Андрей Смирнов
Время чтения: ~15 мин.
Просмотров: 4

Сварочный флюс

4.4. Индекс для обозначения класса флюса

4.4.1. Флюс класса 1
Флюсы данного класса предназначены для дуговой сварки и наплавки нелегированных и мелкозернистых сталей, высокопрочных сталей и стойких к ползучести сталей. Флюсы, как правило, не содержат компонентов, легирующих наплавленный металл, за исключением Mn и Si. Таким образом, химический состав наплавленного металла в основном определяется химическим составом сварочной проволоки и основного металла, а также соответствующими металлургическими процессами, протекающими при сварке. Флюсы данного класса в большинстве случаев можно использовать как для однопроходной, так и для многопроходной сварки и наплавки.
В классификационном обозначении флюс класса 1 обозначают цифрой 1.4.4.2. Флюс класса 2
Флюсы данного класса предназначены для дуговой сварки и наплавки коррозионно-стойких и жаропрочных сталей и/или никеля и сплавов на никелевой основе. При этом следует учитывать, что не все флюсы, предназначенные для дуговой сварки и наплавки коррозионно-стойких и жаропрочных сталей, применимы для дуговой сварки и наплавки никеля и сплавов на никелевой основе.
Нейтральные флюсы данного класса могут быть применены для наплавки слоев с особыми свойствами.
В классификационном обозначении флюс класса 2 обозначают цифрой 2.4.4.3. Флюс класса 3
Флюсы данного класса предназначены в основном для получения износостойких наплавок благодаря переносу из флюса в наплавленный металл легирующих элементов (например, Cr или Mo) и в некоторых случаях — углерода.
В классификационном обозначении флюс класса 3 обозначают цифрой 3.4.4.4. Флюс класса 4
Флюсы данного класса имеют область применения, охватывающую область применения флюсов класса 1 и класса 2.
В классификационном обозначении флюс класса 4 обозначают цифрой 4.

4.6. Индекс для обозначения уровня содержания водорода в наплавленном металле

Индексы, приведенные в таблице 2, обозначают уровень содержания диффузионного водорода в наплавленном металле, который определяют в соответствии с методиками, описанными в ИСО 3690.
Таблица 2 — Индексы для обозначения уровня содержания водорода в наплавленном металле

Индекс

Содержание водорода, мл/100 г наплавленного металла, не более

Н5

5

Н10

10

Н15

15

Допускается использование других методик для определения содержания диффузионного водорода, если они обеспечивают воспроизводимость результатов измерений по отношению к методике, описанной в ИСО 3690.
При разногласиях арбитражной является методика, описанная в ИСО 3690.
В тех случаях, когда в классификационном обозначении приведен индекс, обозначающий уровень содержания диффузионного водорода в наплавленном металле, производитель должен указывать в сопроводительной документации уровень содержания диффузионного водорода на 100 г наплавленного металла (не более 15 мл, 10 мл или 5 мл). При этом указывают режимы сварки (сварочный ток, напряжение дуги, вылет электрода и т.д.) и требования к условиям хранения флюса, при которых обеспечивается данный уровень содержания диффузионного водорода.
Если условия эксплуатации свариваемых изделий требуют обеспечения низкого содержания водорода в наплавленном металле, производитель по требованию предоставляет информацию об условиях повторной прокалки флюса перед использованием.
Если нет специальных требований, то применяют следующие режимы повторной прокалки: для плавленого флюса — 2 ч при температуре (250 ± 50) °C, для агломерированного флюса — 2 ч при температуре (350 ± 50) °C.

Отмывка паяльного флюса

Разберемся, стоит отмывать остатки флюса после пайки или нет.

В спецификации флюса производитель указывает требования к отмывке остатков флюса после пайки.

  1. Высокоактивный флюс и флюс с неорганическими активаторами требуют обязательной отмывки. Если не удалить остатки флюса, то под действием водяных паров, содержащихся в воздухе, будет происходить следующее:
    • диссоциация компонентов флюса на ионы, что приведет к электромиграции и возникновению короткого замыкания между соседними контактными площадками;
    • образование интерметаллидов внутри паяного соединения;
    • остатки кислот вызовут коррозию паяного соединения.
  2. Среднеактивный флюс. Хотя химическая активность таких флюсов при нормальных условиях практически равна нулю, во избежание образования дефектов паяного соединения остатки флюса рекомендуется удалять.
  3. Низкоактивный флюс. Остатки подобных флюсов химически инертны и могут служить защитным покрытием паяных соединений. Требования по отмывке могут быть, например:
    • косметические (светодиодное освещение);
    • необходимость лакировки (в приборах, которые работают в агрессивных средах — солевой туман и т. д.).

Возникает вопрос: чем отмывать остатки флюса?

Условно флюсы можно разделить на водоотмывные и флюсы, требующие отмывки растворителями.

Остатки водоотмывных флюсов в идеале отмываются последовательно обычной, дистиллированной и деионизированной водой, причем на каждом этапе применяют струйную отмывку или ультразвук.

Отмывка флюсов с использованием специальных жидкостей делится на два этапа:

  1. Удаление остатков флюса.
  2. Удаление растворителя (спецжидкости).

В большинстве случаев для отмывки остатков флюсов производители паяльных материалов указывают, какими жидкостями и в каком режиме необходимо производить отмывку для получения высокого качества.

См. также:

Паяльные пасты: все о главном. Часть первая, вторая, третья, четвертая.

Принципы классификации

Каждый, кто занимается пайкой, должен иметь представление о том, какие флюсы существуют. Есть несколько общеизвестных и вполне доступных веществ, например, бура или канифоль, на основе которых делают другие составы.

Вообще же, виды флюсов разнообразны, как разнообразны материалы деталей и способы пайки. Подходы к классификации отображает ГОСТ. Деление на группы происходит по нескольким признакам:

  • температурному диапазону применения;
  • виду растворителя (спиртом или водой растворяются флюсовые вещества);
  • виду активатора (основное вещество, вызывающее защитные процессы);
  • физическому состоянию (порошок, жидкость, паста, гель).

Флюсы проявляют максимальную активность в разных диапазонах температур. Одна группа рекомендована для пайки при относительно низких температурных показателях, до 450 ℃; вторая – при температурах, превышающих указанное значение.

Существует также деление флюсов по механизму действия, тесно связанному со свойствами активатора. Реакции взаимодействия с материалами деталей могут иметь химический или электрохимический характер. В некоторых ситуациях флюсы обеспечивают только защиту, в других оказывают реактивное действие.

Несмотря на разнообразные характеристики составов, требования к ним едины. Средство должно обладать строго определенной текучестью, чтобы состав покрывал рабочую площадь деталей, но не вытекал за ее пределы.

Препараты не должны вступать в неконтролируемые реакции. Флюс всегда должен иметь меньшую плотность и способность к адгезии (прилипчивость), чем масса припоя.

Флюсовые компоненты не могут подлежать выгоранию или испарению. Очень важна заключительная стадия. Нужно иметь возможность после окончания работы легко очистить место пайки от налета.

4.2. Индекс для обозначения способа изготовления флюса

В зависимости от способа изготовления флюса в классификационном обозначении применяют следующие индексы:
— плавленый флюс — F;
— агломерированный флюс — А;
— смешанный флюс — М.
Плавленые флюсы изготовляют путем расплавления всех необходимых ингредиентов, последующей разливки и дробления после застывания. Агломерированные флюсы изготовляют путем измельчения минеральных (природных) веществ, их смешивания, добавления связующих веществ и последующей грануляции. Смешанные флюсы изготовляют путем смешивания плавленых и агломерированных флюсов.
Требования к гранулометрическому составу приведены в разделе 5 настоящего стандарта.

Газовая сварка никеля и никельсодержащих сплавов

Газовую сварку никеля используют, в большинстве случаев, для сварки никелевых
листов или полос, толщиной до 3-4 мм. Сварку ведут без подготовки кромок. Часто
газовой сваркой соединяют малогабаритные детали, т.е. в таких случаях, когда
другие способы сварки плавлением не позволяют обеспечить качественное формирование
сварного шва. После сварки шов зачищают от шлака.

Подготовка металла под сварку

Подготовка никелевых листов и полос для газовой сварки заключается в зачистке
кромок и выполнении прихваток на расстоянии 200мм друг от друга. Листы, с толщиной,
не превышающей 1,5мм, отбортовывают, и сваривают без применения присадочного
металла.

Тонкие никелевые листы при
сварке подвергаются значительным деформациям. Поэтому, необходимо предварительно
раздвигать свариваемые листы под небольшим углом. Рекомендуемый зазор между
кромками под сварку выбирают из расчёта 1,5-2% от длины сварного соединения.
Фиксирующие приспособления не используют, т.к. они существенно увеличивают риск
образования
горячих трещин при сварке металла.

Газы для сварки, сварочное пламя и мощность горелки

Газовую сварку никеля ведут нормальным сварочным пламенем, при соотношении
кислорода к ацетилену, примерно, 1,1-1,15. Применение других газов
для газовой сварки никеля не рекомендуется, и.к. они не обеспечивают требуемого
качества шва из-за выделения большого количества воды.

Ацетилен перед сваркой необходимо сушить и освобождать от сероводорода. Поэтому
воду в ацетиленовом
генераторе следует менять чаще. Для этой цели, также, хорошо подойдёт фильтр-осушитель,
наполненный хлоридом кальция CaCl. Осушитель следует располагать за водяным
предохранительным затвором, чтобы осушенный газ проходя через затвор, вновь
не насыщался водой.

Мощность газосварочной горелки можно определить по формуле:

W=(140…200)s, л/ч, где s — толщина металла, мм

Выбор присадочного металла

Присадочный металл по химическому составу должен быть приближен к свариваемому
металлу. Часто в качестве присадочного металла используют нарезки из основного
металла. Хорошие результаты показывает присадочная проволока, легированная такими
металлами, как кремний, марганец, железо, или титан.

Для того, чтобы снизить риск возникновения трещин, рекомендуется выбирать присадочный
материал, содержащий, приблизительно, 20% марганца, 0,06% магния и 0,2% кремния.
Можно использовать присадочную проволоку из нихрома. Диаметр проволоки выбирают
не менее чем половина свариваемой толщины, но не более 5мм.

Выбор флюса для газовой сварки никеля

При газовой сварке никеля выбирают активные флюсы, способные растворять оксиды,
образующиеся в процессе сварки металла,
в частности, оксид никеля NiO. В составе флюса не допускается наличие вредных
элементов и флюс должен плавиться при более низкой температуре, чем основной
металл, чтобы повышать жидкотекучесть сварочной ванны. Для газовой сварки никеля
чаще всего выбирают многокомпонентные флюсы. Возможно применение флюсов, использующихся
при газовой сварке меди. Наиболее часто встречающиеся марки флюсов представлены
в таблице ниже:

Компонент № флюса
1 2 3 4 5 6
Бура 100 50 15 30 6 10,5
Борная кислота 50 50 50 28 52,5
Хлорид марганца 10 11 5,3
Хлорид магния 5 11 5,3
Ильмени 15
Алюминий (порошок) 5 5,3
Хлорид натрия 10
Карбонат бария 10
Пероксид бария 5,3
Хлорид лития 11 5,3
Хлорид кобальта 11 10,5
Феррованадий 11
Концентрат титана 11

Флюсы №5 и 6 в таблице, не нашли широкого распространения, т.к. они достаточно
сложны по составу, но при этом, преимуществ перед другими флюсами они не дают.
Флюс №4 рекомендуется для сварки никелевого сплава нихрома. Все флюсы замешиваются
на воде или на спирте. При этом спирт предпочтительнее, т.к. снижена вероятность
попадания воды в сварочную ванну.

Техника газовой сварки никелевых изделий

Сварку
осуществляют правым
способом газовой сварки, т.к. при таком способе металл сварного шва и зоны
термического влияния охлаждается медленнее. Положение сварочной горелки должно
быть под углом 45° к свариваемым поверхностям и под углом 90° к присадочному
прутку. В большинстве случаев сварка выполняется за один проход. При этом присадочный
пруток окунается попеременно, в ёмкость с флюсом и в сварочную ванну.

Чтобы избежать коробления, в случае большой длины сварного соединения, сварку
выполняют обратно-ступенчатым способом, отступая при этом от края соединения,
приблизительно, на 300мм. После заварки длинного участка соединения, возвращаются
к не заваренному краю и сваривают его, также обратно-ступенчатым способом. Рекомендуемые
схемы сварки длинных швов никеля показаны на рисунке.

Технология электрошлаковой сварки

Выбор сварочных материалов (проволоки и флюса)

В таблице ниже приведены рекомендованные и наиболее распространённые сочетания
свариваемых материалов и марок сварной проволоки для них:

Все сочетания, данные в таблице, можно выполнять с использованием флюса марки
АН-8 и АН-99, за исключением сталей 25ХН3МФА и 08Х18Н10Т. Сварку этих сталей
рекомендуется выполнять с применением флюса 48-ОФ-6. Химический состав этих
флюсов должен соответствовать ГОСТ 9087.

Также был разработан флюс марки АН-9, состоящий из CaF2 — 25-30%, CaO — 20-35%,
Al2O3 — 10-15%, SiO2 — 15-20% и ZrO2 — 6-10%. Этот флюс сочетает в себе металлургические
свойства флюса 48-ОФ-6 и технологические свойства флюса АН-8.

Выбор параметров режима сварки

Основными параметрами режима электрошлаковой сварки являются: падение напряжения
на участке электрод-шлаковая ванна U, скорость подачи проволоки Vе, сила сварочного
тока I, скорость сварки Vсв, глубина шлаковой ванны h, вылет электродной проволоки
l, скорость поперечных колебаний электродов Vк, количество электродов n, сечение
электрода (или сумма сечений всех электродов) S, зазор между кромками g, расстояние
между электродными проволоками d, толщина пластины плавящегося мундштука sм,
время остановки электродных проволок у ползунов t, толщина свариваемого металла
s.

Правильный выбор режимов и поддержание их на требуемом уровне обеспечивают
хорошее качество сварки. Одной из важных характеристик сварного соединения является
коэффициент формы шва f, который равен отношению ширины металлической ванны
к её глубине. Это соотношение характеризует склонность сварного шва к образованию
холодных трещин, одного из самых частых дефектов электрошлаковой сварки. Среднее
значение f составляет 1,5-4,0.

Величину сварочного тока можно определить по формуле:

I=(0,22Ve+90)n+1,2(Vсв+0,48Vп)ab,

где Vп — скорость подачи пластины; a и b — ширина и толщина, см. Размерности
всех скоростей даны в см/ч.

Скорость подачи электродной проволоки:

Vе= VсвF/S,

где F=gs, см2; S=0,071n, см2.

Практический опыт применения ЭШС показал, что параметры h, l, Vк, t почти не
зависят от толщины свариваемого металла и имеют следующие значения: h=40-50мм,
l=80-90мм, t=4-5с. Ориентировочные значения между параллельными кромками свариваемых
элементов можно выбрать из таблицы:

Выбор количества электродных проволок

Это количество выбирается, исходя из толщины свариваемого металла. Металл,
толщиной не более 50мм, сваривают одной проволокой, 50-120мм — двумя, а метал
толщиной 120-450мм — тремя электродными проволоками.

Электрошлаковая сварка плавящимся мундштуком

При выборе числа электродных проволок, следует учитывать толщину пластины плавящегося
мундштука sм. Число электродов рассчитывают по формуле:

n=[(s-40)/d]+1,

округляют до единиц. Оптимальную величину d можно выбрать, исходя из следующих
соотношений:

ЭШС пластинчатым электродом

При варке стали пластинчатым электродом, ширину пластины подбирают равной толщине
свариваемого металла. При использовании двух или трёх пластин, общая их ширина
должна быть на 15-20мм меньше толщины свариваемого металла (15-20мм уходит на
зазор между пластинами). Толщина пластинчатых электродов составляет 10-12мм.
Оптимальная скорость подачи электродов 1,2-3,5 м/ч.

Подготовка деталей к сварке

Подготовка
ведётся в два этапа: предварительный и непосредственный. На предварительном
подготавливают свариваемые кромки, придавая им необходимые геометрические форму,
размеры и класс обработки поверхностей, по которым будут перемещаться устройства,
формирующие сварной шов.

При сварке деталей из конструкционных сталей с толщиной, не превышающей 200мм,
кромки подготавливают газоплазменной резкой, а при толщине более 200мм — мех.
обработкой. При сварке
цветных металлов или легированных сталей также применяют мех. обработку.

Непосредственная подготовка включает в себя сборку деталей под сварку. Результаты,
полученные на практике, показали, что для хорошей фиксации и для устранения
деформаций, возникающих при сварке, сборку деталей выполняют с клиновидным
зазором, расширяющимся кверху. Схема сборки показана на рисунке:

В зависимости от свариваемого материала, способа электрошлаковой сварки, её
режимов и способа закрепления, угол раскрытия может составлять 1-2°. Свариваемые
детали фиксируют при помощи скоб или планок, приваренных вдоль стыка с интервалом
50-80см. По окончании сварки выводные планки и входной карман срезаются газоплазменной
резкой.

4.3 Маркировка

4.3.1 На каждый мешок крепят ярлык или наносят маркировку водостойкой краской с указанием:
— товарного знака или наименования и товарного знака предприятия — изготовителя;
— марки флюса;
— массы нетто;
— номера партии;
— обозначения настоящего стандарта;
— манипуляционного знака «Беречь от влаги».
Для контейнеров или другой тары крепление ярлыка или нанесение маркировки проводится по соглашению между изготовителем и потребителем.
4.3.2 Транспортная маркировка — по ГОСТ 14192 с нанесением основных, дополнительных, информационных надписей и манипуляционного знака «Беречь от влаги», выполняемых водостойкой краской на ярлыке, надежно прикрепленном у двери с внутренней стороны вагона при повагонной отгрузке. При отгрузке в транспортной таре каждое грузовое место должно иметь транспортную маркировку.

Поры: их форма, места расположения и причины появления

Дефекты сварных соединений и соединений в виде полостей в сварном соединении называют порами. Эти полости заполнены газом, который не успел выделиться наружу.

Различают следующие разновидности пор:

  • Газовая полость — это образование произвольной формы, не имеющее углов, причиной появления которого явились газы, не успевшие покинуть расплавленный материал.
  • Газовой порой называют газовую полость, имеющую сферическую форму.
  • Группа газовых пор, которая располагается в металле сварного соединения, называется равномерно распределенной пористостью.
  • Скопление пор — это три или более газовых полостей, расположенных кучно на расстоянии между собой, не превышающем тройной диаметр максимальной поры.
  • Цепочкой пор называют ряд газовых полостей, которые располагаются линией вдоль сварного соединения с расстоянием между ними, не превышающем трех диаметров наибольшей из пор.
  • Если дефектом является несплошность, вытянутая вдоль оси сварного шва и имеющая высоту, которая гораздо меньше длины, то она называется продолговатой полостью.
  • Свищом называют трубчатую полость, которая располагается в металле сварного шва. Свищ вызывается выделением газа. Его форма и положение определяются источником газа и режимом твердения. Как правило, свищи образуют скопления в форме елочек.
  • Газовая полость, нарушающая целостность поверхности сварного соединения, называется поверхностной порой.
  • Если во время затвердевания вследствие усадки образуется полость — она носит название усадочной раковины. А усадочная раковина, расположенная в конце валика и не заваренная при последующих проходах, называется кратером.

Поры — дефекты сварных соединений, фото которых приведено ниже, появляются из-за наличия вредных примесей, как в основном металле, так и в присадочном. Поры могут образовываться из-за ржавчины и прочих загрязнений, которые не были удалены перед проведением сварки с кромок материала, повышенного содержания углерода, высокой скорости сварочного процесса, нарушений защиты сварочной ванны. Самой частой причиной возникновения пор является отсыревшее покрытие плавящегося электрода.

Наличие одиночных пор не представляет опасности, а вот их цепочка может негативно сказаться на прочностных характеристиках сварного соединения. Участок сварочного шва, пораженный этими дефектами, переваривают, предварительно механически его зачистив.

Флюс ESAB ОК Flux 10.40 — плавленый флюс для высокоскоростной сварки

Флюс ОК Flux 10.40 – является кислым, плавленым, восстанавливающим Si и Mn флюсом, предназначенным для одно- и многопроходной стыковой сварки углеродистых сталей, таких как конструкционные, котельные и стали для судостроения без повышенных требований по ударной вязкости. ОК Flux 10.40 – это марганцево-кремнистый флюс, который позволяет вести сварку как на постоянном, так и на переменном токе. Флюс ОК Flux 10.40 изготавливается с гранулометрическим составом от 0,2 до 1,6 мм, что обеспечивает равномерное расплавление частиц флюса.

ОК Flux 10.40 – это плавленый кислый флюс для дуговой сварки под флюсом. Его характеристики позволяют обеспечить высокую скорость сварки при использовании сварочной проволок как большого, так и малого диаметра по очищенным от ржавчины и окалины кромкам. Благодаря применяемому процессу изготовления, зерна флюса не впитывают влагу, что допускает его использование без повторной просушки даже на сталях, чувствительных к водородному охрупчиванию.

Этот флюс значительно легирует металл сварного шва Si и Mn, что ограничивает количество проходов для выполнения стыковых и угловых швов. Он может использоваться для сварки одной и несколькими проволоками и одинаково хорошо работает как на постоянном, так и на переменном токе.

Флюс OK Flux 10.40 используется во всех отраслях промышленности, таких как строительство, изготовление сосудов под давлением, судостроение, трубосварочное производство, транспортное машиностроение и т.д. Благодаря малой гигроскопичности этот флюс является отличным материалом для использования в зонах с неблагоприятными с точки зрения сварки климатическими условиями.

Применение сварочного флюса OK FLUX 10.40

Состав флюса ОК Flux 10.40 специально разработан для стыковой сварки в комбинации с проволокой типа ОК Autrod 12.10 или OK Autrod 12.20 из углеродистой и низколегированной стали с использованием оборудования с подачей одной или нескольких проволок.

Тип сварочного флюса OK FLUX 10.40

Объемная масса – 1,5 кг/дм3

Коэффициент основности – 0,8

Химический состав

(SiO2 +TiO2 ) — 45%

(CaO +MgO) — 10%

(Аl2 О3 +MnО) — 40%

CaF2 — 5%

Тип флюса Ток и полярность Перенос легирующего элемента
Марганцево-силикатный DC+ / AC Значительное легирование Si и Mn
Классификация флюса Индекс основности Насыпная плотность Размер зерна
EN 760: SF MS 1 88 AC 0,8 1,5 кг/дм3 0,2 — 1,6 мм
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации