 |
6. Сварочные флюсы
|
|
|
|
В процессе сварки при расплавлении флюса создается газофлюсовый пузырь, обеспечивающий физическую и химическую защиту металла сварочной ванны от внешней среды.
Химический состав флюса оказывает влияние на его сварочно-технологические свойства, от которых зависит качество шва и условия труда (табл. 6. 1).
6. 1. Влияние химического состава на сварочно-технологические свойства и условия использования процесса
| Свойства | Характеристика флюса | ||
| Окислительный (высокомарганцевый, высококремнистый) | Основной (безмарганцевый, низкокремнистый) | Бескислолродный (безмарганцевый, бескремнистый | |
| Стабильность горения дуги на любом токе и полярности | хорошая | ограничена | ограничена |
| Формирование шва | наилучшее | хорошее | удовлетворительное |
| Отделимость шлаковой корки | наилучшая | хорошая | удовлетворительная! |
| Сохранность легирующих элементов, в т. ч. и легкоокисляющихся | плохая | хорошая | наилучшая |
| Выделение вредных газов | малое | среднее | большое |
| Стоимость | низкая | средняя | средняя |
6. 1 Флюсы для дуговой сварки
Для дуговой сварки углеродистых и легированных сталей используют как плавленные, так и керамические флюсы стекловидного и пемзовидного строения; их характеристика приведена в табл. 6. 2 и 6. 3.
6. 2 Флюсы для дуговой сварки углеродистых и низколегированных сталей
| Марка | Характеристика | |||
| Высококремнистые высокомарганцевые флюсы | ||||
| АН-348-А, АН-348-АМ (ГОСТ 9087-81) | Стекловидный флюс общего назначения с хорошими сварочными свойствами. Широко используется в машиностроении, вагоностроении, строительстве. Буква «М» в конце марки означает «мелкий» | |||
| АН-348-В,
АН-348 ВМ (ГОСТ 9087-81) | Флюс немного отличается от флюса АН-348-А по составу (часть оксида марганца заменена оксидом титана), а также по технологии выплавки. Это способствует повышению качества сварных швов | |||
| ОСЦ-45, ОСЦ-45М (ГОСТ 9087-81) | Широко используемый стекловидный флюс общего назначения отличается от флюса АН-348-А повышенным содержанием плавикового шпата и вследствие этого более высокой стойкостью швов к образованию пор из-за наличия ржавчины. Однако устойчивость дуги и условия труда хуже, чем при работе с флюсом АН-348-А | |||
| АН-60 (ГОСТ9087-81) | Пемзовидный флюс для сварки с большой скоростью, используется при производстве труб и в строительстве. По сравнению со стекловидными флюсами под ним формируются более широкие швы с меньшей высотой усиления и допускается вдвое больше ржавчины на свариваемых поверхностях | |||
| ФЦ-16 | Механизированная дуговая сварка конструкций из углеродистых, легированных, теплоустойчивых сталей в стандартные и узкие разделки. | |||
| Продолжение табл. 6. 2 | ||||
| ФЦ-11 | Механизированная дуговая сварка конструкций из углеродистых, легированных, теплоустойчивых сталей перлитного класса, работающих при низких температурах | |||
| ФЦ-22 | Механизированная дуговая сварка конструкций из низколегированных сталей перлитного класса | |||
| ФВТ-1
| Механизированная дуговая сварка с повышенной скоростью (до 120 м/час) конструкций из углеродистых и легированных сталей | |||
| ФЦ-6 | Стекловидный флюс, используемый на котельных заводах для многопроходной сварки кольцевых швов проволокой диаметром 4—6 мм | |||
| АНК-35 | Керамический флюс для сварки низкоуглеродистых сталей, плохо очищенных от ржавчины, обеспечивает значительно большую стойкость швов к образованию пор из-за наличия ржавчины и других загрязнений, чем стекловидные плавленые флюсы. Этот флюс не рекомендуется использовать для сварки низколегированных сталей, особенно с повышенным содержанием марганца
| |||
| АНК-3 | Керамический флюс (добавка), подмешиваемый к плавленым флюсам в количестве 5-15% для повышения стойкости швов к образованию пор из-за наличия ржавчины, окалины и других загрязнений. Состоит из равных количеств известняка (или мрамора) и 75%-ного ферросилиция, связанных жидким стеклом | |||
| Низкокремнистые слабоокислительные флюсы | ||||
| АН-10, АН-22 (ГОСТ 9087-81) | Первые отечественные низкокремнистые плавленые флюсы для сварки низколегированных сталей. При использовании АН-10 в шве снижается содержание кремния и повышается содержание марганца по сравнению с их содержанием в основном металле. Прочность и пластичность швов достаточно велики, но ударная вязкость невысокая. Флюс АН-22 применяют для дуговой и электрошлаковой сварки низко легированных сталей повышенной прочности. При дуговой сварке он позволяет получать швы с малым содержанием неметаллических включений, требуемыми прочностью и ударной вязкостью. Однако формирование швов под ним недостаточно хорошее и велика склонность швов к пористости | |||
| АН-42 | Плавленый флюс с повышенным содержанием глинозема предназначен для сварки низко- и среднелегированных сталей, применяемых в судостроении. Сварочные свойства флюса и механические свойства шва удовлетворительные | |||
| АН-15, АН-15М (ГОСТ 9087-81) | Плавленый флюс, разработанный для сварки сталей типа 30ХГСА, обеспечивает меньшее содержание фосфора в шве, чем флюсы АН-42 и АН-22. При сварке проволокой Св-18ХМА критическая температура хрупкости шва ниже -70 °С. Недостатки АН-15: плохое формирование швов, особенно кольцевых на трубах; шлак отделяется с трудом; мала стойкость металла шва к обогащению водородом. Флюс АН-15М превосходит АН-15 по качеству формирования шва, стабильности горения дуги, отделимости шлаковой корки, а также по прочности и ударной вязкости металла шва | |||
| ФЦ-19 | Плавленый флюс, не содержащий оксидов марганца, предназначен для многослойной сварки низколегированных безмарганцевых сталей, позволяет получать металл с незначительным количеством неметаллических включений. Шлаковая корка отделяется легко, что важно при узкой разделке шва. Флюс не склонен к гидратации при хранении на воздухе
| |||
| Продолжение табл. 6. 2 | ||||
| АН-37П | Плавленый пемзовидный флюс для односторонней сварки стыков на скользящем водоохлаждаемом ползуне, обеспечивает хорошее формирование и требуемые механические свойства шва | |||
| АН-47 (ГОСТ 9087—81) | Стекловидный флюс, содержащий оксиды титана и циркония, позволяет существенно снизить количество неметаллических включении в шве, несмотря на довольно большое содержание кремнезема во флюсе. Поэтому флюс имеет хорошие сварочные свойства и обеспечивает высокую хладостойкость металла шва. Его используют для сварки поворотных стыков труб большого диаметра из дисперсионно-твердеющих сталей, а также для сварки конструкционных низколегированных сталей обычной и повышенной прочности | |||
| АН-65 | Стекловидный или полупемзовидный флюс для сварки труб с большой скоростью. Он более пригоден для сварки узких швов, чем флюс АН-60. При сварке труб узкими швами требования к качеству подготовки кромок выше, чем при получении широких швов, но существенно меньше затраты энергии. Хладостойкость металла при сварке под флюсом АН-65 выше, чем при использовании флюса АН-60 | |||
| АНК-30 | Керамический флюс, легирующий шов молибденом и кремнием, предназначен для сварки металлоконструкций из низколегированных высокопрочных сталей. Пригоден для сварки постоянным и переменным током. Обеспечивает хорошее формирование шва, легкое отделение шлака и высокую хладостойкость металла шва | |||
| АНК-16 | Керамический флюс алюминатного типа, отличается самопроизвольной отделимостью шлаковой корки, что важно при сварке в глубокой разделке. По механическим свойствам шва не уступает низкокремнистым плавленым флюсам | |||
| АНК-47 | Керамический флюс алюминатно-основного типа по технологическим свойствам превосходит АНК-30 и обеспечивает высокую ударную вязкость металла швов при -70 °С. Рекомендуется его использовать вместо АНК-30 | |||
| Плавленые низкокремнистые окислительные флюсы | ||||
| АН-17, АН-17М, АН-43 (ГОСТ 9087-81) | Флюсы для сварки низколегированных высокопрочных сталей, содержат оксиды железа, препятствующие переходу кремния и марганца из флюса в шов. Однако при этом интенсивно окисляется металл сварочной ванны и угар легирующих элементов выше, чем при работе со слабоокислительными флюсами. Поэтому приходится использовать сварочные проволоки с повышенным содержанием легирующих элементов. Флюс АН-43 лучше флюса АН-17М по сварочным свойствам, его окислительное действие меньше, чем флюсов АН-17 и АН-17М. Но флюс АН-17М обеспечивает меньшее содержание кислорода и фосфора в шве, чем АН-43. Поэтому АН-17М чаще применяют для сварки ответственных конструкций из высокопрочных сталей. Все эти флюсы позволяют получать металл с очень низким содержанием диффузионного водорода - до 3 см3 на 100 г
| |||
| НФ-18М | Флюс для сварки корпусов ядерных реакторов из стали 15Х2НМФА и других низколегированных сталей в энергетическом машиностроении | |||
6. 3 Флюсы для дуговой сварки средне- и высоколегированных сталей
| Марка | Характеристика |
| АН-26 (ГОСТ 9087-81) | Плавленый низкокремнистый флюс, широко применяемый для сварки высоколегированных сталей, имеет три разновидности: АН-26С - стекловидный; АН-26П - пемзовидный, АН-26СП - смесь зерен стекловидного и пемзовидного строения |
| Продожение табл. 6. 3 | |
| АВ-4, АВ-5 | Плавленые безмарганцевые флюсы для сварки среднелегированных высокопрочных сталей (σ в > 900 МПа). Флюс АВ-4-бескремнистый, флюс АВ-5-низкокремнистый слабоокислительный. Флюс АВ-5 превосходит АВ-4 по сварочным свойствам и мало уступает ему по свойствам металла шва. Он пригоден для серийного производства конструкций из стали 25ХСНВФА. Перед использованием его необходимо прокаливать при температуре 600-700°С |
| АН-30, ОФ-6 | Бескремнистые плавленные флюсы разработаны для наплавки. Но в сочетании с соответствующими проволоками обеспечивают получение швов с достаточно высокими механическими свойствами при сварке высоколегированных сталей. Однако при этом не всегда получаются швы с небольшим усилением и плавным переходом к основному металлу, что необходимо при сварке высокопрочных сталей. Стойкость швов к образованию пор невысокая |
| АН-20С | Механизированная дуговая сварка конструкций из высоколегированных хромоникелевых сталей, дуговая сварка конструкций из легированных сталей, меди и её сплавов |
| ФИМС 20П | Механизированная дуговая сварка конструкций из среднелегированных термоупрочняемых сталей специального назначения |
| ОФ-10 | Пемзовидный низкокремнистый флюс также разработан для наплавки. Флюс ОФ-10, как и ОФ-6, применяют для сварки аустенитных сталей в нижнем положении. При этом обеспечиваются удовлетворительное формирование швов и высокое их качество. Но выполнение горизонтальных швов под этими флюсами затруднено |
| ФЦ-17 | Низкокремнистый плавленый флюс для сварки высоколегированных аустенитных сталей, более технологичный, чем флюсы ОФ-10 и ОФ-6. При сварке в горизонтальном положении уменьшается опасность образования горячих трещин |
| ФЦК; ФЦК-С | Керамические флюсы на основе плавикового шпата и глинозема, предназначенные для сварки высоколегированных аустенитных сталей, содержащих легко окисляющиеся элементы. Флюсы практически полностью пассивны по отношению к этим элементам |
| ФЦЛ-2 | Плавленый низкокремнистый флюс, разработанный для сварки сталей аустенитно-ферритного класса, применяется и для сварки стали 08Х18Н9Т |
| АН-18 | Сильноокислительиый низкокремнистый плавленый флюс предназначен для сварки аустенитных сталей типа 0Х23Н28М3Д3Т проволокой такого же состава, как состав основного металла. Флюс обеспечивает высокую стойкость шва к образованию горячих трещин, поэтому можно вести сварку при увеличенной погонной энергии |
| АН –45 | Низкокремнистый и безмарганцевый плавленый флюс предназначен для сварки азотосодержащих коррозионно-стойких сталей, пригоден и для сварки высоколегированных хромоникелевых сталей |
|
|
|
6. 2. Флюсы для электрошлаковой сварки
Учитывая специфику электрошлакового процесса, к этим флюсам выдвигается ряд требований, выполнение которых зависит в значительной степени от химического состава флюса и определяется такими его физическими свойствами, как электропроводность и вязкость (табл. 6. 4).
В табл. 6. 5 приведены характеристики флюсов для электрошлаковой сварки и наведения шлаковой ванны.
6. 4. Влияние химического состава флюса на сварочно-технологические свойства процесса
| Свойства | Характеристика флюса | |
| окислительный (низкокремнистый, марганцевый) | основной (фторидный) | |
| Стабильность процесса на любом токе и полярности | хорошая | ограничена |
| Способность сохранения легирующих элементов, в т. ч. и легкоокисляющихся | малая | большая |
| Склонность к отжиманию ползунов и вытеканию сварочной ванны | малая | большая |
| Степень точности сборки под сварку | средняя | большая |
6. 5. Флюсы для электрошлаковой сварки
| Марка | Характеристика |
| АН-8 (ГОСТ 9087-81) | Низкокремнистый марганцевый флюс, лучший для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Недостатком является неудовлетворительная отделимость шлаковой корки |
| АН-22 (ГОСТ 9087-81) | Низкокремнистый марганцевый флюс для сварки низко- и среднелегированных сталей с малой химической активностью. |
| АНФ-1, АНФ-6, АНФ-7, АНФ-149 | Фторидные флюсы для сварки высоколегированных сталей. Для предупреждении несплавлений рекомендуется предварительный подогрев кромок до 300-350°С. |
| АН-25 С-1 | Электропроводные в твердом состоянии флюсы используются для наведения шлаковой ванны в начальный момент сварки. |
|
|
|
