«Керамические и плавленые флюсы»

Кроме кремния и марганца плавленые флюсы предоставляют весьма мало возможностей для легирования металла шва другими элементами. Вместе с тем с их помощью можно уменьшить переход легирующих элементов из металла в шлак. Снижения такого перехода некоторых легирующих элементов из металла в шлак можно достичь обогащением флюса окислами легирующего элемента, окисление которого необходимо понизить. Например, с целью уменьшения потерь хрома во флюс вводят окись хрома.

Керамические флюсы в металлургическом отношении более благоприятны, чем плавленые, так как могут обеспечить более высокую интенсивность реакций между шлаком и металлом. Посредством керамических флюсов можно легировать металл шва различными элементами в сравнительно широком диапазоне. Это преимущество выгодней использовать в первую очередь для флюсов, предназначенных для сварки легированных сталей или сталей с особыми свойствами. Керамические флюсы успешно используют при наплавке, когда невозможно изготовить сварочную проволоку, идентичную по химическому составу с наплавляемым металлом.

Основной характер керамических флюсов, применяемых в настоящее время, позволяет получать наплавленный металл со сравнительно низким содержанием неметаллических окисных включений. Эти флюсы обеспечивают также низкий переход кремния, что позволяет получать благоприятное соотношение содержаний марганца и кремния.

Проблемой керамических флюсов остается обеспечение сварочно-технологических свойств, поэтому при разработке шлакообразующей основы этих флюсов стремятся к минимальному содержанию или полному отсутствию карбонатов. Повышенное содержание их ухудшает не только технологические, но и санитарно-гигиенические характеристики флюсов. Основной характер сварочного шлака и хорошие сварочно-технологические свойства керамических флюсов обеспечиваются введением в состав шихты окислов магния и кальция в виде комплексных соединений. Однако несмотря на эти мероприятия, керамические флюсы, как правило, не обладают такими формирующими свойствами как плавленые. В связи с этим керамические флюсы рекомендуют в основном применять для наплавки.

Ввиду того, что связующим веществом у керамических флюсов обычно служит жидкое стекло, они более склонны к поглощению влаги, а поэтому и к пористости швов. Кроме того, невозможно повторное использование шлака, поскольку он уже не содержит непрореагированных составляющих.

Керамические флюсы склонны к измельчению, в связи с чем возможна сепарация отдельных зерен по удельной массе.

Следует отметить и тот факт, что для обеспечения равномерного перехода легирующих элементов нужно сравнительно тщательно соблюдать выбранные параметры режима сварки (наплавки).

Экономическая сравнительная оценка плавленых и керамических флюсов. С экономической точки зрения обычно считают более выгодными плавленые флюсы, исходя из того, что их выплавляют в больших печах, а изготовление их сравнительно хорошо механизировано. Причем производство плавленых флюсов считается экономичным прежде всего потому, что имеются в виду только высококремнистые флюсы массового потребления, для изготовления которых применяется сравнительно дешевое сырье.

Экономический анализ показал, что если принять некоторые предположения с точки зрения производственной технологии, производство керамических флюсов экономически более целесообразно. Это справедливо для непрерывного и полностью механизированного процесса производства керамических флюсов.

Время, необходимое для плавки плавленых флюсов, составляет в среднем 1,5-2 ч. Продолжительность изготовления такого же количества керамического флюса меньше. При полностью механизированном производственном цикле требуется и меньшее число рабочих.

При экономической оценке следует учитывать и то, что керамического флюса расходуется гораздо меньше и расход энергии для их изготовления также меньше в среднем на 30-50%. Отношение расхода керамического флюса к плавленому по данным работы составляет 1 : 1,4, а по другим данным не превышает 1 : 1,2. С другой стороны, к преимуществу плавленых флюсов относят возможность повторного использования шлаковой корки.

Дополнительной статьей расхода при производстве керамических флюсов считается связующее вещество (жидкое стекло). Количество жидкого стекла колеблется в пределах 15-20%, что составляет немалую статью расходов.

По общей оценке современного состояния производства и потребления сварочных флюсов можно отметить, что в мире преобладают плавленые флюсы.

Большинство современных плавленых флюсов предназначены за рубежом для сварки низкоуглеродистых или низколегированных сталей. Их рекомендуют для сварки на больших токах с высокими скоростями и с применением ленточного электрода.

Керамические флюсы предназначены для сварки высоколегированных сталей с обеспечением возможности дополнительного легирования через флюс, чаще всего хромом. Кроме того, их рекомендуют для сварки трудно свариваемых сталей высокой прочности, получения металла шва с высокой ударной вязкостью, а также сварки ленточным электродом.

Таким образом, следует отметить необходимость применения как одних, так и других флюсов в зависимости от вида сварочных работ и применяемых свариваемых материалов.

Керамические флюсы, очевидно, более приемлемы при наплавке, особенно износостойкой, при сварке конструкций из сталей повышенной прочности, эксплуатирующихся при отрицательных температурах, а также при особых разновидностях процесса автоматической сварки, например вертикальной сварки с принудительным формированием на стройках при монтаже строительных конструкций.

В отдельных случаях, когда необходимо получить флюс ОСЦ-45 с полупемзовидным строением частиц и насыпной массой 1-1,3 кг/л, его выплавляют в электрических печах. Высокие сварочно-технологические свойства этого флюса, возможность использования его для сварки многих сталей обусловили также его широкое применение наряду с флюсом АН-348-А.

Флюс АН-60 значительно более широко применяют, чем другие электроплавленые флюсы. Преимущественные области его применения: дуговая сварка углеродистых и низколегированных сталей на повышенных скоростях, сварка с обычной скоростью и наплавочные работы. Объемная масса флюса 0,7-1 кг/дм³. Пористое строение частиц флюса АН-60 и связанная с этим низкая объемная масса предопределяют его преимущественное применение для сварки труб на повышенных скоростях.

Флюс марки АН-8 предназначен для электрошлаковой сварки углеродистых и низколегированных сталей углеродистой и низколегированной сварочной проволокой.

АН-20С, АН-20СМ и АН-20П предназначены для дуговой автоматической наплавки высоколегированных и сварки легированных сталей соответствующей сварочной проволокой.

Флюс марки АН-22 предназначен для электрошлаковой сварки и дуговой автоматической наплавки легированных сталей легированной сварочной проволокой.

Флюсы марок АН-26С, АН-26П, АН-26СП обычно применяют для автоматической и полуавтоматической сварки коррозионно-стойких и жаропрочных сталей.

При надлежащем выборе технологии флюсы указанных марок можно применять для сварки и наплавки иных типов сталей в сочетании с соответствующей сварочной проволокой.

Кроме указанных марок флюсов централизованно поставляются и другие марки плавленых флюсов, составы которых регламентированы отраслевыми техническими условиями, например флюсы марок АН-17М, АН-42, АН-15М, АН-8М, АНФ-5, ОСЦ-45 (пемза), АН-25 и др.

Из керамических флюсов централизованно поставляются, например, высокоосновной флюс АНК-30, предназначенный для сварки низколегированных сталей повышенной прочности, флюс-добавка АНК-3, применяемый в смеси со стандартными плавлеными флюсами АН-348-А, ОСЦ-45 и др.

Для механизированной износостойкой наплавки централизованно выпускаются промышленностью керамические флюсы АНК-18 и АН К-19, которые в сочетании с низкоуглеродистой проволокой Св-08 обеспечивают твердость в пределах НВ 350-450 (флюс АНК-18) и свыше HRC 50 (флюс АНК-19).

Флюсы гранулируют методом окомкования на тарельчатом грануляторе, предварительно сушат в электрическом ленточном конвейерном сушиле, прокаливают в барабанной газовой печи. Упаковывают в герметичную жесткую тару, предохраняющую их от истирания и увлажнения при транспортировке и хранении.