Требования к флюсам и их классификация

Флюсы, применяемые при электрической свар­ке, в основном должны обеспечить защиту зоны сварки от атмосферного воздуха, устойчивость горения дуги, хорошее формирование металла шва, плотные швы, не склонные к кристаллизационным трещинам, легкую от - деляемость шлаковой корки после остывания, наименьшее выделение пыли и вредных для здоровья сварщика газов, а также ряд дополнительных требований, возникающих при использовании флюсов для различных металлов.

Флюсы классифицируют по назначению, химическому составу, химическим свойствам, степени легирования металла шва, способу изготовлении, строению частиц, зависимости вязкости шлака от температуры.

По назначению в зависимости от нх преимущественного применения флюсы делятся на три группы: 1) для сварки углеродистых и легированных сталей; 2) для сварки вы­соколегированных сталей; 3) для сварки цветных метал­лов и сплавов. В отдельных случаях флюсы, предназна­ченные для сварки металлов одной группы, могут быть применены для сварки металлов другой группы.

По химическому составу в зависимости от входящих в них компонентов различают флюсы оксидные, солевые и солеоксидные.

Оксидные флюсы состоят из оксидов металлов и могут содержать до 10 % фтористых соединений. Их применяют для сварки углеродистых и низколегированных сталей.

Солевые флюсы состоят из фтористых и хлористых солей металлов и других не содержащих кислород хими­ческих соединений. Они используются для сварки актив­ных металлов и шлакового переплава.

Солеоксидные флюсы состоят из фторидов и оксидов металлов, применяются для сварки легированных сталей.

По химическим свойствам оксидные флюсы в зависи­мости от соотношения масс, входящих в них кислых и основных оксидов подразделяются на кислые, основные и нейтральные. К кислым оксидам относятся SiOa и ТЮ2, к основным — CaO, MgO, MnO, FeO. Фториды и хлориды относятся к химически нейтральным соединениям.

Флюсы в зависимости от содержания в них Si02, MnO различают высококремнистые (свыше 37—40 % Si02), низкокремнистые (до 35 % SiOa) и безкремнистые (в ка­честве примесей не более 4 % Si02), безмарганцевые (не более 1,0 % МпО), марганцевые (более 1,0 % МпО).

По степени легирования металла шва различают флюсы пассивные, практически не вступающие во взаимо­действие с расплавленным металлом; активные, которые могут быть слабо легирующими (например, плавленые флюсы), и сильно легирующими — большинство керами­ческих флюсов.

По способу изготовления флюсы делятся на плавленые и пеплавлепые.

Плавленые флюсы, на которые распространяется ГОСТ 9087—81, получают путем сплавления в электриче­ских и пламенных печах шихты определенного состава с последующей их обработкой для получения крупинок требуемого размера. Неплавленые флюсы изготовляются без расплавления шихты. К ним относятся:

1) флюсы, получаемые путем измельчения минералов, как, например, флюс БКФ-1, состоящий только из крупи­нок плавикового шпата;

2) путем смешивания крупинок нескольких материа­лов. Эти флюсы просты в изготовлении, но в связи с нали­чием в таком флюсе материалов с различной удельной плот­ностью при транспортировке и в процессе сварки проис­ходит их сепарация, что меняет степень легирования от­дельных участков наплавки или шва, а это крайне неже­лательно;

3) керамические флюсы, предложенные акад. К. К. Хреновым, представляют собой механическую смесь тонкоизмельчснных природных минералов, ферросплавов и искусственных силикатов, сцементированных жидким стеклом и гранулируемых на крупинки определенных раз­меров. Керамические флюсы, шихтуемые из фтористых и хлористых солей, обладают свойствами самоспекания и изготавливаются без цементирующей добавки (жидкого стекла).

По строению крупинок (зерен) флюсы делятся на стекловидные, пемзовидные и цементированные.

Стекловидный плавленый флюс представляет собой прозрачные зерна, окрашенные в зависимости от состава флюса в различные тона: от светло-синего до темно-бу­рого. Для получения его жидкий флюс при температуре 1200—1250 °С тонкой струей льют в бак с проточной водой. Плотность такого флюса 1,2—1,6 г/см8.

Пемзовидный плавленый флюс представляет собой крупинки пенистого материала различных оттенков. Для получения его расплав, нагретый до 1550—1600 °С, вы­ливают в воду. При этом пары воды вспенивают расплав­ленную массу, образуя пемзовидный флюс, плотность ко­торого менее 1,0 г/см3.

Стекловидный флюс обеспечивает лучшую, чем пемзо - видный защиту зоны сварки. Но более качествен­ное формирование шва наблюдается при пемзо­видном флюсе. Цемен­тированный флюс — это неплавленый ке­рамический флюс, со­стоящий из порошко­вых материалов, с це­менти роваиных обыч­но жидким стеклом и обработанных для по­лучения крупинок определенных разме­ров.

По характеру за­висимости вязкости шлаков от температу­ры различают флюсы, образующие шлаки с различными физиче­скими свойствами (рис. 45).

Флюсы, вязкость шлаков которых с понижением темпе­ратуры возрастает медленно, называют длинными. А флю­сы, вязкость шлаков которых с понижением температуры возрастает быстро, называют короткими. Это свойство флюсов существенно влияет на формирование шва. Пре­имущественно находят применение флюсы с короткими шлаками, какими являются основные флюсы.