Сварочный флюс представляет собой сложное по химическому составу вещество, которое может иметь форму порошка, гранул или жидкой пасты. Необходимость его применения продиктована тем, что при расплавлении он начинает выделять газы, которые, как в оболочку, заключают фронт работ (зону действия электрода, сварочной дуги и свариваемого металла), защищая его от атмосферного воздуха.

Подобная изоляция дает возможность получить наилучший по своим характеристикам сварной шов и делает его более эргономичным (гладким, с правильными ровными краями), не требующим дополнительной обработки. Кроме того, флюс, предупреждая разбрызгивание металла, защищает сварщика, что важно с точки зрения соблюдения требований техники безопасности.

Наименование марки флюса обязательно включает в себя буквенное обозначение, указывающее создателя данного материала, и цифровое - порядковый номер. Например, флюсы, в названии которых имеется аббревиатура «АН» - «Академия наук» (АН-348 А, АН-20 и др.), указывают на то, что они разработаны в Институте электросварки им. Е.О. Патона; аббревиатура «ФЦ» принадлежит НПО ЦНИ-ИТМАШ.

Буквы «А» и «Ш» на конце указывают на крупную или мелкую грануляцию флюса соответственно. Предпринимались также попытки представить в названии флюса с помощью соответствующего индекса его состав (например, для основных флюсов - ОФ6, 0Ф10, для кислого - КФ16, для нейтрального - НФ17 и др.), но они не были поддержаны разработчиками флюсов.

Применение флюсов представлено в табл. 8.

Табл и ца 8

СФЕРА ПРИМЕНЕНИЯ НЕКОТОРЫХ СВАРОЧНЫХ ФЛЮСОВ

Марка флюса

Марка стали

Марка сварочной проволоки

Сфера применения

Ан-348 А

Ст1, Ст2, СтЗ

Св-08, Св-08 А

Автоматическая и полуавтоматическая сварка соединений любых типов

Ан-10

То же самое

То же самое

Автоматическая сварка конструкционных сталей

Ан-8

Х18 Н9Т

Св-0 Х18Н9,

Св-0 Х18 Н9 С2 и др.

Электрошлаковая сварка

АН-60

Ст1, СтЗ, СтЗ, 15 М

Св-08, Св-08 А

Двухдуговая сварка на большой скорости, сварка труб

АН-42,

АН-43,

АН-47

Углеродистые низко-и среднелегированные стали высокой и повышенной прочности

То же самое

Дуговая сварка

Таблица 8 (продолжение)

Марка флюса

Марка стали

Марка сварочной проволоки

Сфера применения

АН-22

Высоколегированные стали аустенитного класса

Соответствующая сварочная проволока

Дуговая сварка

ОСЦ-45

Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4

Св-08, Св-08 А, Св-15

Автоматическая сварка соединений любых типов, за исключением кольцевых швов малого диаметра

ФЦ-9

То же самое

Св-08, Св-08 А

Шлаковая полуавтоматическая сварка

ФЦ-19

Высокохромистые стали

Соответствующая сварочная проволока

Дуговая сварка

ФЦ-7

Низкоуглеродистые стали

Св-08, Св-08 А

Дуговая сварка на большом токе

48-0Ф-6,

48-0Ф-

10

Высоколегированные стали аустенитного класса

Соответствующая сварочная проволока

Дуговая и электрошлаковая сварка

Как и другие сварочные материалы, флюсы можно классифицировать по различным признакам.

1. По функциям. Флюсы должны:

- способствовать устойчивому горению сварочной дуги;

- предохранять металл сварочной ванны от воздействия атмосферного воздуха;

- снижать скорость охлаждения металла сварного шва, участвовать в его формировании, обеспечивать необходимое его качество за счет легирующих веществ, выполнять металлургические функции, т.е. давать шов соответствующего химического состава;

- восстанавливать окислы;

- разжижать и уменьшать температуру шлаков;

- снижать потери электродного металла.

2. По назначению. Флюсы используются для сварки:

- углеродистых и низколегированных сталей;

- высоколегированных сталей;

- цветных металлов и их сплавов.

3. По способу изготовления. Флюсы делятся на:

- плавленые (табл. 9). Для производства флюсов данной группы составляющие его компоненты (марганцевую руду, доломит, мел и др.) измельчают, смешивают в определенной пропорции и помещают в печь. Как только они расплавятся, массу выпускают в проточную воду, где та охлаждается и распадается на мелкие частицы. В заключение флюс сушат при температуре 300-350° С и просеивают;

- неплавленые (керамические) (табл. 10). Такие флюсы получают следующим образом: тщательно измельченные вещества соединяют в определенном соотношении и перемешивают с раствором жидкого стекла. Тестообразную массу, образовавшуюся после этого, пропускают сквозь сито с необходимым размером ячеек, затем полученные гранулы сначала высушивают в течение 15-20 минут при температуре 150° С, а потом прокаливают при 300-350° С.

Неплавлеными керамическими флюсами легче легировать металл шва - достаточно добавить в их состав определенное количество легирующих компонентов в виде минеральных веществ, ферросплава.

Та блица 10

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ НЕКОТОРЫХ НЕПЛАВЛЕНЫХ ФЛЮСОВ

Компоненты

Марка флюса

К-2

КС-1

КВС-19

К-11

Алюминиевая пудра

-

-

2%

-

Диоксид титана

-

15%

-

Жидкое стекло (к массе сухой смеси)

13%

15%

15 17%

17%

Кварцевый песок

-

-

30%

20%

Марганцевая руда

-

-

54%

60%

Мрамор

-

57,7%

-

-

Плавиковый шпат

10%

20%

7%

10%

Полевой шпат

13%

-

-

-

Титановый концентрат

55%

-

-

-

Ферромарганец

14%

0,5%

-

-

Ферросилиций

8%

0,8%

7%

10%

Ферротитан

6%

-

-

Керамические флюсы, в отличие от плавленых, не столь требовательны к кромке свариваемых деталей и конструкций, т.е. они не слишком чувствительны к ржавчине, окалине и влаге, что важно при осуществлении работ под открытым небом.

4. По строению частиц. Различаются флюсы:

- стекловидные;

- пемзовидные;

- цементированные.

5. По степени легирования металла шва. По этому признаку флюсы делятся на:

- активные, которые, в свою очередь, подразделяются на слабо и сильно легирующие металл шва;

- пассивные, т.е. не взаимодействующие с металлом сварочной ванны.

6. По химическому составу. Флюсы бывают:

1) оксидными, в состав которых входят оксиды металлов. Кроме того, содержание фторидных соединений в них может достигать 10%. По содержанию кремния и марганца флюсы подразделяются на:

- бескремнистые (количество кремнезема не превышает 5%);

- низкокремнистые (менее 35% кремнезема);

- высококремнистые (содержание кремнезема составляет 35-50%);

- безмарганцевые (они имеют в составе менее 1% марганца);

- марганцевые (на марганец приходится более 1%), а именно: низко- (менее 10%), средне- (10-30%) и высокомарганцевые (более 30%);

- легированные, которые включают чистые легирующие металлы или ферросплавы;

2) солеоксидными (смешанными), в которых преобладают соли, а не оксиды, как в предыдущей группе. Содержание кремния в них достигает 15-30%, марганца - 1-9%, фторида кальция -12-30%;

3) солевыми, основную часть в составе которых составляют хлориды и фториды кальция, натрия, бария и др. Они предназначаются для сварки активных металлов.

7. По химической активности. Это важная характеристика флюса, которая определяется по его суммарной окислительной способности. Показатель активности флюса - относительная величина Аф, значение которой варьируется от 0 до 1. По данному признаку различаются флюсы:

- высокоактивные (Аф больше 0,6);

- активные (Аф от 0,3 до 0,6);

- малоактивные (Аф от 0,1 до 0,3);

- пассивные (Аф меньше 0,1).

Для автоматической наплавки под флюсом используются те же составы, что и для сварки. Наибольшее распространение получили плавленые флюсы АН-348 А, АН-20, АН-60,

48-0Ф-6, АН-15 М, АН-25, ОСЦ-45, АН-22, АНФ-6 в комбинации с легированными проволоками.