Для сварки каких металлов применяют фторидные флюсы



Сварочные флюсы. Справочник

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. 1).

Таблица 1. Влияние химического состава на сварочно-технологические свойства и условия использования процесса

Условие	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 том числе и легкоокисляющихся	Плохая	Хорошая	Наилучшая
Выделение вредных газов	Малое	Среднее	Большое
Стоимость	Низкая	Средняя	Средняя

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. 2 и 3.

Таблица 2. Флюсы для дуговой сварки углеродистых и низколегированных сталей

_____________________ 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

(ГОСТ 9087-81) 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 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/ч) 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,

(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 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,

(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 см 3 на 100 г

НФ-18М Флюс для сварки корпусов ядерных реакторов из стали 15Х2НМФА и других низколегированных сталей в энергетическом машиностроении

Таблица 3. Флюсы для дуговой сварки средне- и высоколегированных сталей

__________________ 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 АВ-4, АВ-5 Плавленые безмарганцевые флюсы для сварки среднелегированных высокопрочных сталей (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 о 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 ее 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 Сильноокислительный 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

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. 4). В табл. 5 приведены характеристики флюсов для электрошлаковой сварки и наведения шлаковой ванны.

Таблица 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 том числе и легкоокисляющихся	Малая	Большая
Склонность к отжиманию ползунов и вытеканию сварочной ванны	Малая	Большая
Степень точности сборки под сварку	Средняя	Большая

Таблица 5. Флюсы для электрошлаковой сварки

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Фторидный флюс

Фторидные флюсы применяются для сварки аустенитных и реже аустенитно-ферритных швов. Шлаковую основу окислительных флюсов, кроме CaF2 и окислов А12О3 и СаО, составляют также неустойчивые окислы МпО, В2О, которые при сварке окисляют имеющийся в основном металле кремний и легируют шов марганцем или бором. Основу безокислительных флюсов составляют CaF2 и устойчивые окислы А12О3, СаО, К2О и др. Фторидные бескислородные флюсы представляют собой сплавы CaF2 и других фторидов, например NaF. Швы, сваренные под фторидными флюсами, благодаря отсутствию кремния, мало склонны к горячим трещинам. Флюсы значительно уменьшают содержание серы в металле шва, обеспечивают почти полный переход легирующих элементов. Сварка под фторидными флюсами производится только на постоянном токе обратной полярности. [1]

Фторидные флюсы не вызывают коррозии, но они менее технологичны. Плотность фторидных флюсов превышает плотность сварочной ванны, поэтому частицы флюса могут оставаться в металле шва. [2]

Фторидные флюсы используют для сварки высоколегированных сталей. [3]

Фторидные флюсы с основой из тугоплавкого фтористого кальция с добавками термически прочных окислов А12О3, СаО и MgO энергично рафинируют сварочную ванну. Однако, обладая отличными металлургическими свойствами, они имеют, существенный недостаток — часто не обеспечивают приемлемое формирование сварных швов. [4]

Современные фторидные флюсы в сочетании с высоколегированными проволоками позволяют успешно сваривать ответственные конструкции из высоколегированных сталей и сплавов. Высоколегированные стали и сплавы вручную сваривают так же, как и обычные конструкционные стали. Вместе с тем имеется ряд специфических особенностей, главные из которых: преимущественное применение электродов с фтористо-кальциевым покрытием; сварка на постоянном токе обратной полярности; сварка короткой дугой без поперечных колебаний конца электрода; сварка сравнительно короткими электродами на небольших токах. [5]

Сварку под фторидными флюсами производят на постоянном токе обратной полярности. Остатки шлака и флюса с поверхности швов необходимо тщательно удалять. [6]

Однако в состав фторидных флюсов могут быть введены также фториды стронция [29, 30], бария, магния и натрия, а также фториды редкоземельных металлов — церия и лантана. [7]

Сварку высоколегированных сталей под низкокремнистыми, бескремнистыми и фторидными флюсами , как правило, ведут на постоянном токе обратной полярности. Сварка на переменном токе дает отрицательные результаты как в отношении устойчивости дугового процесса, так и в отношении качества получаемых швов. [8]

Наилучшую устойчивость электрошлакового процесса обеспечивают фторидные флюсы . Однако такие флюсы требуют низкого напряжения сварки и тем самым затрудняют получение нужного провара кромок. Поэтому фторидные флюсы имеют ограниченное применение: в основном они используются при электрошлаковой сварке высоколегированных аустенитных сталей, обладающих низким коэффициентом теплопроводности. [9]

Аналогичным образом строят диаграммы плавкости и для фторидных флюсов . [11]

Измельчение структуры швов высоколегированных сталей при использовании для сварки фторидных флюсов , электродов с фтористо-кальциевым покрытием, электродных проволок малого диаметра ( до 2 мм) и проведение сварки в умеренных режимах также повышают стойкость швов к появлению горячих трещин. [12]

Для сварки стали 1Х18Н9Т электродными проволоками применяются переменный ток и фторидный флюс АНФ-1 . Режим сварки этой стали отличается от режимов сварки углеродистых и обычных легированных сталей использованием более низкого тока ( не более 500 а) и почти вдвое меньшего напряжения. [13]

Введение этих окислов продиктовано в основном стремлением улучшить формирующие свойства фторидных флюсов . Безокислительные фторидные флюсы рекомендуется применять для сварки аусте-нитных швов. [14]

Измельчение структуры швов на высоколегированных сталях и сплавах достигается применением для сварки фторидных флюсов и электродов с фтористо-кальциевым покрытием. Большое влияние на возможность образования в швах горячих трещин оказывают техника и режимы сварки, определяющие форму шва и характер кристаллизации его металла. [15]

Источник