СВАРКА, РЕЗКА И ПАЙКА МЕТАЛЛОВ

КЕРАМИЧЕСКИЕ НЕПЛАВЛЕНЫЕ ФЛЮСЫ

Как упоминалось выше, наша промышленность в настоящее время пользуется почти исключительно плавлеными флюсами. Не­плавленые флюсы, несмотря на их дешевизну, не находят широ­кого применения вследствие пониженного качества получаемых сварных соединений. Между тем, плавленые флюсы, помимо их

довольно высокой стоимости, обладают весьма существенным недо­статком. Этот недостаток состоит в том, что плавленые флюсы, представляющие собой силикаты, не могут содержать в своём со­ставе свободных металлов, например ферросплавов, поскольку по­следние нерастворимы в силикатах. Поэтому плавленые флюсы могут лишь в очень ограниченной степени легировать наплавлен­ный металл за счёт восстановления некоторых окислов, например марганца и кремния, а легирование наплавленного металла необхо­димо почти во всех случаях. При сварке легированных сталей легирование наплавленного металла необходимо для приближения его состава и свойств к основному металлу. При сварке малоугле­родистой стали легирование наплавленного металла необходимо для компенсации выгорания легирующих элементов в процессе сварки и раскисления металла; легированный наплавленный металл более прочен и пластичен и менее склонен к образованию пор и трещин.

Опыт показывает, что металл, наплавленный под флюсом и имеющий пониженное содержание марганца и кремния, обладает сильно выраженной склонностью к образованию пор и трещин. Добро­качественный наплавленный металл при сварке малоуглеродистой стали под флюсом должен содержать марганца 0,6—1,0% и не менее 0,2—0,3% кремния. Легирование марганцем через плавленый флюс может быть произведено лишь в очень ограниченных разме­рах, например флюс ОСЦ-45, наиболее богатый соединениями мар­ганца, содержащий около 40% МпО, повышает содержание марган­ца в наплавленном металле всего на 0,2—0,3%. Дальнейшее леги­рование через плавленые флюсы практически невозможно. Поэтому, если требуется более сильное легирование, при плавленых флюсах необходимо применять специальную легированную проволоку с по­вышенным содержанием легирующих элементов; получение такой специальной проволоки часто затруднительно.

Помимо легирования необходимо вести и раскисление ванны, успевающей обогатиться закисью железа FeO во время сварки, что ещё более усложняет требования к флюсу. Неоднократно дела­лись попытки применения неплавленых флюсов, представлявших механическую смесь различных порошкообразных веществ, в число которых могли входить и ферросплавы. Практиковалась также до­бавка порошкообразных ферросплавов к стандартным плавленым флюсам. Подобные смеси разнородных порошков при работе неиз­бежно сепарируются в зависимости от размеров и удельного веса различных частиц, что ведёт к неоднородности наплавлен­ного металла, мешающей практическому использованию подобных смесей.

Автор книги в 1948 г. разработал новый способ изготовления и применения неплавленых флюсов, позволяющий производить леги­рование наплавленного металла через флюс в любых размерах без применения специальной легированной электродной проволоки. Изготовленный по этому способу неплавленый флюс может быть назван керамическим. Составные части флюса дробятся, тонко раз­малываются и просеиваются. Размолотые и просеянные компоненты тщательно смешиваются в нужных соотношениях. К сухой смеси до­бавляется водный раствор жидкого стекла, смесь ещё раз тщательно перемешивается и из полученной сырой массы изготовляется крупка требующейся грануляции, которая подсушивается и прокаливается для полного удаления влаги. Полученный зернистый продукт и яв­ляется керамическим наплавленным флюсом, каждое зёрнышко ко­торого содержит все необходимые составные части прочно сцемен­тированные жидким стеклом и не сепарирующиеся при работе.

В состав флюса, помимо минеральных веществ, образующих шлак при расплавлении, могут быть введены в порошкообразном виде металлы и ферросплавы, ферромарганец, ферросилиций и др. Этим обеспечивается практически неограниченное легирование на­плавленного металла марганцем, кремнием, углеродом и другим» требующимися элементами, а также энергичное раскисление ме­талла ванны. Умеренное легирование наплавленного металла пол­ностью устраняет поры и трещины и даёт возможность произво­дить качественную сварку в трудных случаях, например при нали­чии ржавчины на кромках шва, когда плавленые флюсы почти неизбежно дают поры и трещины. Керамические неплавленые флюсы практически совершенно нечувствительны к ржавчине основ­ного металла, а также мало чувствительны к пониженному каче­ству основного металда, к увеличенному содержанию в нём серы, фосфора и углерода. При более сильном легировании получается легированный наплавленный металл с особыми свойствами, напри­мер, при электродной проволоке малоуглеродистой стали в наплавке может быть получена высоколегированная быстрорежущая инстру­ментальная сталь.

Таким образом, неплавленый флюс нового типа может найти применение как для сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей, так и для сварки и наплавки высоколегированных. Зёрна неплавленого флюса обладают меньшей механической прочностью, чем у плавленых стекловидных флюсов, но, как показал заводской опыт, достаточной для нормального процесса сварки.

В 1951 г. керамические неплавленые флюсы успешно прошли проверку в заводских условиях и получили применение на несколь­ких крупных заводах для сварки металла пониженного качества, для наплавки штампов, металлорежущего инструмента и т. д.