Флюс для сварки алюминия

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1) В 2 62 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 4 (088.8)свидетельсВ 23 К 35/3 ельство С К 35/362,ко осится к свар а именно к фл дуговой свар найти примене ях машиностро е Изобретение от цветных металлов, для автоматическо сами алюминия, и может в различных отраслсудостроения, авиЦелью изобретен ое сниже- расплавя стаия являетс ние его электропроводности в е ленном состоянии для повышени н бильности процесса сварки.Хлорид магния применен с целью р упрочнения зерен флюса, хлорид,стронция применен с целью уменьшения коли- д чества неметаллических включений в л ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ. (54) ФЛЮС ДЛЯ СВАРКИ АЛЮМИНИЯ(57) Изобретение относится к свара именно к флюсам для автоматичессварки алюминия. Цель изобретения снижение электропроводности флюса в расплавленном состоянии для повышения стабильности процесса. флюс со-, держит компоненты в следукцем соотношении, мас.Х: хлорид натрия 3-6, хлорид калия 4-10; криолит 32-38. Новым является введение в него (в мас.7) хлорида магния 18-27, хлорида стронция 15-24, хлорида рубидия 1-3 и окиси магния 7-12. Вновь введенные компоненты образуют длинные полимероподобные молекулы и комплексные соединения, что снижает подвиж- ность носителей заряда в расплаве шлака, упрочняет зерна флюса. Компоненты флюса вступают в обменные реак- д ции с алюминием, удаляют окисную пленку, стабилизируют дуговой разряд, препятствуют возникновению электро- шлакового процесса, улучшают равно- С мерность прогрева дугой изделия. 2 табл. металле шва, а хлорид рубидия с целью улучшения сварочно-технологических свойств флюса.Хлорид натрия является одним из источников хлора во флюсе, способствует снижению температуры плавления флюса, при содержании менее 37го влияние оказывается недостаточым, при содержании более 6 Х увеливается электропроводность флюса в асплавленном состоянии.Хлорид калия совместно с хлориом натрия снижает температуру плавения флюса, способствует удалениюокисной пленки с поверхности алюминия, При содержании хлорида калия менее 4% его влияние оказывается недостаточным, при содержании более 10 , ухудшается стабильность процесса сварки (частые обрывы дуги).Криолит растворяет в себе окись алюминия, препятствуя ее переходу в металл шва. Дри содержании криолита менее 32 , увеличиваетсяколичество неметаллических включений в металле шва. При содержании криолита более 38 ухудшается формирование шва.Хлорид магния является совместно с хлоридами других металлов источником хлора в зоне сварки. Хлорид магния совместно с другими хлоридами снижает температуру плавления флюса, улучшает его растекаемость по свариваемому изделию, способствует лучшему удалению окисной пленки на поверхности алюминия. Хлорид магния является соединением двухвалентного металла. .Он при плавлении диссоциирует: 25Положительный ион Идс 1 обладает 30+молекулярно весом 60 в то время какчатомный нес натрия 23, калия 39. Это обуславливает низкую подвижность иона Ицс 1 и худшую электропроводность предлагаемого флюса по сравнению с известным.С окисью магния хлорид магния вступает в реакциюобразуя полимероподобные молекулы40С 1-И 8-0-И 8-0-ИД- -0-МД-С 1поэтому при изготовлении флюса смесь компонентов увлажняют и подвергают грануляции с последующей сушкой, об 45 разовавшиеся полимероподобные молекулы связывают зерна флюса в прочные частицы, поэтому отпадает необходимость в применении специальной связки, Это существенно улучшает качество сварно го соединения, так как в зону сварки не попадают водород, кислород и углерод, образующиеся при термическом разложении карбоксилметилцеллюлозы. Хлорид магния вступает при 5 нагреве флюса дугой в реакцию с галогенидами натрия и калия, образуя соехинения типа КМяГ, ИаМдс 1,особенно хорошо образуются соединения с тяжелым металлом - рубидием РЬМес 1 и РЬИд 1 . Эти соединения имеют больший атомный вес, чем хлориды и фториды отдельных металлов,они малоподвижны, что приводит к снижению электропроводности флюса. При содержании хлорида магния менее 18 его влияние оказывается недостаточным, при содержании его более 27 дальнейшего улучшения свойств флюса не происходит.Оксид магния совместно с хлоридом магнием упрочняет зерна флюса, повышает вязкость шлака. Оксид магния - труднодиссоциируемое прочное соединение, оно резко снижает электропроводность расплавленного флюса, особенно сильно это свойство проявляется при связывании окисла магния в полимероподобные молекулы хлоридом магнием, при этом увеличивается мас,са молекул, они становятся практически неподвижными и, кроме того, являются препятствиелп для движения других ионов - носителей заряда в расплаве флюса.Таким образом удается снизить электропроводность флюса. Кроме того,оксиц магния не восстанавливаетс алюминием и не переходит в металл шва, Окись магния улучшает кроющую способность шлака. При содержании оксида магния менее 7 увеличивается электропроводность расплавленного флюса. При содержании окиси магния более 12% увеличивается количество неметаллических включений в металлешва.Хлорид рубидия является источником рубидия - легкоионизируемого элемента в атмосфере дуги. Рубидий стабилизирует дугу, компенсирует уменьшенное содержание во флюсе солей натрия и калия. В то же время атомныйвес рубидия велик, значительны и размеры его атома, вме это делает ионырубидия малоподвижньм, это снижает электропроводность флюса. Таким обра-, зом, хлорид рубидия повышает электропроводность дуговой плазмы в столбе дуги и ухудшает электропроводностьрасплава флюса, что обеспечивает стабильность дугового процесса при сварке и предотвращает его переход вэлектрошлаковый процесс, Хлорид ру 1632712фСЗЯгС 1 + А 10 в ЗЯгО + 2 А 1 С 1,35 Образующаяся окись стронция обладает низкой работой выхода электрона, что обеспечивает высокую подвижность дугипо изделию и хороший прогрев основного металла. Все это обеспечивает хорошее удаление оксидной пленки с поверхности алюминия, препятствует , образованию неметаллических включений в металле шва. При содержании хлорида стронция менее 15 его влия,ние недостаточно, при содержании более 24% дальнейшего улучшения свойств ,не происходит. 4 С 45 бидия при нагреве легче других элементов отдает хлор, благодаря чему интенсифицируется процесс удаления пленки окислов с поверхности алюминия. Хлорид рубиция, вступая в обмен5 ные реакции, легко образует соединения с фторидами алюминия, магния, хлоридом магния и, оксидом магния, крупные комплексные молекулы этих соединений являются малоподвижными носителями зарядов, а также служат препятствием для более подвижных ионов натрия, калия, хлора. Это также снижает электропроводность Флюса.При содержании хлорида рубидия менее 1 . его влияние недостаточно, при содержании более 3% дальнейшего улучшения свойств Флюса не происходит.Хлорид стронция совместно с хлори дом магния ухудшает электропроводность жидкого шлака, так как стронций является двухвалентным металлом, при диссоциации его в расплаве флюса образуется ион с атомным весом 123 и низ кой подвижностью в расплаве. Стронций - щелочной металл, а алюминий - амфотерный, поэтому окись алюминия легко отшлаковывается соединениями стронция в легкоплавкие оксихлориды. 30 Хлорид стронция вступает в обменную реакцию с окисью алюминия Были изготовлены пять составовФлюса для сварки алюминия, Составы Флюса приведены в табл.1.Производят сварку под слоем флюса пластин из алюминия АДО толщиной 12 мм. Электропроводность флюсов определяют при 800,850.,900 и 950 оС, количество неметаллических включений определяют на микрошлифах металла сварного шва. Качество формирования сварного шва определяют визуально.Для сварки используют проволоку СаА.,97 диаметром 2 мм, Режим сварки: напряжение дуги 34 В; ток дуги 230.А; скорость сварки 18 м/ч.Результаты испытаний приведены в табл. 2.Как следует из табл.2 предлагаемый Ьпюс оптимального состава (составы 2-4) обладают явными преимуществами перед известным (состав 5). При содержании компонентов во флюсе больше или меньше оптимального состава свойства Флюса ухудшаются.Формула изобретенияФлюс для сварки алюминия, содержащий хлорид натрия, хлорид калия, криолит, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения электропроводности Флюса в расплавленном состоянии для повышения стабильности процесса сварки, Фпюс дополнительно содержит хлорид магния, хлорид стронция, хлорид рубидия и оксид магния при следующем соотношении компонентов, мас.Х 3Хлорид натрия 3-6 Хлорид калия 4-10 Криолит 32"38 Хлорид магния 18-27 Хлорид стронция 15-24 Хлорид рубидия 1-3Оксид магния .7-12Площадь Формирование неме- сварного шва талличесСостав Электропроводность флюсафлюса при температуре, С 800 850 900 950 ких вклю чений,7 Неровные края шва 0,6 Хорошее формированиеТо же 0,4 0,3 0.4 Неровный шов 0,5 Составитель 1.АрестТехред М.Дндык Редактор В,Бугренкова Корректор СЛекмар Заказ 583 Тираж 515 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 Хлорид натрияХлорид калияКриолитХлорид стронцияХлорид рубидияОксид магнияХлорид магния 1,4 2,0 2,2 2,8 10 14 21 25 1,2 1,8 1,9 2,7 1,1 17 20 26 1,5 1,9 2,4 3,1 3 5 6 8 10 7 4 2 32 36 38 40 24 20 15 11 1 2 3 4