SU1632712A1 - Флюс дл сварки алюмини - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сварке, а именно к флюсам дл  автоматической сварки алюмини . Цель изобретени  снижение электропроводности флюса в расплавленном состо нии дл  повышени  стабильности процесса. Флюс содержит компоненты в следукгдем соотношении , мас.%: хлорид натри  3-6J хлорид кали  4-10 J криолит 32-38. Новым  вл етс  введение в него (в мас.%) хлорида магни  18-27, хлорида стронци  15-24, хлорида рубиди  1-3 и окиси магни  7-12. Вновь введенные компоненты образуют длинные полимероподобные молекулы и комплексные соединени , что снижает подвиж- ность носителей зар да в расплаве шлака, упрочн ет зерна флюса. Компо- / ненты флюса вступают в обменные реакции с алюминием,удал ют окисную пленку , стабилизируют дуговой разр д, преп тствуют возникновению электро- пшакового процесса, улучшают равномерность прогрева дугой издели . 2 табл. (/

Description

Изобретение относитс  к сварке цветных металлов, а именно к флюсам дл  автоматической дуговой сварки алюмини , и может найти применение в различных отрасл х машиностроени , судостроени , авиастроени .

Целью изобретени   вл етс  снижение его электропроводности в расплав ленном состо нии дл  повышени  стабильности процесса сварки.

Хлорид магни  применен с целью упрочнени  зерен флюса, хлорид,стронци  применен с целью уменьшени  количества неметаллических включений в

металле шва, а хлорид рубиди  с целью улучшени  сварочно-технологи- ческих свойств флюса.

Хлорид натри   вл етс  одним из источников хлора во флюсе, способствует снижению температуры плавлени  флюса, при содержании менее 3% его вли ние оказываетс  недостаточным , при содержании более 6% увеличиваетс  электропроводность флюса в расплавленном состо нии.

Хлорид кали  совместно с хлоридом натри  снижает температуру плавлени  флюса, способствует удалению

О5

со ю

ю

1

окисной пленки с поверхности алюмини  , При содержании хлорида кали  менее 4% его вли ние оказываетс  недостаточным , при содержании более 10% ухудшаетс  стабильность процесса сварки (частые обрывы дуги).

Криолит раствор ет в себе окись алюмини , преп тству  ее переходу в металл ива. При содержании криолита менее 32% увеличиваетс  количество неметаллических включений в металле шва. При содержании криолита более 38% ухудшаетс  формирование шва.

I Хлорид магни   вл етс  совместно с хлоридами других металлов источником хлора в зоне сварки. Хлорид магни  совместно с другими хлоридами снижает температуру плавлени  флюса, улучшает его растекаемость по свариваемому изделию, способствует лучшему удалению окисной пленки на поверх ности алюмини . Хлорид магни   вл етс  соединением двухвалентного металла. Он при плавлении диссоциирует: 2

1

2

MgCl,

Т°С

MgCl +

СГ

Положительный ион MgCl обладает 30 молекул рш весом 60 в то врем  как атомный вес натри  23, кали  39. Это обуславливает низкую подвижность иона MgCl и худшую электропроводность предлагаемого флюса по сравнению с из-35 вестным.

С окисью магни  хлорид магни  вступает в реакцию, образу  полимеро- подобные молекулы

40

Cl-llg-O-Mg-O-Hg-.. .-0-Mg-Cl,

45

поэтому при изготовлении флюса смесь компонентов увлажн ют и подвергают гранул ции с последующей сушкой, образовавшиес  полимероподобные молекулы св зывают зерна флюса в прочные частицы , поэтому отпадает необходимость в применении специальной св зки. Это существенно улучшает качество сварно- 50 го соединени , так как в зону сварки не попадают водород, кислород и углерод, образующиес  при термическом разложении карбоксилметилцел- люлозы. Хлорид магни  вступает при нагреве флюса дугой в реакцию с гало- генидами натри  и кали , образу  сое- л нени  типа

)5

КМр,Г5, NaMgCl-j,

0

5

5

0

0 5

0

5

0

5

особенно хорошо образуютс  соединени  с т желым металлом - рубидием PbllgCls и PbMglj. Эти соединени  имеют больший атомный вес, чем хлориды и фториды отдельных металлов,они малоподвижны, что приводит к снижению электропроводности флюса. При содержании хлорида магни  менее 18% его вли ние оказываетс  недостаточным, при содержании его более 27% дальнейшего улучшени  свойств флюса не происходит .

Оксид магни  совместно с хлоридом магнием упрочн ет зерна флюса, повышает в зкость шлака. Оксид магни  - труднодиссоциируемое прочное соединение , оно резко снижает электропроводность расплавленного флюса, особенно сильно это свойство про вл етс  при св зывании окисла магни  в полимероподобные молекулы хлоридом магнием, при этом увеличиваетс  мас- .са молекул, они станов тс  практически неподвижными и, кроме того,  вл ютс  преп тствием дл  движени  других ионов - носителей зар да в расплаве флюса.

Таким образом удаетс  снизить электропроводность флюса. Кроме того , оксид магни  не восстанавливаете алюминием и не переходит в металл шва. Окись магни  улучшает кроющую способность шлака. При содержании оксида магни  менее 7% увеличиваетс  электропроводность расплавленного флюса. При содержании окиси магни  более 12% увеличиваетс  количество неметаллических включений в металле шва.

Хлорид рубиди   вл етс  источником рубиди  - легкоионизируемого элемента в атмосфере дуги. Рубидий стабилизирует дугу, компенсирует уменьшенное содержание во флюсе солей натри  и кали . В то же врем  атомный J вес рубиди  велик, значительны и размеры его атома, вме это делает ионы рубиди  малоподвижным, это снижает электропроводность флюса. Таким образом , хлорид рубиди  повышает электропроводность дуговой плазмы в столбе дуги и ухудшает электропроводность расплава флюса, что обеспечивает стабильность дугового процесса при сварке и предотвращает его переход в электрошлаковый процесс. Хлорид ру516

биди  при нагреве легче других элементов отдает хлор, благодар  чему t интенсифицируетс  процесс удалени  пленки окислов с поверхности алюмини . Хлорид рубиди , вступа -в обмен ные реакции, легко образует соединени  с фторидами алюмини , магни , хлоридом магни  ц оксидом магни , крупные комплексные молекулы этих соединений  вл ютс  малоподвижными носител ми зар дов, а также служат преп тствием дл  более подвижных ионов натри , кали , хлора. Это также снижает электропроводность флюса. При содержании хлорида рубиди  менее 1% его вли ние недостаточно, при содержании более 3% дальнейшего улучшени  свойств флюса не происходит.

Хлорид стронци  совместно с хлоридом магни  ухудшает электропровод- / ность жидкого шлака, так как стронций  вл етс  двухвалентным металлом, при диссоциации его в расплаве флюса образуетс  ион с атомным весом 123 и низкой подвижностью в расплаве. Стронций - щелочной металл, а алюминий - амфотерный, поэтому окись алюмини  легко отшлаковываетс  соединени ми стронци  в легкоплавкие оксихлориды. Хлорид стронци  вступает в обменную реакцию с окисью алюмини 

35гС12 + А1503ТаС

3SrO + 2А1С13.

Образующа с  окись стронци  обладает низкой работой выхода электрона, что обеспечивает высокую подвижность дуги по изделию и хороший прогрев ос новного металла. Все это обеспечивает хорошее удаление оксидной пленки с поверхности алюмини , преп тствует образованию неметаллических включений в металле шва. При содержании хлорида стронци  менее 15% его- вли ние недостаточно, при содержании более 24% дальнейшего улучшени  свойств .не происходит.

7126

Были изготовлены п ть составов флюса дл  сварки алюмини .

Составы флюса приведены в табл.1.

Производ т сварку под слоем флюса пластин из алюмини  АДО толщиной 12 мм. Электропроводность флюсов определ ют при 800,850.,900 и 950°С,

количество неметаллических включений определ ют на микрошлифах металла сварного шва. Качество формировани  сварнбго шва определ ют визуально. Дл  сварки используют проволоку

5 СаА., 97 диаметром 2 мм. Режим сварки: напр жение дуги 34 В; ток дуги 230 А; скорость сварки 18 м/ч.

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

0

Как следует из табл.2 предлагаемый флюс оптимального состава (составы 2-4) обладают  вными преимуществами перед известным (состав 5). При

5 содержании компонентов во флюсе

больше или меньше оптимального состава свойства флюса ухудшаютс .

Claims (1)

1. Формула изобретени  0

   Флюс дл  сварки алюмини , содержащий хлорид натри , хлорид кали , криолит, отличающийс  тем, что, с целью снижени  электро- c проводности флюса в расплавленном . состо нии дл  повышени  стабильности процесса сварки, флюс дополнительно содержит хлорид магни , хлорид стронци , хлорид рубиди  и С оксид магни  при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   Хлорид натри 3-6

   Хлорид кали 4-10

   Криолит32-38

   5 Хлорид магни 18-27

   Хлорид стронци  15-24 Хлорид рубиди 1-3

   Оксид магни 7-12

   Таблица 1

   Компонент

   Содержание компонентов, мас.%, в составе

   Состав Электропроводность флюса флюса 5P2 I§y5§E5IZЈEi 2

   800 850 900

   950

   Таблица 2

   Формирование сварного шва