Флюси для електрошлакового зварювання

Залежно від хімічного складу флюси для електрошлакового зварювання бувають наступних видів:

• висококремністие марганцеві - АН-348, ФЦ-7 та ін .;
• низькокремнистий марганцеві - АН-8, АН-22, ФЦ-21 і ін .;
• низькокремнистий безмарганцевие - АН-9, АН-25 та ін .;
• фторидні - АНФ-5, АНФ-14, АНФ-П та ін.

Поряд з вимогами по надійному захисту розплавленого металу, оптимального металургійного та хімічного взаємодії і забезпечення необхідних механічних властивостей зварного з`єднання до флюсу для електрошлакового зварювання пред`являється і ряд технологічних вимог:

• забезпечувати стабільне протікання електрошлакового процесу;
• герметизувати порожнину зварювальної і шлакової ванни і запобігати їх протікання в зазор між виробом і повзунами, що не віджимати повзуни;
• забезпечувати легке відділення шлакової кірки від поверхні шва.

Дані вимоги є найбільш важливими і забезпечуються, перш за все, відповідним вибором значень електропровідності та в`язкості флюсів.

При електрошлакового зварювання виділення тепла здійснюється не дугою, а шлаковой ванній в результаті проходження через неї струму. Тому стабільність процесу визначається не наявністю елементів з низьким потенціалом іонізації, як при дугового зварювання, а електропровідністю флюсу. Чим вище (до певного рівня) електропровідність рідкого флюсу, тим більш стійкий процес електрошлакового зварювання. Однак при надмірно високих значеннях електропровідності флюсу (наприклад, керамічного, що містить значну кількість феросплавів) знижується тепловиділення в шлакової ванні, що може привести до утворення непроварів.

На наведеному нижче графіку видно, що найбільшою електропровідністю володіють фторидні флюси. Вони забезпечують найкращу стабільність процесу електрошлакового зварювання, але отримали обмежене застосування (наприклад, для зварювання високолегованих аустенітних сталей) через необхідність в низькій напрузі зварювання, що ускладнює отримання необхідного провару крайок.

Малюнок. Залежність електропровідності флюсів від температури

У той же час повинна бути оптимальною і в`язкість розплавленого флюсу. З одного боку, він не повинен бути занадто жидкотекучим, щоб не витікати в зазор між виробом і рухомим повзуном. З іншого боку, при високій в`язкості розплавленого флюсу і швидкому його затвердінні при зниженні температури може відбуватися віджимання повзунів від зварювальних кромок, а також можлива поява підрізів у поверхні шва і шлакових включень. Тому, з точки зору цієї вимоги, необхідно підбирати флюси з не дуже «коротким» шлаком, т. Е. В`язкість якого повільно змінюється зі зменшенням температури. При цьому фторидні флюси (наприклад, АНФ-П) виявляються найгіршими, оскільки мають «короткий» шлак (з швидким зростанням в`язкості при зниженні температури).

Малюнок. Залежність в`язкості флюсів від температури

Отделяемость шлакової кірки залежить від товщини окисної плівки на поверхні металу шва і, головним чином, від вмісту у флюсі оксидів марганцю Mn2O3 і MnO. Чим менше їх кількість у флюсі, тим краще відділення шлакової кірки.

Для початку електрошлакового процесу може використовуватися флюс АН-25. Він є електропровідним навіть в твердому стані на відміну від багатьох інших флюсів, призначених для електрошлакового зварювання. При відсутності флюсу АН-25 можливо початок зварювання з дугового процесу, який припиняється після засипки флюсу і його розплавлення і переходить в електрошлаковий процес в результаті шунтування дуги розплавленим електропровідним флюсом ( «твердий» старт). Часто застосовується «рідкий» старт, коли заливається попередньо розплавлений флюс.

Для зварювання використовуються як спеціальні флюси (АН-8, АН-8М, АН-22 та ін.), Так і деякі флюси для дугового зварювання, придатні для електрошлакового процесу (АН-348А, АНФ-1, ФЦ-7, 48- ОФ-6 і ін.). Як і при дугового зварювання, ніж більш легована сталь, тим більше фторидів CaF2 і менше оксидів MnO і SiO2 повинно міститися у флюсі.

При зварюванні вуглецевих і низьколегованих сталей флюси АН-8, АН-8М, АН-22, 48-ОФ-6 краще, ніж флюси ФЦ-7 і АН-348-А. Останні менш придатні при зварюванні з підвищеною швидкістю подачі дроту, а також для зварювання протяжними швами. Флюси АН-22 і 48-ОФ-6, крім того, краще сприяють зниженню вмісту сірки в шві. При зварюванні вуглецевих сталей позитивні результати досягаються і з застосуванням флюсів АН-47 і АН-348-В.

Для середньо- і високолегованих сталей використовують флюси 48-ОФ-6, АНФ-1, АНФ-7 та ін. При зварюванні корозійностійких сталей можуть застосовуватися флюси марок 48-ОФ-6, АНФ-6, АНФ-7, АНФ-8, АНФ-14, а жаростійких сталей - флюси АНФ-7, АНФ-8, АНФ-Ш, АН-292 та ін. Для легованих сталей підвищеної міцності (20Х2М, 25ХНЗМФА і ін.) може використовуватися флюс АН-9.

Електрошлакове зварювання і наплавка чавуну може виконуватися за допомогою флюсів АН-75, АНФ-14. Для зварювання титану використовують флюси марок АНТ-2, АНТ-4 і ін., Для алюмінію - флюси АН-А301, АН-А302 і ін.

Витрата флюсу при електрошлакового зварювання приблизно в 10-20 разів менше в порівнянні з дуговим зварюванням.

Таблиця. Хімічний склад деяких флюсів, що застосовуються при електрошлакового зварювання

Таблиця. Області застосування флюсів при електрошлакового зварювання