Легирование сварного шва через флюс

По этому показателю флюсы подразделяются на легирующие (активные) и пассивные.
Пассивные флюсы:
• Имеют более высокие механические характеристики сварного шва
• Более применимы для многопроходной сварки, т.к. позволяют поддерживать практически постоянный химический состав шва
• Имеют ограничения к использованию по ржавчине и окалине
Активные флюсы:
• Обладают более низкой восприимчивость к ржавчине и окалине
•Отличаются лучшей отделяемостью шлака
• Имеют потенциальную опасность неравномерного легирования шва при многопроходной сварке

Плавленые флюсы, как правило, бывают только пассивными, т.к. компоненты флюса, через которые можно производить легирование, в процессе производства при плавлении начинают вступать в химические реакции. Керамические флюсы разрабатываются как активными, так и пассивными, что позволяет более узко специализировать различные марки флюсов. Это позволяет получить наиболее оптимальные сочетания различных свойств сварного соединения, необходимых для данной конструкции.

Механические свойства наплавленного металла

Пластические свойства наплавленного металла при отрицательных температурах очень сильно зависят от индекса основности Bi применяемого флюса рис.1, который, можно например, рассчитать по формуле Бонешевского, определяющей отношение основных и кислых оксидов в составе флюса:

[2]

 

В зависимости от этого индекса флюсы подразделяются на:

· Кислый Bi < 0, 9

· Нейтральный Bi = 0, 9…1, 2

· Основный Bi = 1, 2…2, 0

· Высокоосновный Bi > 2, 0

Физически это связано с тем, что при кристаллизации сварочной ванны между дендритами остаются кислородные включения. Именно они являются теми микроскопическими концентраторами, которые снижают пластические свойства сварного шва. Причем, чем более основным является флюс, тем лучше происходит раскисление сварочной ванны (по аналогии со сварочными электродами – наилучшими пластическими свойствами обладают швы, выполненные электродами с основной обмазкой).

Типичные значения содержания кислорода в наплавленном металле в зависимости от основности флюса:

· Кислый более 750 ppm*

· Нейтральный 550…750 ppm

· Основный 300…550 ppm

· Высокоосновный менее 300 ppm
* ppm – миллионных долей (промилле)

Из-за того, что в процессе производства плавленых флюсов расплавленные компоненты начинают взаимодействовать друг с другом, обычно не удается достичь индекса основности Bi более 1, 4 (у наиболее используемых в России плавленых флюсов до 1, 2). У керамических флюсов этот индекс можно получать в очень широких пределах. В номенклатуре керамических флюсов для сварки углеродистых и низколегированных сталей, производимых компанией ESAB, существуют флюсы с Bi от 0, 6 (высокоскоростные флюсы) до 3, 2 для особо ответственных конструкций, работающих при температурах -600С и ниже. В связи с вышесказанным керамические флюсы приобретают особую актуальность для сварки ответственных конструкций, работающих при знакопеременных нагрузках и при низких температурах окружающей среды.

Температура плавления шлака

Шлак, получаемый при сварке под флюсом, как и любое аморфное вещество, определенной температуры плавления не имеет. Поэтому, за температуру плавления принимают температурный интервал перехода шлака из вязкого состояния в текучее. Просматривается достаточно четкая зависимость между индексом основности и температурой данного перехода:

· Кислый 1100…1300⁰С

· Нейтральный 1300…1500⁰С

· Основный и высокоосновный > 1500⁰С

Учитывая, что температура ликвидуса для углеродистых сталей составляет около 1535⁰С [3], мы должны получить ситуацию, когда шлаковая корка основных и высокоосновных флюсов будет твердеть до момента кристаллизации сварочной ванны. Считалось, что наиболее оптимальная температура затвердевания шлака должна быть на 200…300⁰С ниже температуры кристаллизации металла [1]. Это выглядит вполне логично для квазистационарного процесса. Однако процесс сварки под флюсом протекает достаточно быстро, и за счет более интенсивного теплоотвода сварочная ванна все равно кристаллизуется раньше момента затвердевания шлаковой корки. При этом шлак, находящийся в расплавленном металле, успевает затвердеть и всплыть на поверхность. Благодаря этому в шве значительно снижается количество микроскопических шлаковых включений, являющихся в последствии концентраторами напряжений. Благодаря этому швы, свариваемые с применением керамических флюсов, обладают более плотной и однородной структурой, что положительно сказывается на эксплуатационных свойствах сварного шва.

С другой стороны, более быстро твердеющая шлаковая корка позволяет успешно выполнять сварку кольцевых швов изделий меньшего диаметра без опасений стекания расплавленного шлака.

Насыпная плотность флюсов

Если сравнивать расходы различных флюсов на килограмм наплавленного металла, выполненные на одних режимах, то становится очевидным, что на метр шва расходуются практически одинаковые их объемы. Плавленые флюсы подразделяются на стекловидные и пемзовидные. Средняя насыпная плотность первых составляет около 1, 8 кг/дм³, вторых – около 1, 2 кг/дм³. При этом стекловидные флюсы составляют около 90% всех объемов применяемых плавленых флюсов. Насыпная плотность агломерированных флюсов составляет 1, 0…1, 2 кг/дм³. Исходя из сказанного, очевидно, что расход стекловидных плавленых флюсов на 30…45% выше, чем у пемзовидных и керамических.

С другой стороны, за счет более высокой прочности гранул, плавленые флюсы при рециркуляции разрушаются несколько медленнее. Однако это имеет и отрицательную сторону в виде более быстрого износа системы рециркуляции флюса у применяемого оборудования.

Гигроскопичность флюсов

Ни для кого не является секретом, на сколько сильно влияет влажность применяемых сварочных материалов на качество сварного соединения. Не зря большинство нормативных документов предписывают производить прокалку сварочных флюсов перед их применением. Неоспоримым преимуществом стекловидных плавленых флюсов является их более низкая склонность к набору влаги из атмосферы, а за счет менее развитой поверхности гранул температура прокалки плавленых флюсов составляет 150…250⁰C в сравнении с 275…325⁰C для керамических. Однако данный недостаток агломерированных флюсов достаточно легко решается за счет его расфасовки в герметичные упаковки небольшого объема, которые позволяют, при условии соблюдения требуемых условий хранения и сохранности целостности упаковки, применять данные флюсы в течение полугода после даты выпуска без предварительной прокалки перед применением. Хочу также отметить тот факт, что производители керамических флюсов за последние 20 лет провели огромную работу по снижению гигроскопичности производимых ими сварочных материалов.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Seat крючки через бар под сиденье Коулинг на задней
2. Активный транспорт ксенобиотиков через биологические мембраны: опре-деление и характеристика основных механизмов.
3. Алгоритм кормления тяжелобольного через назогастральный зонд
4. Божественная энергия течет через вас, а не из вас
5. Больной 30 лет, страдающий сахарным диабетом I типа, обнаружен в коматозном состоянии через 3 часа после введения инсулина. Какое мероприятие необходимо выполнить в первую очередь?
6. Броски набивного мяча через сетку в прыжке с разбега в один шаг.
7. Бытовые помещения следует располагать таким образом, чтобы пользующиеся не проходили через производственные отделения с вредными выделениями.
8. В ходе естественного развития через миллионы лет и жизней человек станет прос-ветленным. Но мы, по-видимому, уже прошли через миллионы лет и жизней и все еще не являемся просветленными. Почему?
9. Веерными пальмами, движется что-то большое и темное. Через мгновение он
10. Внутренняя сущность общается через эмоции
11. Вопрос 2. Властные полномочия, ответственность и делегирование.
12. Все ценности в драме вырастают через конфликты событий.