PL166255B1

PL166255B1 - Welding flux for use in gas welding of aluminium and its alloys

Info

Publication number: PL166255B1
Application number: PL29418992A
Authority: PL
Inventors: Barbara Bakowska; Urszula Lis; Tadeusz Kuzio; Andrzej Winiowski; Dieter Meier
Original assignee: Inst Spawalnictwa
Priority date: 1992-04-09
Filing date: 1992-04-09
Publication date: 1995-04-28
Also published as: PL294189A1

Abstract

A welding flux for gas welding of aluminium and aluminium alloys including up to 7% per weight of magnesium, whereas the welding flux: 35-52% per weight of KCl, 21-35% per weight of NaCl, 10-19% per weight of LiCl - 2H2O, 0.5-3.5% per weight of LiF, 0.2-3.5% per weight of MgCl2 - 6H2O, 0.2-7.2% per weight of ZnCl2, 0.2-5% per weight of a surfactant, 0.2-2% per weight of glycol, 0.3-8% per weight of an organic activator, preferably ethyl glicynate, the remaining part being distilled water.

Description

Przedmiotem wynalazku jest topnik w postaci pasty do spawania gazowego aluminium i stopów aluminium, zawierających do 7% magnezu.The subject of the invention is a paste flux for gas welding of aluminum and aluminum alloys containing up to 7% magnesium.

Spawanie gazowe aluminium i jego stopów w wielu przypadkach spawalniczych prac remontowych i montażowych jest nadal podstawową stosowaną technologią łączenia. Spawanie prowadzone jest przy użyciu odpowiednich topników, które chronią brzegi spawanych metali oraz spoiwo przed utleniającym działaniem atmosfery oraz rozpuszczają i wiążą istniejące na nich tlenki, powodując ich przechodzenie do płynnego żużla. Znany jest topnik do lutowania aluminium o następującym składzie wagowym: 30-35% chlorku sodu, 15-20% chlorku potasu,Gas welding of aluminum and its alloys is still the basic joining technology used in many cases of welding, repair and assembly works. Welding is carried out with the use of appropriate fluxes that protect the edges of the welded metals and the binder against the oxidizing effect of the atmosphere and dissolve and bind the oxides existing on them, causing their transfer to liquid slag. There is a known flux for brazing aluminum with the following weight composition: 30-35% sodium chloride, 15-20% potassium chloride,

20- 22% fluorku litu, 28-30% fluorku sodu.20-22% lithium fluoride, 28-30% sodium fluoride.

Znany jest też topnik, według opisu patentowego japońskiego nr 6210791, otrzymywany przez dokładne wymieszanie eutektyki fluorku glinu i fluorku potasu z wodą, a następnie wysuszenie jej w 450°C i dokładny przemiał. Ważne jest dokładne dotrzymanie reżimu temperaturowego, ponieważ topnik suszony w temperaturze niższych lub wyższych od 450°C zmienia swoją aktywność. Znane są również proszkowe topniki zawierające 28% chlorku sodu, 50% chlorku potasu, 14% chlorku litu, 8% fluorku potasu lub 30% chlorku sodu, 50% chlorku potasu, 20% kriolitu lub 15% chlorku litu, 70% chlorku baru, 15%o fluorku litu lub 19% chlorku sodu, 29% chlorku potasu, 48% chlorku baru, 4% fluorku potasu. Jednakże topniki tego typu nie zapewniają odpowiedniej skuteczności usuwania wysokotopliwych tlenków aluminium i magnezu, które charakteryzują się ponadto stosunkowo dużą gęstością, około 1,4 razy wyższą od gęstości aluminium. Topniki te są produkowane na ogół w postaci proszków przez topienie lub suszenie składników, a następnie ich mielenie. Przed użyciem do spawania topnik proszkowy często jest mieszany z wodą destylowaną, celem uzyskania konsystencji wygodnej w użyciu gęstej pasty.There is also a known flux, according to Japanese Patent No. 6210791, obtained by thoroughly mixing aluminum fluoride eutectic and potassium fluoride with water, and then drying it at 450 ° C and finely grinding it. It is important to follow the temperature regime carefully, because flux dried at temperatures lower or higher than 450 ° C changes its activity. There are also powdered fluxes containing 28% sodium chloride, 50% potassium chloride, 14% lithium chloride, 8% potassium fluoride or 30% sodium chloride, 50% potassium chloride, 20% cryolite or 15% lithium chloride, 70% barium chloride, 15% lithium fluoride or 19% sodium chloride, 29% potassium chloride, 48% barium chloride, 4% potassium fluoride. However, fluxes of this type do not provide adequate efficiency in removing high-melting aluminum and magnesium oxides, which are also characterized by a relatively high density, about 1.4 times higher than that of aluminum. These fluxes are generally produced as powders by melting or drying the ingredients and then grinding them. Before being used for welding, powder flux is often mixed with distilled water to obtain a consistency of a thick paste that is comfortable to use.

Wadą tak przygotowanych topników jest konieczność przechowywania ich w szczelnych pojemnikach, gdyż w przeciwnym razie ze względu na higroskopijność topnika dochodzi do jego zbrylania i twardnienia. Po otwarciu opakowania nie można zapobiec tym niekorzystym zjawiskom, co powoduje, że dużą część topnika nie nadaje się do bezpośredniego użycia. Proces wytwarzania tych topników jest również dość kosztowny, bowiem wymaga wstępnego suszenia i prażenia surowców, a jego przemiał stwarza zagrożenie bezpieczeństwa pracy, spowodowane występowaniem w powietrzu pyłów związków fluoru. Topniki te dają zbyt wysokie napięcie powierzchniowe, które nie wystarcza do odsunięcia warstewki tlenkowej w obrębie spoiny, a tym samym powodują niedostateczne oczyszczenie lica spoiny.The disadvantage of such prepared fluxes is the necessity to store them in airtight containers, otherwise, due to the hygroscopicity of the flux, its lumping and hardening occurs. After opening the package, these unfavorable phenomena cannot be prevented, which means that a large part of the flux cannot be used directly. The process of producing these fluxes is also quite expensive, because it requires preliminary drying and roasting of raw materials, and its grinding poses a threat to work safety, caused by the presence of fluorine compounds in the air. These fluxes give too high surface tension, which is not enough to move the oxide layer within the weld, and thus insufficient cleaning of the weld face.

Celem wynalazku jest opracowanie topnika przeznaczonego zarówno do spawania aluminium jak i jego stopów o zawartości magnezu do 7%. Topnik ten zawiera wagowo: 35-52% KCl,The aim of the invention is to develop a flux intended for welding both aluminum and its alloys with a magnesium content of up to 7%. This flux contains by weight: 35-52% KCl,

21- 35% NaCl, 10-19% LiCl · 2H2O, 0,5-3,5% LiF, 0,2-3,5% MgCh · 6H2O, 0,2-7,2% ZnCh, oraz związek powierzchniowo-czynny obniżający napięcie powierzchniowe w ilości 0,2-5%; glikol korzystnie glikol etylenowy 0,2-2 % oraz aktywator organiczny dobrze rozpuszczalny w wodzie, jak glicynian etylu, w ilości 0,3-8%, resztę stanowi woda destylowana, która umożliwia przemiał surowców na mokro.21-35% NaCl, 10-19% LiCl · 2H2O, 0.5-3.5% LiF, 0.2-3.5% MgCh · 6H2O, 0.2-7.2% ZnCh, and a surface compound active lowering the surface tension in the amount of 0.2-5%; glycol, preferably 0.2-2% ethylene glycol, and an organic activator that is readily soluble in water, such as ethyl glycinate, in the amount of 0.3-8%, the remainder being distilled water, which enables wet grinding of the raw materials.

166 255166 255

Topnik według wynalazku gwarantuje wysoką jakość połączeń spawanych aluminium i stopów aluminium, zawierających magnez w ilości do 7%, o różnej grubości blach od 3 mm do 10 mm. Spoina jest płaska dzięki aktywnemu oddziaływaniu topnika, zapewniającego dobrą zwilżalność i rozpływność spoiwa na materiale spawanym. Lico spoiny jest gładkie i lśniące, a żużel topnikowy łatwo usuwalny. W trakcie spawania topnika zapewnia wymagane pokrycie strefy łączenia i nie przereagowuje zbyt szybko, co pozwala na używanie go nawet przy dużych gabarytach łączonych elementów.The flux according to the invention guarantees high quality of welded joints of aluminum and aluminum alloys, containing magnesium in an amount up to 7%, of various thicknesses from 3 mm to 10 mm. The joint is flat due to the active influence of the flux, which ensures good wettability and flow of the joint on the welded material. The face of the weld is smooth and shiny, and the flux slag is easily removed. During welding, the flux provides the required coverage of the joining zone and does not react too quickly, which allows it to be used even with large dimensions of the joined elements.

Skład chemiczny topnika pozwala na wyeliminowanie operacji suszenia i prażenia surowców, a następnie topienia i suchego przemiału masy topnikowej, a tym samym usuwa zagrożenie pylenia toksycznych składników. Proces mielenia surowców odbywa się na mokro, a część surowców zawiera wodę krystaliczną. Zaletą tego topnikajest trwałość postaci oraz zachowanie dobrych własności przez okres co najmniej jednego roku.The chemical composition of the flux allows for the elimination of the drying and roasting of raw materials, and then the melting and dry grinding of the flux mass, and thus eliminates the risk of dusting of toxic components. The process of grinding the raw materials is wet, and some of the raw materials contain crystal water. The advantage of this flux is that it is stable in form and maintains good properties for at least one year.

Przykładowy skład chemiczny topnika w procentach wagowych:Exemplary chemical composition of the flux in percent by weight:

KCl - 40%, NaCl - 26%, LiCl · 2H2O -12%, LiF - 0,5%, MgCh · 2H2O -0,5, ZnCl2 - 0,2%, Rokafenol - 0,2%, glikol etylenowy -0,2%, glicynian etylu -7% resztę stanowi woda destylowana.KCl - 40%, NaCl - 26%, LiCl 2H2O -12%, LiF - 0.5%, MgCh 2H2O -0.5, ZnCl2 - 0.2%, Rokafenol - 0.2%, ethylene glycol -0 2%, ethyl glycinate -7%, the rest is distilled water.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies

Cena 1,00 zł.Price PLN 1.00.

Claims

Patent claim

Flux for gas welding of aluminum and aluminum alloys with magnesium content up to 7% by weight, characterized by the fact that it contains: 35-52% KCl, 21-35% NaCl, 10-19% LiCl 2H20, 0.5-3.5 % LiF, 0.2-3.5% MgCh6H2O, 0.2-7.2% ZnCl2, 0.2-5% surfactant, 0.2-2% glycol, 0.3-8% activator organic, preferably ethyl glycinate, the remainder being distilled water.