Коротко
- Марки флюсов для сварки и их состав закреплены в ГОСТ 9087-81 - двадцать четыре марки плавленого флюса для дуговой и электрошлаковой сварки стали.
- Основной компонент флюсов для сварки - оксиды марганца и кремния, от их соотношения зависит, под какую сталь взять конкретную марку.
- Флюсы делятся на плавленые (сплавленные в печи) и неплавленые - керамические на жидком стекле или спечённые.
- Флюс для сварки меди применяют при газовой сварке медных изделий и при сварке меди с алюминием; для сварки алюминия с инертным газом (TIG, MIG) флюс не используют, а при сварке алюминия со сталью наносят активирующее покрытие.
- Размер зерна, влажность и насыпная плотность флюса подбираются под способ сварки и диаметр проволоки.
Статья для тех, кто подбирает флюс для сварки и не знает, какая марка подходит под сталь и проволоку. Ниже разбираем марки флюсов для сварки - что такое флюс простыми словами, чем плавленые флюсы отличаются от неплавленых, какие марки даёт ГОСТ 9087-81, по каким характеристикам их сравнивают и как обстоят дела с флюсом для меди, алюминия, пластика и точечной сварки.
С флюсом сталкиваются на автоматической и полуавтоматической сварке под слоем сыпучего материала.
1. Что такое флюс для сварки простыми словами?
Вспомогательный материал, который закрывает дугу и сварочную ванну от воздуха, помогает дуге гореть ровно, формирует поверхность шва и задаёт свойства наплавленного металла - таков флюс для сварки; это простыми словами о его роли.
По способу изготовления флюсы делятся на плавленые и неплавленые. Плавленые получают сплавлением сырья - марганцевой руды, кварцевого песка, мела - в электрической или газопламенной печи с последующей грануляцией. Неплавленые - это смесь порошков и зёрен, которую не плавят, а замешивают на жидком стекле (керамические) или спекают без расплавления. В неплавленый флюс можно добавить ферросплавы и металлические порошки, которые плавка бы выжгла.
2. Состав флюсов для сварки: плавленые и неплавленые
Основной компонент флюсов для сварки - оксиды марганца и кремния. Марганец сильнее железа тянется к кислороду, поэтому восстанавливает оксиды железа в ванне и связывает серу в сульфид. Кремний подавляет образование оксида углерода, снижает пористость шва и работает раскислителем.
По содержанию оксида кремния (SiO2) флюсы делят на высококремнистые (до 40-45%), низкокремнистые (до 0,5%) и бескремнистые; по содержанию оксида марганца (MnO) - на высокомарганцевые (больше 30%), среднемарганцевые (15-30%) и низкомарганцевые. Для углеродистых и низколегированных сталей берут высококремнистые флюсы кислого характера, для легированных сталей - низкокремнистые с повышенным содержанием оксидов кальция, магния и фтористого кальция, а для высоколегированных сталей с хромом, молибденом, титаном и алюминием - бескремнистые фторидные флюсы на основе CaO и CaF2, где фтористого кальция 60-80%.
3. Марки флюсов для сварки по ГОСТ 9087-81
ГОСТ 9087-81 закрепляет марки флюсов для сварки, их химический состав и то, для какой стали и способа сварки каждая марка предназначена. Ниже - основные группы марок и их назначение по приложению 1 стандарта.
- Марка флюса: АН-348-А, АН-348-АМ, ОСЦ-45
- Оксиды SiO2 / MnO, %: 37-44 / 31-44
- Назначение по ГОСТ 9087-81: Механизированная сварка и наплавка углеродистых и низколегированных сталей
- Марка флюса: АН-8
- Оксиды SiO2 / MnO, %: 33-36 / 21-26
- Назначение по ГОСТ 9087-81: Электрошлаковая сварка углеродистых и низколегированных сталей
- Марка флюса: АН-20С, АН-20СМ, АН-15М, АН-18
- Оксиды SiO2 / MnO, %: 6-24 / не более 5
- Назначение по ГОСТ 9087-81: Автоматическая сварка и наплавка высоколегированных и среднелегированных сталей
- Марка флюса: АН-22
- Оксиды SiO2 / MnO, %: 18-22 / 7-9
- Назначение по ГОСТ 9087-81: Электрошлаковая сварка и наплавка низко- и среднелегированных сталей
- Марка флюса: АН-26С, АН-26СП, АН-26П
- Оксиды SiO2 / MnO, %: 29-33 / 2,5-4
- Назначение по ГОСТ 9087-81: Сварка нержавеющих коррозионно-стойких и жаропрочных сталей
- Марка флюса: АН-17М, АН-42, АН-43, АН-47
- Оксиды SiO2 / MnO, %: 18-34 / до 19
- Назначение по ГОСТ 9087-81: Сварка и наплавка сталей повышенной и высокой прочности
По строению зерна флюсы делятся на стекловидные и пемзовидные: у АН-348-А и ОСЦ-45 цвет от жёлтого до коричневого, у АН-18 - от тёмно-серого до чёрного, у АН-20С - от белого до светло-голубого. АН-26СП вообще делают смешиванием АН-26С и АН-26П в равных долях по массе - так получают смесь стекловидных и пемзовидных зёрен.
4. Характеристика флюсов для сварки: зерно, влажность, плотность
ГОСТ 9087-81 задаёт три параметра, по которым различают марки плавленого флюса: зерно, влажность и насыпную плотность.
- Размер зерна. У пемзовидных флюсов ОСЦ-45П, АН-20П и АН-60 зерно 0,35-4,00 мм - по приложению 1 ГОСТ такое зерно предназначено для автоматической сварки проволокой диаметром не менее 3 мм. У мелкозернистых АН-348-АМ, ОСЦ-45М и ФЦ-9 зерно 0,25-1,60 мм - для автоматической и полуавтоматической сварки проволокой диаметром не более 3 мм.
- Влажность. У ОСЦ-45П, АН-20С, АН-20П, АН-60 и АН-65 влажность не выше 0,05% от массы, у АН-8 - не выше 0,08%, у остальных марок - не выше 0,10%. Отсыревший флюс сушат перед использованием: для АН-348-А и ОСЦ-45 - при 300-400 °C до часа, для АН-15М - при 650-800 °C до часа.
- Насыпная плотность. У большинства марок 1,3-1,8 г/см3, у пемзовидных АН-20П, АН-26П, АН-60 и АН-65 плотность ниже - 0,8-1,1 г/см3.
5. Флюс для сварки меди: где его применяют?
Медь плавится при 1080-1083 °C, а закись меди Cu2O, которая образуется на горячем металле уже при 200 °C, плавится на 20 градусов ниже самой меди. Из-за этого в шве возникают горячие трещины, а растворённый в жидкой меди водород, соединяясь с кислородом, даёт «водородную болезнь меди» - расширяющийся водяной пар, который рвёт металл шва трещинами.
При сварке меди с алюминием дугой вольфрамового электрода в аргоне процесс ведут по слою флюса: кромки предварительно очищают и наносят активирующее цинковое покрытие гальваническим способом. Дугу смещают на медь как более теплопроводный металл, а присадкой служат алюминиевые прутки. При газовой сварке медных изделий защиту ванны от кислорода и растворение оксидной плёнки на кромках берут на себя те же вещества, что и в других флюсах для газовой сварки - бура, борная кислота, хлориды и фториды.
6. Флюс для сварки алюминия: когда он действительно нужен?
Оксидную плёнку на поверхности алюминия, которая плавится при 2050 °C - куда выше, чем сам алюминий при 660 °C, - на аргонодуговой сварке TIG переменным током и на полуавтоматической MIG в среде инертного газа разрушают очисткой и обезжириванием, а ванну защищают инертным газом.
При сварке разнородных металлов применяют флюс для сварки алюминия - это другой случай, отдельный от TIG и MIG в среде инертного газа. Алюминий со сталью сваривают аргонодуговой сваркой вольфрамовым электродом: кромки очищают, наносят активирующее цинковое покрытие, а в качестве присадки берут проволоку АД1 из чистого алюминия с добавкой кремния. Для сварки цветных металлов и их сплавов в целом применяют неплавленые керамические флюсы на основе мрамора, плавикового шпата, фторидов или хлоридов щёлочноземельных металлов с добавкой ферросплавов-раскислителей - кремния, титана, алюминия.
7. Флюс для сварки пластика: почему его не бывает?
Флюс из ГОСТ 9087-81 защищает от воздуха расплав металла и оксиды в сварочной ванне. У пластика при нагреве нет ни расплава металла, ни оксидной плёнки, которую нужно связывать шлаком, поэтому металлургический флюс для сварки пластика не применяют. Пластик соединяют нагревом самого материала феном, экструдером или контактным нагревательным элементом, а не защитой ванны сыпучим веществом.
8. Флюс для точечной сварки меди: нужен ли он вообще?
По ГОСТ 2601-84 контактная сварка соединяет детали давлением и теплом, которое выделяется в контакте от проходящего тока; точечная контактная сварка формирует соединение между торцами электродов, передающих усилие сжатия - без открытой сварочной ванны и без отдельного шлакового слоя, поэтому флюс из ГОСТ 9087-81 к ней не относится: этот стандарт описывает флюсы для дуговой и электрошлаковой сварки, где есть расплав и защитный шлак. Флюс для точечной сварки меди в таком виде не нужен, а если речь о пайке меди бурой, борной кислотой, хлоридами или фторидами - это уже флюсы для газовой сварки и пайки, разобранные выше.
Для аргонодуговой сварки меди и алюминия со сталью пригодится аппарат из раздела аппаратов TIG, а для механизированной сварки под флюсом и полуавтоматом - из раздела аппаратов MIG/MAG. Электроды под сталь, для которой чаще берут высококремнистый флюс, можно посмотреть в разделе электродов для углеродистых сталей. Про подготовку, газ и настройки при сварке алюминия подробнее - в статье «Сварка алюминия TIG и MIG: подготовка, газ и настройки».
Комментарии