Сварочный флюс для автоматической и механизированной сварки
Сварочный флюс гранулированный сыпучий материал, применяемый при дуговой сварке и наплавке для защиты зоны горения дуги от воздействия атмосферы, легирования металла шва и стабилизации процесса. В зависимости от способа производства различают плавленые и агломерированные (керамические) флюсы. Плавленые составы получают сплавлением компонентов в печах с последующей грануляцией, что обеспечивает однородность химического состава и низкую гигроскопичность. Агломерированные флюсы изготавливают методом спекания порошкообразных материалов со связующим, что позволяет вводить в шихту ферросплавы и раскислители в широком диапазоне концентраций.
Гранулометрический состав флюса определяет стабильность горения дуги и качество формирования шва. Крупнозернистые фракции (от 2,0 до 3,5 мм) применяют при сварке на высоких токах (свыше 1000 А), мелкозернистые (от 0,25 до 1,4 мм) для сварки тонкостенных изделий и в узкий зазор. Насыпная плотность варьируется от 1,2 до 1,8 кг/дм и влияет на расход флюса и скорость охлаждения сварочной ванны.
Классификация и маркировка
По химическому составу шлаковой основы флюсы подразделяют на:
- высококремнистые марганцевые (SiO до 45%, MnO до 40%) для сварки низкоуглеродистых сталей;
- низкокремнистые безмарганцевые (SiO до 20%) для сварки низколегированных и теплоустойчивых сталей;
- высокоосновные фторидные (CaF до 40%, CaO до 35%) для сварки высоколегированных сталей и никелевых сплавов;
- бесшлаковые (активные) для сварки титана и циркония в камерах с контролируемой атмосферой.
Основность флюса (B = (CaO + MgO + BaO + NaO + KO + CaF) / (SiO + AlO + TiO)) характеризует способность шлака связывать серу и фосфор. Для ответственных конструкций применяют флюсы с основностью от 1,5 до 3,5, обеспечивающие содержание серы в металле шва не более 0,015%.
Технологические параметры применения
Флюс подается в зону сварки самотеком из бункера сварочного трактора или автоматической головки. Слой флюса толщиной от 30 до 60 мм защищает дугу и замедляет охлаждение шва, снижая риск образования закалочных структур. После прохода дуги шлаковая корка отделяется, а несваренный флюс удаляется флюсоотсосом и после просеивания может повторно использоваться. Допускается смешивание свежего и оборотного флюса в пропорции не менее 50% свежего материала.
Для сварки под флюсом применяют постоянный ток обратной полярности или переменный ток. Сила тока при сварке проволокой диаметром от 3 до 6 мм составляет от 400 до 1200 А, напряжение дуги от 28 до 44 В. Скорость сварки достигает от 20 до 120 м/ч в зависимости от толщины металла и требуемого коэффициента формы шва.
Области применения
Сварочные флюсы востребованы при изготовлении:
- магистральных трубопроводов диаметром от 530 до 1420 мм;
- корпусных конструкций судов и плавучих сооружений;
- котлов высокого давления и теплообменного оборудования;
- металлоконструкций мостов, кранов и строительных ферм;
- сосудов, работающих под давлением, для химической и нефтегазовой отрасли;
- валов, роликов и бандажей при наплавке в тяжелом машиностроении.
Выбор конкретной марки флюса определяется химическим составом основного металла, требованиями к ударной вязкости наплавленного металла при отрицательных температурах (до 60 C) и условиями эксплуатации сварного соединения.
Сравнение характеристик распространенных марок
| Марка | Тип | Основность | Насыпная плотность, кг/дм | Применяемые токи, А |
|---|---|---|---|---|
| АН-348А | плавленый | 0,9 | 1,4 | до 1200 |
| АН-60 | плавленый | 1,1 | 1,5 | до 2000 |
| ОФ-10 | агломерированный | 2,8 | 1,2 | до 800 |
| 48НФ-6 | агломерированный | 3,2 | 1,3 | до 1000 |
Требования к хранению и подготовке
Флюс поставляется в герметичной таре (мешки с полиэтиленовым вкладышем, биг-бэги) с массой нетто от 25 до 1000 кг. Хранение осуществляется в закрытых складских помещениях при относительной влажности не более 60%. Агломерированные флюсы требуют прокалки перед использованием при температуре от 300 до 400 C в течение 2 часов. Плавленые флюсы менее чувствительны к влаге, однако при длительном хранении также рекомендуется прокалка при температуре от 150 до 250 C.
Влажность флюса не должна превышать 0,1% повышенное содержание влаги приводит к пористости шва и ухудшению стабильности дуги. Контроль влажности осуществляют весовым методом после сушки пробы при температуре 105 C.
Вопросы и ответы (FAQ)
Чем отличается плавленый флюс от агломерированного?
Плавленый флюс получают сплавлением шихты в электрических печах, он однороден по составу и устойчив к влаге. Агломерированный флюс спекают при более низкой температуре, что позволяет вводить ферросплавы для легирования шва, но требует обязательной прокалки перед сваркой.
Какой флюс выбрать для сварки низколегированных сталей?
Для низколегированных сталей применяют низкокремнистые безмарганцевые флюсы типа АН-17М, АН-22 или агломерированные марки с основностью от 1,5 до 2,5. Они обеспечивают низкое содержание диффузионного водорода в наплавленном металле и стабильные механические свойства при температурах до 40 C.
Можно ли использовать оборотный флюс повторно?
Оборотный флюс после просеивания и удаления шлаковой корки можно смешивать со свежим в пропорции не более 50% оборотного материала. Перед повторным использованием флюс необходимо прокалить для удаления влаги, поглощенной из атмосферы.
Как влияет гранулометрический состав на режимы сварки?
Крупная фракция (от 1,6 до 3,5 мм) обеспечивает лучший газообмен и применяется при токах свыше 800 А. Мелкая фракция (от 0,25 до 1,4 мм) дает более плотное укрытие дуги и используется при сварке тонкого металла или в узкий зазор на токах до 600 А.
