Что такое флюс в сварке, зачем он нужен и какие виды сварочных флюсов бывают
Зачем нужен флюс при сварке? Этот материал выполняет сразу несколько важных функций, которые позволяют автоматизировать процесс сварки, повышают производительность и обеспечивают легирование металла шва и защиту сварочной ванны. Флюс помогает создать защитную среду, что исключает попадание кислорода и других газов, влияющих на процесс. Флюсы также позволяют достичь стабильного горения дуги и правильного шлакообразования, что особенно важно для формирования прочного и эстетичного сварного шва.
Флюсы бывают сварочными, наплавочными и паяльными. Паяльные флюсы мы исключим из рассмотрения, т.к. они не относятся к сварке. По способу изготовления флюсы подразделяются на плавленые и керамические (агломерированные). Применяются эти материалы для автоматической сварки и наплавки сплошной проволокой или лентой под слоем флюса. Основные задачи флюса при сварке заключаются в удалении окислов, защите зоны сварки от атмосферных воздействий, стабилизации сварочной дуги, а также легирования металла для получения особых свойств.
Принцип работы флюса при сварке
Что такое флюс в сварке? Флюс представляет собой сыпучий, гранулированный материал, который плавится под действием высоких температур в зоне горения дуги и создает газовую и шлаковую защиту вокруг сварочной ванны. Продукты его плавления покрывают шов плотной коркой, предотвращая контакт с атмосферным воздухом еще не остывшего металла и формируя сварной шов. При этом флюс не только защищает, но и участвует в металлургическом процессе, улучшая свойства сварного соединения.
Основные этапы работы флюса включают:
- Стабилизацию дуги. Благодаря ионизации компонентов флюса дуга горит стабильнее и эффективнее, что минимизирует потерю тепла и энергии.
- Защиту от окисления. При плавлении флюс выделяет защитные газы, создавая непроницаемое газовое облако.
- Удаление окислов. Химические компоненты флюса связывают оксиды, что способствует чистоте шва и предотвращает поры.
- Легирование наплавляемого металла, содержащимися в зернах керамического флюса компонентами. Такими как марганец, кремний, титан, хром, молибден и др.
Классификация флюсов для сварки
Флюсы классифицируются по назначению, химическому составу и способу получения. Вот основные типы:
- Флюсы для углеродистых сталей. Используются для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей, обеспечивают пластичность и прочность сварного шва.
- Флюсы для высоколегированных сталей. Применяются для сварки сталей, требующих минимальной химической активности флюса. В состав таких флюсов входят компоненты, предотвращающие образование легкоокисляемых элементов (нейтральные).
- Флюсы наплавочные. Позволяют получить наплавленный металл с особыми свойствами, такими как твердость, износостойкость и сопротивление окислению (нержавеющий металл) при использовании простой углеродистой или легированной проволоки.
Физическое состояние флюсов
Флюсы можно разделить также по физическому состоянию:
- Порошковые флюсы. Применяются для плазменного напыления поверхностей.
- Керамические (агломерированные) флюсы. Это механическая смесь газо- и шлакообразующих компонентов совместно с легирующими добавками со связующим, с последующей грануляцией и прокалкой.
- Плавленые флюсы. Это гранулированный материал, получаемый при сплавлении компонентов флюса в единую массу с последующим дроблением и просевом. Состоит в основном из окислов газо- и шлакообразующих компонентов.
Химический состав флюсов
Состав флюсов влияет на их свойства и эффективность. Основные компоненты, встречающиеся в составе флюсов:
| Компонент | Задача |
|---|---|
| Кремнезем | Раскисляет металл, предотвращает поры и трещины |
| Марганец | Растворяет окислы, улучшает раскисление, способствует выведению серы |
| Легирующие добавки | Обеспечивают необходимый химический состав металла, добавляют коррозионную стойкость, увеличивают твердость |
| Фториды | Образуют легкоотделяемые шлаки и обеспечивают стабильное горение дуги |
Особенности и преимущества керамических флюсов
- Стабилизация и защита дуги. Обеспечивается равномерное плавление металла, что упрощает работу сварщика.
- Повышение производительности. Сварка под слоем флюса позволяет увеличить скорость выполнения работы.
- Хорошее формирование наплавляемых валиков и самоотделение шлаковой корки от их поверхности.
- Стабильное легирование наплавленного металла и получение особых свойств.
- Высокие физико-механические свойства металла сварных швов как при нормальной, так и отрицательной (до -40°С) температуре.
- Высокую твердость наплавленного металла в диапазоне от 30 до 60 HRc и его износостойкость.
Таблица марок флюсов и их назначение
В таблице ниже представлены некоторые марки флюсов и их ключевые характеристики, включая назначение, рекомендуемое оборудование и особенности применения. Это поможет вам выбрать подходящий флюс для выполнения сварочных или наплавочных работ с учетом специфики материала и условий эксплуатации.
| Марка флюса | Назначение | Особенности |
|---|---|---|
| ЭЛЗ‑ФКН‑1/55(Б) | Наплавка изношенных бурильных труб и оборудования | Используется с проволокой Нп–30ХГСА, подходит для многоэлектродной наплавки; обеспечивает твердость 28-35 HRC. |
| ЭЛЗ‑ФКН‑Х32Н8 | Наплавка уплотнительных поверхностей трубопроводной арматуры | Коррозионная стойкость, применяется при высоких температурах (до 900 °С), подходит для деталей из нержавеющей стали. |
| ЭЛЗ–ФКН–17Б | Восстановительная наплавка быстроизнашивающихся деталей | Обеспечивает легкую отделимость шлаковой корки, подходит для металлургического оборудования. |
| ЭЛЗ–ФКН–45 | Антикоррозионная износостойкая наплавка элементов оборудования | Высокая стойкость к коррозии, применяется для плунжеров прессов; твердость наплавленного металла 42-46 HRC. |
Каждая из этих марок обладает уникальными свойствами и разработана для специфических условий эксплуатации. Например, ЭЛЗ–ФКН–Х32Н8 отлично подходит для работы при высоких температурах и в агрессивных средах, в то время как ЭЛЗ–ФКН–20Х3СГ(М) применяется для наплавки оборудования с высоким износом. Важной особенностью является необходимость прокалки флюса перед использованием, что помогает достичь оптимальных результатов и минимизировать вероятность дефектов сварного шва.
Как прокаливать флюсы перед сваркой
Почему сварочные флюсы перед сваркой необходимо прокаливать? Прокаливание флюса позволяет удалять влагу, которая может образовать поры в шве. Процесс прокаливания флюсов включает следующие этапы:
- Флюс помещают в печь с температурой около 350°C для удаления влаги.
- Выдерживают 1-2 часа для равномерного просушивания.
- Проверяют состояние флюса на предмет отсутствия комков.
После прокаливания флюс готов к использованию и минимизирует вероятность появления пор и дефектов в сварочном шве.
Заключение
Правильный выбор и использование флюсов — ключевые элементы в создании качественных сварных соединений. Флюсы помогают улучшить сварочный процесс, стабилизировать горение дуги и защитить шов от вредных примесей. Использование различных видов флюсов, от плавленых до керамических, позволяет работать с различными металлами и получать оптимальные результаты. Понимание для чего нужен флюс при сварке и знание принципов его работы, делают его незаменимым материалом для профессионалов и любителей в сфере автоматической сварки и наплавки.