2015-04-01
2089
Процесс сварки под флюсом характеризуется тем, что дуга горит в пузыре из расплавленного флюса, закрытого слоем нерасплавленного флюса. Это обеспечивает хорошую изоляцию от атмосферного влияния. Современные флюсы для автоматической и полуавтоматической дуговой сварки в зависимости от метода их производства подразделяются на плавленые и агломерированные [2].
Агломерированные флюсы производятся в виде крупки, полученной смешением шихты соответствующего состава (со связующим или без него), ее грануляции и прокалки (спекания) при соответствующих температурах.
При сварке наиболее применимы плавленые флюсы, представляющие собой искусственно приготовленные силикаты с добавкой фтористых солей, получаемые путем плавления шихты в печи и последующей грануляции. Расплавленные флюсы образуют шлаковую поверхность, в значительной степени определяющую прохождение металлургических процессов.
Металлургическими функциями флюсов-шлаков являются:
– физическая защита жидкого металла в зоне сварки от атмосферного влияния;
|
|
|
– химическое взаимодействие с жидким металлом (окисление и раскисление, ограничение водорода);
– легирование сварочной ванны;
– рафинирование металла шва.
Выполнение этих функций возможно при определенных свойствах сварочных флюсов-шлаков, основные из которых следующие:
а) степень кислотности – химическое свойство шлаков, определяемое отношением сумм молекулярных процессов кислотных (SiO 2, TiO 2, P 2 O 3) и основных (CaO, NaO и т.д.) окислов данного шлака. Если степень кислотности больше единицы, шлак считается кислым, если меньше – основным;
б) температура плавления для флюсов и шлаков – характеризуется интервалом плавления (интервал между температурой размягчения и температурой перехода шлака в жидкое состояние, отвечающее полному плавлению).
Температура плавления шлака Т пл.шл. не должна значительно отличаться от температуры плавления металла Т пл.м.. Если она очень низкая (Т пл.шл. «Т пл.м.), то шлак быстро растекается по нагретым кромкам и не защищает металл, а если очень высокая, то в нагретой зоне края ванны оголяются. Оптимальным соотношением является: Т пл.м.– Т пл.шл. = 200...300 °С;
в) вязкость – определяет активность шлаков при их взаимодействии с металлом. Вязкость зависит от температуры, а характер этой вязкости определяется составом. Отличным разжижителем шлаков, особенно основных, является фтористый кальций (CaF 2) (плавиковый шпат). Уменьшают вязкость TiO 2, K 2 O, Na 2 O 3, MnO.
Таким образом, для сварки более желательны маловязкие, легкоподвижные, быстрозатвердевающие шлаки с вязкостью 0,8...0,9 пз (при вязкости стали η ст = 0,01...0,03 пз);
|
|
|
г) отделимость шлаковой корки – определяет легкость удаления шлака со шва после сварки. Эта легкость зависит, главным образом, от окислительной способности шлака.
Увеличение окислительной способности шлака ухудшает отделяемость корки от поверхности шва. На поверхности металла образуется окисная пленка (FeO), кристаллизующаяся в кубической системе. Наличие в шлаковом покрове соединений, кристаллизующихся в той же системе, что и FeO, достраивает этими соединениями решетку FeO и приводит к достаточно прочному соединению шлака с металлом. Это характерно для окислов Al, Mg, Fe и др.
Различают «длинные» и «короткие» шлаки.
«Длинные» шлаки характеризуются медленным уменьшением вязкости при затвердевании в интервале Т = 1000...1400 °С. Такие шлаки постепенно переходят сначала из жидкого состояния в густое, потом в тестообразное и затем в твердое. «Длинные» шлаки с большим содержанием SiO 2.
«Короткие» шлаки характеризуются почти постоянной вязкостью при Т = 1200…1400 °С, затем при уменьшении температуры вязкость резко увеличивается, и они затвердевают. «Короткие» шлаки – основные;
д) газопроницаемость – способность пропускать выделяющиеся из метала газы.
Газопроницаемость зависит от вязкости шлаков. Густые шлаки обладают плохой, а подвижные шлаки высокой газопроницаемостью.
В жидкотекучих шлаках быстрое выделение газов из металла сопровождается попутным "захватом" частиц шлаковых включений и более полным очищением металла шва.
