Флюсы для сварки и наплавки легированных сталей. Большинство требований, предъявляемых к флюсам для сварки углеродистых сталей, действительны и для флюсов, предназначенных для сварки легированных сталей. Дополнительное требование - минимальное окисление легирующих элементов, вводимых в шов из основного металла и сварочной проволоки. Имеют место также трудности в обеспечении хорошей отделимости шлака с поверхности швов, содержащих ванадий или ниобий, а также хром.

Отделимость шлаковой корки зависит от окисляющего действия жидкого флюса на поверхность затвердевшего шва. Длительность этого действия очень невелика и составляет для обычных режимов электродуговой сварки 20-30 с. Жидкий шлак, содержащий значительные количества FeO, МпО, SiOg и TiOj, окисляет поверхность затвердевшего металла шва. Образующаяся весьма тонкая окисная пленка прочно удерживается на его поверхности. Если поверхность металла окислена, а в составе шлака находятся соединения, прочно сцепляющиеся с окисной пленкой на шве (AI2O3, СГ2О3 и др.), следует ожидать прочного удерживания шлака на поверхности металла.

Введение в сварочную ванну небольших количеств сильных раскислителей значительно улучшает отделимость шлака. Прочность удерживания шлака возрастает при содержании в нем заметных количеств окислов ванадия, ниобия, хрома и алюминия, что приводит к образованию в ближайшем ко шву слое шлака соединений, имеющих такую кристаллическую решетку, которая достраивает решетку закиси железа. Для улучшения отделимости шлаковой корки с поверхности шва следует принимать меры, затрудняющие образование и рост окисной пленки.

Выполнение требований, предъявляемых к флюсу как в отношении минимального окисления примесей, так и легкой отделимости шлака, обеспечивается применением флюсов с низким содержанием окислов железа, марганца, кремния и титана, т. е. с пониженными окислительными свойствами.

Снижение содержания SiOg во флюсе для автоматической и полуавтоматической дуговой сварки с целью уменьшения окисляющего действия ухудшает его формирующие свойства. При сварке под флюсом качество формирования швов остается удовлетворительным, если уменьшение содержания Si02 во флюсе компенсируется соответствующим повышением содержания Al20g, способного подобно SiOa придавать флюсу вязкость, делать его длинным . Поэтому в составе флюсов для сварки легированных сталей обычно много окиси алюминия, причем ее концентрация тем выше, чем меньше содержание SiOj.

Плавленые флюсы для сварки и наплавки легированных сталей (см. табл. 7-31). Сведения о строении, цвете и размере зерен, а также объемной массе приведены в табл. 7-32-7-34. Флюсы АН-20С, АН-20СМ и АН-20П имеют одинаковый химический состав и отличаются лишь по размеру и строению зерен. Эти флюсы

предназначены для дуговой автоматической наплавки легированных сталей и сварки легированных сталей соответствующими сварочными проволоками.

Флюс АН-22 предназначен для электрошлаковой сварки и дуговой автоматической сварки и наплавки легированной сварочной проволокой; флюсы АН-26С, АН-26П и АН-26СП - для автоматической и полуавтоматической сварки нержавеющих, коррозионностойких и жаропрочных сталей соответствующими сварочными проволоками. Индекс СП указывает, что флюс состоит из зерен стекловидного и пемзовидного строения. При надлежащем выборе технологии низкокремнистые флюсы перечисленных выше марок можно применять для сварки и наплавки иных типов стали в сочетании с соответствующими сварочными проволоками.

Из силикатов, алюминатов и алюмосиликатов магния состоит флюс 48-ОФ-10. В его составе много CaFg. Флюс предназначен для дуговой наплавки лентой и сварки легированных и низколегированных сталей. Для наплавки легированных сталей и чугуна предназначен флюс АН-28. Суммарное содержание SiOa и AI2O3 в нем составляет 43-53%, СаО и CaFg 47-53%. Флюс имеет пемзовидное строение и цвет от белого до темно-серого. Высокие стабилизирующие свойства флюса АН-28 позволяют надежно вести наплавку не только проволокой, но и широкой лентой. Для сварки легированных сталей предназначен и флюс АВ-5 (табл. 7-37).

Проведенные в ИЭС им. Е. О. Патона исследования показали, что введение в состав низкокремнистых флюсов окислов железа способствует значительному улучшению механических свойств металла шва. С этой целью разработаны флюсы АН-17, АН-17М и другие, имеющие стекловидное строение и черный цвет.

Разработка составов низкокремнистых флюсов за рубежом вызвана необходимостью при сварке углеродистых сталей уменьшить окисление вводимого с проволокой марганца. Высококрем-

Таблица 7-37

Состав плавленых низкокремнистых флюсов, % по массе

Примечание, Дополнительно содержат * 4 - 5% NaF, 1% TiO..

нистые безмарганцевые флюсы типа UM20 или UM30, содержащие около 50% SiOj, вследствие развития кремневосстановительного процесса значительно уменьшают содержание марганца в металле сварочной ванны. Меньшего окисления марганца достигли заменой части SiOj окисью алюминия - флюс Rot, а также введением в состав флюса окислов марганца - флюсы UM90 и Grun (см. табл. 7-38).

Хотя окислительное действие низкокремнистых флюсов, особенно не содержащих окислов марганца, на металл сварочной ванны невелико, все же оно достаточно, чтобы полностью или в значительной степени окислить и перевести в шлак такие элементы, как титан, алюминий, цирконий и др. Недо татком этих флюсов является также плохая отделимость шлака от поверхности швов, содержащих ванадий и ниобий, вследствие окисления поверхности шва жидким шлаком. Низкокремнистые флюсы мало пригодны для получения стабильноаустенитных швов и сварки высоконикелевых жаропрочных сплавов ввиду недопустимо высокой окислительной способности, загрязнения металла шва неметаллическими силикатными включениями и значительного перехода кремния в шов.

Перечисленные недостатки низкокремнистых флюсов вызвали необходимость разработки и применения бескремнистых, безмарганцевых флюсов, не содержащих в своем составе SiOj, МпО и других непрочных окислов или же содержащих их только в качестве загрязняющей примеси. Бескремнистые флюсы состоят из таких прочных окислов, как AljOg, СаО и MgO, а также из фторидов щелочных и щелочноземельных металлов (табл. 7-38).

Флюс 48-ОФ-6 применяют при автоматической дуговой сварке и наплавке легированных сталей. Состоящий из фтористого кальция и прочных окислов (см. табл. 7-38), он мало адияет на химический состав металла шва. Гранулированный по мокрому способу флюс 48-ОФ-6 с целью возможно более полного удаления из него влаги обязательно прокаливают при высокой температуре.

Для автоматической дуговой наплавки легированных сталей предназначены флюсы АН-30 и АН-70 (см. табл. 7-38). Флюс АН-30 имеет стекловидное строение зерен, флюс АН-70 - пемзовидное. К бескремнистым относятся флюсы АНФ-6 и АНФ-7, нашедшие

Таблица 7-38

Состав плавленых бескремнистых флюсов, % по массе