ФЛЮСИ ДЛЯ ЗВАРЮВАННЯ ТА НАПЛАВЛЕННЯ

Флюси, які використовуються при зварюванні та наплавленні виконують наступні основні функції:

1 захист наплавлюваного матеріалу від дії оточуючого окисного середовища;

2 сприяння повільному охолодженню матеріалу, виходу газів та шлакових включень і утворенню щільного високоякісного шва за рахунок утворення над рідким металом шва шлакової кірки;

3 легування металу шва необхідними присадками;

4 забезпечення стійкого горіння дуги та стабільного протікання процесу зварювання чи наплавлення.

За способом виготовлення зварювання флюси поділяються на:

1 плавлені;

2 не плавлені (керамічні).

Плавлені флюси отримують шляхом розплавлення їх основних компонентів. До складу плавлених флюсів входять наступні компоненти:

1 марганець у вигляді оксиду марганцю. Володіючи великою спорідненістю до кисню він сприяє відновленню в наплавленому металі оксиду заліза. За рахунок утворення MnS марганець сприяє видаленню сірки з металу. При зварюванні низько-вуглецевих та легованих сталей марганець у складі флюсів призводить до легування металу зварного шва;

2 кремній у вигляді кремнезему. Сприяє пониженню пористості металу шва, оскільки він сповільнює процес утворення оксиду вуглецю, виділення якого є основною причиною утворення пор у наплавленому металі. Кремній є хорошим розкислювачем, тобто сприяє відновленню оксидів заліза. Як легуючий елемент при зварюванні під шаром флюсу кремній має обмежене використання;

3 компоненти з високим вмістом активних речовин, які сприяють розкисленню металу шва при зварюванні та наплавленні (глинозем, крейда, плавиковий шпат).

Технологічний процес виготовлення плавлених флюсів включає проведення наступних операцій:

1 розмелювання до необхідних розмірів вихідних сировинних матеріалів (марганцева руда, кварцовий пісок, глинозем, крейда, плавиковий шпат);

2 перемішування подрібнених вихідних сировинних матеріалів у відповідних масових співвідношеннях;

3 плавлення отриманої суміші вихідних сировинних матеріалів в електродугових або в газополуменевих печах;

4 грануляція з одержанням флюсу з певним розміром зерна (проводиться шляхом випускання розплаву у воду де частинки флюсу розтріскуються під впливом різкого перепаду температур);

5 сушіння отриманого флюсу у барабанах чи сушильних печах;

6 просіювання отриманого флюсу через сита на фракції.

Приклади марок плавлених флюсів (ГОСТ 9087-88):

1 АН-348-А, АН-3448-АМ, АН-348-БМ, ОСЦ-45, ОСЦ-45М, МС-9 – для зварювання та наплавлення вуглецевих та низьколегованих сталей вуглецевим та низьколегованим дротом;

2 АН-15, АН-18, АН-20СМ – для електродугового зварювання і наплавлення високолегованих і середньо легованих сталей відповідним зварювальним дротом;

3 АН-26С, АН-25СП, АН-26П – для автоматичного та напівавтоматичного зварювання нержавіючих, корозійностійких, жаростійких сталей.

Флюси, які у маркуванні містять АН розроблені інститутом електрозварювання ім. Патона. Флюси, які маркуються ОСЦ і ФС – розроблені ЦНТІ техмаш (Російська Федерація). Флюси, які у кінці маркуються літерою М називають нормальними і вони містять частинки флюсу розміром 0,25-1 мм. У більшості випадків цифра у маркуванні плавленого флюсу означає вміст діоксиду кремнію SiO₂.

Плавлені флюси вимагають використання дорого легованого зварювального дроту але володіють хорошими технологічними властивостями (хороший захист зони зварювання і хороше формування шва). Плавлені флюси мають значно ширше використання у виробництві. Склад деяких марок плавлених флюсів приведений у таблиці 13.1.

На відміну від плавлених не плавлені флюси є механічною сумішшю компонентів. Відсутність плавлення дозволяє вводити до складу цих флюсів феросплави, металеві порошки, керамічні порошки. Ці речовини приймають участь у металургійних процесах, полегшують розкислення, сприяють легуванню розплавленого матеріалу та покращенню структури. При цьому можливе використання більш простих, недорогих і недефіцитних зварювальних дротів звичайних марок.

Таблиця 13.1-Хімічний склад плавлених флюсів для автоматичного та напівавтоматичного зварювання

Технологічний процес виготовлення не плавлених флюсів включає проведення наступних операцій:

1 вихідні сировинні матеріали (марганцева руда, кремнезем, феросплави, керамічні та металеві порошки) подрібнюють і перемішують у відповідних масових співвідношеннях;

2 у строго визначеному співвідношенні отриману механічну суміш змішують з водою до досягнення рідкого стану;

3 отриманий водний розчин пропускають через гранулятор з метою одержання кулько подібних гранул;

4 сушіння отриманих сирих гранул;

5 прогартовування гранул з метою повного видалення вологи.

Не плавлені керамічні флюси володіють рядом переваг:

1 мала чутливість до іржі, окалини, вологи на поверхні деталей, які зварюються;

2 забезпечують одержання зварних швів з високою ударною в’язкістю при низькій температурі.

Разом з тим не плавлені керамічні флюси мають суттєвий недолік: висока гігроскопічність (здатність втягувати в себе вологу), яка потребує герметичного упакування і жорсткі вимоги до режимів зварювання. Склад деяких марок не плавлених керамічних флюсів приведений у таблиці 13.2.

Таблиця 13.2 – Керамічні флюси для наплавлення [12]

Керамічні флюси, які у маркуванні містять АНК розроблені і виготовляються інститутом електрозварювання ім. Є.О. Патона АН України:

1 АНК-35 –для зварювання та наплавлення вуглецевих та низьколегованих сталей;

2 АНК-30, АНК-47 – для зварювання швів високої холодостійкості;

3 АНК-45 – для зварювання та наплавлення високолегованих сталей.