Флюс для сварки алюминиевых сплавов

(21) 3608 (22) 22.0 067/25-27 6.83 2.85. БюлНикифор итина и Ф 791.04(08 У 5В. М.Р. Кулик8)Д. Металлюминиевых1972,о Никитин,ов В, Ни 53) 621 56) 1. ургиясплавов.184 икифоров Гавлением алностроение варкиМа85. ельство СССР5/362, 01.06.7 2, Авторское свР 743819, кл, В 23(прототип). ОСУДЮ СТВЕННЦй КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗ(54) (57) ФЛЮС ДЛЯ СВАРКИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, содержащий фтористый литий фтористый кальций, фторцирконат кали фторборат калия, о т л и ч а ю - щ и й с,.я тем, что, с целью снижения пористости в сварных швах, флюс дополнительно содержит фтористый алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.7:Фтористый кальций 15-19 Фтористый алюминий. 25-29 Фторцирконат калия 11-17 Фторборат калия 3-14 Фтористый литий ОстальноеИзвестен флюс для сварки алюмини евых сплавов 23, содержащий, мас. :Фтористый кальций 8-12Фтористый литий 8-12Фтористый магний 4-6Фтористый стронций 16-10 .Фтористый бериллий 2-43Фтористый калий , 12-20Фторцирконат калия 6-10Концентрированныйводный растворхлористого калия 17-23 Этот флюс за счет наличия в,нем. модифицирующей и рафинирующей дебав-.45 ки в .виде фторцирконата калия и фторбората калия обеспечивает снижение количества окисных включений в металле шва, но склонность к образованию пор при сварке с использова О нием этого флюса еще существует;.Кроме того, этот флюс содержиттоксичные и радиоактивные соединения. Целью изобретения является сниже ние пористости в сварных швах,Эта цель достигается тем, что флюс для сварки алюминиевых сплавов, содерИзобретение относится к сварочному производству, а цменно к созданию флюсов для дуговой сварки преимущест венно в среде инертных газов неплавящимся электродом алюминиевых спла зовИзвестно -применение для сварки алюминиевых сплавов нанесения спиртовых суспензий флюсов на свариваемые кромки изделий 13.1 ОВ этом случае используются флюсы на основе фтористых солей щелочных и щелочно-земельных элементов.Известен флюс для сварки, содержащий 1.1 Г 63 Х, А 1 Г 5 373. Этот флюс 15 имеет температуру плавления 720 С и может использоваться только для .алюминия 111.Однако при использовании этого флюса для алюминиевых сплавов не проЮ исходит полного рафинирования сварочной ванны в зоне стыка,от окисных пленок в связи с этим в корневой части ванны формируется пористость, сохраняются окисные включения. Поэто-.25 му при использовании данного флЫса необходимо удалять корневую часть шва. жащий фтористый кальций, фтористыйлитий, фторцирконат калия и фторбораткалия, дополнительно содержит фтористый алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.7.:Фтористый кальций 15-19Фтористый алюминий . 25-29Фторцирконат калия 11-17Фторборат калия 8-13Фтористый литий ОстальноеВ предлагаемом флюсе соотношениямежду компонентами А 1 Гэ - 1.Г - СаГподобраны так, что в расплаве и в газовой фазе происходит образованиекомплексных солей - фторалюминатовпо типу: Ие А 1 Г ,.1. ф 1,Г, Са(А 1 Г )которые в расплаве дают комплексныеионы А 1 Г е- А 1 Г + 2 Р: и простые ио 11+ С а+ ГНеобходимо отметйть, что растворимость окисной пленки (А 1 0) незначительна в расплаве простых солей,В го время, как наблюдается значительная растворимость окисла в расплаве с комплексными ионами.При совместном, введении А 1 ГЗ ++ КВГ + К Ег Г образуются цирконийтрифтористые и борофтористые комплексные ионы, чтб согласно теории расплавленных солей приводит к значительномускачкообразному повышению растворимости окисной пленки.Наряду с протеканием реакции2 А 1 ГЗ + ЗНО щ А 10 э + НГФ (1)ридущей с заметным выходом только между газообразными компонентами (и, следовательно, в основном между А 1 Г ипарами воды), протекают следующиепревращения:разложение КВГ с образованием фтористого бораКВГ КГ + ВГ Ф (газ) (2)взаимодействие продуктов реакции(1) и (2)НГ (газ) + ВГ (газ) = НВГ,в результате образуется фтороборнаякислота, которая является значительноболее сильной, чем плавиковая, и активно растворяет окисные пленки.Кроме того, фторид алюминия создает защитную газовую агмосферу, таккак при сварке он возгоняется.Сравнительные результаты испытанийсварных соединений пластин из сплаваЖгб, выполненных ДЭС-методом аргонодуговой сварки с флюсами различногосостава приведены в табо, 1,1 Хх 1 Х 1 е 1.Хх у ф 1 Р 1 О 1 1 ф 1о о о Х2оомх 1е е 1х хо 3Д лф ф фЭхао вхх хоехеоЯ а 1о;фаб )чи доЕ 1 )1 1 а ед 5 с о3 1:еь ло О " х О б й а Я Е ф 1 2 1 е 1 о) д) О 1 О 1 Д1138283 Химический состав, мас.% 1.Г А 1 Г СаР Суммарный объем пор металла шва, см /100 гз Суммарнаяпротяженность окис Другие После тепловой пробы После сварки ных вклю чений на длине 300 мм сварного шва, мм 44ее 1 32 2 О,Об+0,02 2 (13-271.О, 1 б+О, 03 17 14 10(13-271 И 0-171(20-33;1 Му 71 О Нет 0,14+0,03 0,28+0,05 Нет 13 27 Я гГ,10-17 ВеГ3-78 1 б КС 1 20 0,20+0,05 0,46+0,Об Нет Зги 8 ВеГ 3 Флюс 1 - предлагаемый на среднем уровне ингредиентов; 2 - известный флюс (без связующей добавки хлоридов калия и кальция, содержание пересчитано израсчета ч 0% связующего), флюс 3 - известный (сосвязующей добавкой хлоридов калия и кальция.Толщина свариваемых пластин 2 мм. Спиртовая суспензия флюса наносится на торцы и корневую поверхность кромок. Режим сварки: ток 120 Л, напряжение на дуге 12-14 В, скорость сварки 20 и/ч,Приведены средние результаты испытаний пяти швов. Примечание Толщина свариваемых пластин 2 мм. Спиртовая 5%-ная суспензия флюса наносится на торцы и корневую поверхность соединяемых кромок. Сварные соединения получают аргонодуговой свар кой неплавящимся электродом без присадочной проволоки по режиму: ток сварочный 115 120 А, напряжение на дуге 12-14 В, скорость сварки 20 м/ч. На каждый вариант состава флюса выполнены 5 швов. Свойства сварных соединений оЦенивают по показателям по; ристости (суммарный объеМ пор в свар-., ном шве в исходпом состоянии равен потенциальному запасу газов, определяе мому по показателю "тепловой пробы"нагрева шва до 580 С и выдержки при этой температуре в течение 15 мин) и наличию окисных включений (протяженность окисных включений на регламенти" рованной длине шва), Для оценки этих показателей используют гидростатическое взвешивание образцов, анализ изЪ ломов швов и анализ рентгенограмм,Для сравнения влияния предлагаемого и известного флюсов на свойства сварных соединений приготовлены составы флюсов.Результаты сравнительных испыта" ний сварных соединений на содержание окисных включений приведены в табл. 2.Таблица 2 Свойства сварных соединенийг Составитель Т. АрестРедактор А. Шандор Техред О,Неце Корректор О, Билак 5 м. Заказ 10600/12 Тираж 1086 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Таким образом, использование предлагаемого Флюса по сравнению с известным позволяет снизить пористость в металле шва до 0,06 см /100з 1138283 8Ги потенциальный запас газов. до0,16 см/100 г, что снизит процентбрака при изготовпении изделий .с 25до 4 Х.