Калибр бисера зависит от толщины проволоки, используемой в сварочном процессе, и силы сварочного тока. Важно понимать, что чем больше поперечное сечение электрода, тем большего диаметра должны быть гранулы флюса. Это связано с тем, что при более высоких токах порошок может расплавляться слишком быстро, что приведет к нежелательным последствиям в процессе сварки.
Что такое флюс для сварки
В процессе сварки возникает высокая температура, которая значительно увеличивает скорость реакций окисления. Это, в свою очередь, приводит к образованию большого количества оксидов, что серьезно ухудшает качество сварного шва и может сделать сам процесс сварки практически невозможным. Для предотвращения появления этих оксидов в сварочной ванне применяются различные методы, одним из которых является сварка под защитным слоем флюса.
Принцип работы флюсов для сварки
Флюс выполняет функциональную аналогию с покрытием электрода, используемого при ручной дуговой сварке. Когда температура в зоне сварки повышается до критических значений, флюс начинает плавиться. В этом состоянии он частично исключает кислород из зоны сварки, а также растворяет окислы, образующиеся на краях свариваемых элементов. Данный процесс значительно улучшает условия горения сварочной дуги, что, в свою очередь, способствует качественному соединению металлов.
Важно отметить, что для каждого типа соединяемого металла разрабатывается специализированный флюс, что объясняет разнообразие типов и составов флюсов. В большинстве случаев в их состав входят такие химические элементы, как фториды, оксиды и ряд других соединений.
Классификация флюсов для сварки
При выборе флюсов для различных сварочных процессов их классификация играет crucial роль. Существует несколько систем классификации, однако наиболее распространенной является классификация по составу химических элементов, методам их получения, назначению и физическим свойствам.
В зависимости от состава химических элементов флюсы могут быть следующих типов:
- Марганце-силикатные;
- Кальций-силикатные;
- Алюминатно-основные;
- Флюоритно-основные;
- Алюминатно-рутиловые;
- Иные типы.
Также следует учитывать, что флюсы различаются по степени активности взаимодействия с основными металлами и добавочными материалами. Пассивные флюсы создают только газовое облако, не оказывая влияния на химический состав стали, тогда как флюсы с рыхлой связью представляют собой класс материалов, получаемых при плавлении, которые сваривают соединяемые металлы с небольшим содержанием кремния, марганца и других элементов. Это добавляет сварному шву повышенные прочностные характеристики и ударопрочность, а зерна сплава значительно обогащают металл, улучшая его физические и химические свойства.
По физическому состоянию
Флюсы могут быть классифицированы по физическому состоянию, включающему:
- порошкообразные;
- стекловидные;
- кристаллические.
Порошкообразные сварочные материалы обычно бывают белого или светло-коричневого цвета и представляют собой гранулы, имеющие округлую или овальную форму. При использовании порошкообразных флюсов важно учитывать их низкую плотность, что требует их нанесения в толстом слое. Масса таких флюсов варьируется от 0,6 до 1 кг/дм³.
Стекловидные флюсы получили такое название из-за своей прозрачности, напоминающей стеклянные сферы. Они могут быть бесцветными или окрашенными в различные оттенки, от синего до черного. Этим флюсам характерна высокая плотность, что позволяет им эффективно покрывать сварной шов, насыпной вес таких материалов колеблется от 1,4 до 1,8 кг/дм³.
Кристаллические флюсы визуально отличаются от других видов; они по цвету напоминают пемзу, однако их зерна имеют более четкую кристаллическую структуру.
По способу изготовления
Флюсы различаются и по способу их изготовления, что позволяет выделить несколько категорий:
- Плавленные. Эти флюсы изготавливаются из минеральных руд, которые плавятся в специализированных печах, после чего их гранулируют, фракционируют и прокаливают для достижения нужных характеристик.
- Механические смеси. Данная категория включает в себя соединение различных типов флюсов путем их физического смешивания. Технология актуальна для определенных вид металлов, однако не существует одного фиксированного состава, так как подготовка проводится под заказ. Однако данный метод имеет недостаток: различия в весе и размере частиц могут привести к их разделению во время транспортировки и подачи из бункера.
- Керамические. Эти флюсы создаются путем смешивания сухих компонента. Далее полученная смесь из минералов и ферросплавов смешивается с жидким стеклом, сушится, прокаливается и фракционируется. Преимущества керамических флюсов включают низкое потребление, возможность повторного использования в системах рециркуляции, а также высокое качество получаемого сварного шва.
По назначению
Жидкие материалы также можно классифицировать по предназначению, в зависимости от типов металлов, которые они соединяют:
- низкоуглеродистые стали;
- низколегированные стали;
- высоколегированные стали;
- цветные металлы и их сплавы.
Флюсы также различаются по типу сварки: дуговой, газовой, электродной и тех, которые не требуют применения электродов. Существует обширная группа флюсов, которые могут эффективно использоваться для сварки разных типов металлов.
Для чего нужен флюс
В ходе высокотемпературной сварки химическая активность в зоне соединения деталей значительно увеличивается. В результате этого шлак и оксиды могут попадать в металл через воздух, что ухудшает качество сварного шва. Поэтому сварочные флюсы играют ключевую роль в процессе, создавая защитную среду, которая изолирует зону сварки от отрицательного воздействия окружающей среды.
Сварочные флюсы представляют собой неметаллические композиты, которые вовлечены в процесс соединения изделий и оказывают положительное влияние на его ход. Применение флюса в процессе сварки предоставляет дополнительные преимущества:
- интенсификация расплавления металла;
- отсутствие необходимости предварительной обработки кромок соединяемых деталей;
- уменьшение потерь металла за счет испарения;
- стабильное горение дуги;
- снижение разбрызгивания металла и образование искр;
- увеличение коэффициента полезного действия нагрева металла благодаря снижению расхода электроэнергии;
- оптимизация расхода присадочного материала до минимально необходимого уровня.
Кроме того, сварочный порошок защищает часть пламени дуги, что создает безопасные условия труда для сварщика. Таким образом, флюс представляется собой необходимый компонент, который охраняет сварочную ванну от воздействия окружающего воздуха и предотвращает потери углерода из основного металла.
Некоторые виды флюсов способны обогащать металл легирующими элементами, что способствует его затвердению и повышению прочности, таким образом увеличивая надежность готового изделия.
Условия использования
Сварка с применением флюса должна проводиться в строго фиксированных условиях. Важно, чтобы флюс не вступал в нежелательные химические реакции с металлом соединяемых деталей, а также с металлом внутреннего электродного стержня или сварочной проволоки.
Кроме того, зона сварочной ванны должна быть надежно изолирована от окружающего воздуха на протяжении всего процесса сварки. Остатки флюса, которые остаются в шлаке, должны быть легкодоступны для удаления, что еще раз подчеркивает важность качественного флюса в сварочных работах.
Область применения
Сварка порошковой проволокой часто используется при дуговой сварке, когда применяются плавящиеся электроды в форме проволоки, а также при сварке, где используются покрытые электроды при электромуфтовой сварке. В полуавтоматическом процессе сварки в газовой среде флюс помещается внутрь трубчатой проволоки. Данный флюс можно также применять при сварке угольным электродом, а также при сварке в газовой среде цветных металлов и легированных сталей.
Флюсы универсальны — их можно использовать во всех сварочных процессах, когда необходимо обеспечить изоляцию от окисления, улучшить электропроводность и стабильность горящей дуги, а также предотвратить проникновение загрязнений в сварочной ванне.
