка высоколегированных сталей
Ан-26С, Ан-26П, Ан-26СП	Автоматическая и полуавтоматическая сварка нержавеющих, коррозионностойких и жаропрочных сталей	АНК-40, АНК-18, АНК-19	Поверхность низкоуглеродистой сварочной проволокой Св-08 и Св-08А;
Ан-17М, Ан-43 и Ан-47	Дуговая сварка и обработка поверхности углеродистых, низко- и среднелегированных сталей повышенной и повышенной прочности	АНК-3	В качестве добавки к флюсам марок АН-348А, ОСК-45, АН-60 для повышения стойкости швов к образованию пор

Флюсы для газовой сварки

Для сварки алюминия и других цветных металлов, чугуна, инструментальной стали, отдельных стальных листов применяют атмосферу защитного газа. Подается газообразными, пастообразными и порошкообразными флюсами. Их можно использовать:

• по краям соединяемых деталей;
• непосредственно в сварочную ванну;
• на наполнительной штанге.

В зависимости от физического состояния материала сварочные флюсы подаются в рабочую зону по-разному. Некоторые трудности вызывают пылевидные композиты – их нужно вводить в расплав равномерно и точно, чтобы поток газа не взорвал порошок. Составы в виде паст подаются к месту соединения. Для подачи газовых потоков используются расходомеры – с их помощью газ дозируется в рабочую зону.

Электромагнитный расходомер

Важный момент: для газовой сварки состав флюса выбирают в зависимости от образующихся при сварке оксидов. Если они кислотные, то флюсы должны быть щелочными (основными), наоборот, если оксиды щелочные, выбирают кислотные флюсы.

Флюсы, используемые в газовой сварке в основном:

• медь, латунь, бронза – для сварки применяют кислотные флюсы с включением борсодержащих соединений (борная кислота и так далее) – например, таких марок, как МБ-2 или БМ-1;
• чугун – для сварки обычно используют флюсы с включением различных соединений щелочных металлов – натрия и калия;
• алюминий – здесь используются соединения, содержащие фториды калия, лития и натрия, а также хлориды. При этом наиболее часто используемой маркой сварочного флюса является АФ-4А.

Флюсы для газовой сварки не применяют для соединения деталей из низкоуглеродистой стали, так как на поверхности расплавленного металла интенсивно накапливаются легкоплавкие оксиды железа.

Никелевые сплавы

Сплавы цветных металлов на основе никеля отличаются высокой ударной вязкостью и пластичностью. Детали из никеля плавятся при 700-1000°С, процесс сопровождается насыщением сплавов газами, сварной шов становится пористым и хрупким. Хотя никель устойчив к коррозии. Для аргонодуговой сварки выбирают электроды с ниобием, кремнием и алюминием. Наличие в расплаве марганца и магния также желательно. Повышается свариваемость металла, образуется прочное соединение.

Для работы с никелевыми сплавами необходимы сварочные аппараты, выдающие постоянный рабочий ток. Сварку заготовок из цветного никеля проводят током обратной полярности, благодаря чему происходит ионизация защитного газа, электрическая дуга становится более стабильной. При обратной полярности заготовка нагревается меньше, чем электрод. Особенно это касается заготовок небольшой толщины. Регулируя потенциал тока, можно снизить температуру заготовки.

Действие флюсов во время сварки

При ручной сварке флюс наливается слоем 60 мм на поверхность металла рядом с будущим стыком. При недостаточной толщине слоя возможно непровар и образование окалины и трещин. После этого при электросварке возбуждается разряд, а при газопламенной сварке зажигается факел.

По мере движения электрода флюс распыляется на новые поверхности. Поскольку размеры столба в дуге больше высоты флюса, сброс в жидкий расплав компонентов, воздействующих на расплав металла, продолжается с удельным давлением до 9 г/см². В результате исключается разбрызгивание металла, расходуется меньше сварочной проволоки и повышается производительность. Это связано со способностью флюса выдерживать более высокие рабочие токи, не опасаясь разрыва сварного шва. Ток 450-500 А для открытой сварки использовать нельзя, так как дуга выбрасывает металл из ванны.

При полуавтоматической и автоматической сварке флюсы применяют:

1. Флюс подается из бункера по специальной трубе.
2. Затем электродная проволока подается из катушки, расположенной после бака для флюса.
3. По ходу рабочего процесса неиспользованная и связанная шлаком часть флюса засасывается пневматикой в ​​емкость.
4. Расплавленную и остывшую шлаковую корку механически удаляют из шва.

Преимущества использования флюсов:

• Отсутствие необходимости предварительной разделки кромок будущего шва, так как при больших токах электросварки или повышенной концентрации кислорода при сварке газовый металл плавится гораздо интенсивнее.
• Отсутствие отходов металла в зоне сварки и прилегающих поверхностях.
• Более устойчивый лук.
• повысить КПД источника питания за счет снижения потерь энергии, затрачиваемой на нагрев металла, его напыление и увеличение расхода флюса и сварочной проволоки.
• Комфортные условия работы, т.к значительную часть пламени дуги экранирует флюс.

Ограничение использования в невозможности быстрого осмотра места выполненной сварки. Это обстоятельство требует более тщательной подготовительной работы, особенно при соединении деталей сложной конфигурации. Флюсы тоже стоят довольно дорого, а расходуются почти как сварочная проволока.

Флюсы для автоматической сварки

Автоматическая и полуавтоматическая сварка в основном используется при работе с большими конструкциями. Благодаря высоким токам и флюсу можно сваривать детали значительной толщины без предварительной обрезки кромки. Области применения: сварка труб, изготовление резервуаров, судостроение.

Этот способ сварки характеризуется автоматическим поддержанием стабильного горения электрической дуги, необходимого количества флюса (с отсосом нерасплавленного), а также непрерывным обновлением расплавленного электрода. Для поддержания в зоне сварки облака защитного газа нужного состава толщина слоя флюса должна быть 40-80 мм, ширина 50-100 мм. Марка флюса для автоматической сварки, как и для классической дуговой сварки, также зависит от свойств свариваемого металла. Сварку производят в нижнем пространственном положении.

Классификация альтернативных видов припоя

Существуют и другие альтернативные виды припоя:

• флюс с повышенными антикоррозионными свойствами на основе кислот, фосфора и растворителя. После пайки нет необходимости использовать дополнительные чистящие средства;
• жидкие флюсы на основе вазелина, золота, салициловой кислоты и этилового спирта. Их используют для пайки электрических проводов или радиаторов, швы выходят аккуратными и чистыми;
• канифоль в сочетании с воздухом. Этот поток нейтрален и используется для высокоточных электрических устройств, таких как реле, переключатели, схемы мобильных телефонов. Смолу следует использовать на залуженных и очищенных металлах, а для очистки качественных алмазных контактов можно взять лазер;
• бура смешанная с канифолью. Эта смесь используется для пайки водопроводных труб из меди, она очень активна и не требует зачистки материалов. Бура способна плавиться при температуре около 70 градусов и не выделяет вредных веществ;
• самодельный активированный флюс, используемый для пайки соединений, часто подвергающихся ударам и другим нагрузкам. Для его приготовления необходимо смешать анилиновую канифоль, ангидрид, диэтиламин и салициловую кислоту;
• флюс на основе канифоли со спиртом. Он относится к активным, но при этом при высоких температурах удаляется не только оксид, но и сам металл. Кроме того, после пайки необходимо тщательно очистить плату.

Не оставляйте остатков флюса, они не только некрасивы, но и вредны. В электрических цепях они могут вызвать короткое замыкание, если вовремя не очистить поверхность.

Для выполнения пайки трубок канифолью необходимо сделать следующее:

• тщательно очистить соединяемые поверхности от окисления и загрязнений;
• деталь у шва должна быть нагрета до значения, превышающего температуру плавления флюса;
• занимаемся пайкой.

Этот способ не следует практиковать для больших поверхностей с хорошей теплопроводностью, так как мощности паяльника будет недостаточно для достаточного прогрева металла.