Флюси для електрошлакового зварювання
Внаслідок принципових відмінностей процесу електрошлакового зварювання від електродугової флюси для електрошлакового зварювання вуглецевих та легованих сталей слід розглянути окремо. Особливі вимоги, що висуваються до флюсів для електрошлакового зварювання, зумовлені, з одного боку, необхідністю забезпечити стійкий електрошлаковий процес і, з іншого — наявністю пристроїв для утримання шлакової та металевої ванн.
Флюс для електрошлакового зварювання повинен відповідати наступним вимогам: забезпечувати швидкий і легкий початок електрошлакового процесу та підтримувати стійке його проходження, особливо при малій глибині шлакової ванни та великій швидкості подачі зварювального дроту; забезпечувати задовільний формування поверхні шва без підрізів і напливів, не віджимати повзуни від пластин, що зварюються, і не витікати в зазори між повзунами і кромками при досяжній на практиці точності збирання виробів, що зварюються; утворювати шлак, що легко відокремлюється з поверхні шва; мати високу температуру кипіння.
Ці вимоги переважно задовольняються при відповідних значеннях електропровідності і в'язкості флюсу.
Усі флюси, що застосовуються при електрошлаковому зварюванні (див. табл. 7-1, 7-3 та 7-39), плавлені. За хімічним складом їх можна поділити на декілька груп: висококрем'янисті марганцеві (ФЦ-7, АН-348-А); низькокремністі марганцеві (АН-8, АН-22); безкремністі (48-ОФ-6, АН-25); фторидні (АНФ-1П, АНФ-5 та ін.).
Стійкість електрошлакового процесу зростає з підвищенням електропровідності флюсу у рідкому стані. Чим
менше електропровідність флюсу, тим при більш високій напрузі необхідно проводити електрошлакове зварювання. Відповідно до цього напруга зварювання при флюсі АНФ-1П зазвичайстановить 25-30 В, при флюсі АН-8 - близько 40 В, а при флюс ФЦ-7 - 45-50 В.
Флюс для електрошлакового зварювання не повинен бути занадто тугоплавким або коротким, інакше буде мати місце віджимання повзунів, що призводить при зварюванні швів великої довжини до витікання зварювальної ванни та припинення процесу зварювання. Разом з тим, щоб флюс не випливав у зазори між повзунами, він не повинен бути надмірно рідинним.
При електрошлаковому зварюванні потрібна оптимальна в'язкість флюсу, при якій не станеться ні віджимання повзунів від кромок, що зварюються, ні витікання шлаку в зазори. Якщо шов формується без застосування повзунів (зварювання з нерухомою підкладкою), в'язкість флюсу відіграє другорядну роль і основною вимогою до фізичних властивостей флюсу є висока електропровідність.
Флюси АН-348-А, АН-8, АН-22 та АНФ-1П помітно відрізняються як характером зміни в'язкості (рис. 7-36), так і за абсолютною її величиною при температурі плавлення сталі. Найбільш довгим є флюс АН-8, а найкоротшим - флюс АНФ-1П. Флюс АН-8 розплавляється за найнижчої температури, потім йдуть флюси АН-22 і АН-348-А. Найбільш тугоплавкий флюс – флюс АНФ-1П. У зв'язку з цим найбільша небезпека віджимання формуючих пристроїв та витікання шлакової ванни виникає при флюсі АНФ-1П.
Досвід електрошлакового зварювання показує, що кращими технологічними властивостями при зварюванні вуглецевої та низьколегованої сталей низьковуглецевої або низьколегованим дротом протяжними швами із застосуванням формують повзунів має флюс АН-8. Флюси ФЦ-7 та АН-348-А мало придатні для зварювання таких швів; процес зварювання під цими флюсами характеризується меншою стійкістю, особливо при підвищених швидкостях подачі дроту та малоїглибина шлакової ванни. Флюс АН-22 забезпечує дуже хороші результати при електро-шлаковому зварюванні низьколегованих та легованих сталей.
Для електрошлакового переплаву сталей найкращими є флюси на основі CaF2> A1203 та СаО (АНФ-6, АНФ-1П та ін.).
Для початку електрошлакового процесу служить флюс Ан-25, електропровідний у твердому стані. Інші флюси, призначені для електрошлакового зварювання, перебуваючи у твердому стані, електричного струму не проводять. Для забезпечення початку електрошлакового процесу при застосуванні флюсу АН-25 шматочки його поміщають між виробом, що зварюється, і електродом. Проводячи зварювальний струм, вони нагріваються, а потім утворюють ванну шлаку, що дозволяє розпочати електрошлаковий процес. Склад флюсу АН-25 наступний (за масою %): 35-40 ТЮ2, 33-40 CaF2J 12-15 СаО, 6-9 Si02, 2-4 MgO, до 2 А1203, до 1 FeO.
Щоб розпочати електрошлакове зварювання без флюсу АН-25, спочатку збуджують електричну дугу з метою створення ванни рідкого флюсу, що дозволяє перейти до електрошлакового процесу. У рідкому стані усі флюси проводять електричний струм.
Електрошлакове зварювання характеризується дуже невеликою витратою флюсу, приблизно в 20 разів меншим, ніж при дуговому зварюванні під флюсом. Зважаючи на малий обмін шлаку в процесі зварювання в шлаковій ванні поступово накопичуються продукти взаємодії шлаку і металу, в першу чергу оксиди заліза. В результаті гальмується проходження кремнієво- та марганцево-відновних процесів, посилюється окислення вуглецю та таких легуючих елементів, як титан, алюміній, хром. Це веде до певної зміни хімічного складу металу шва за його довжиною.