Способ дуговой сварки алюминиевых сплавов

(19 7; 103:10 23 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВ ЕЛЬСТВ очному м дуго исполь вышение качестич ной структуры щего флюса можфлюс, предназ ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(71) Ташкентский политехнический институт им. А,Р.Бируни(56) Авторское свидетельство СССР М 524642, кл, В 23 К 9/18, 1975. (54) СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ АЛЮ НИЕВЫХ СПЛАВОВ(57) Изобретение относится к сварочномупроизводству. Цель изобретения - повышение качества путем измельчения первичнойструктуры металла сварных швов, Способ Изобретение относится к свар производству, в частности к способа вой сварки алюминиевых сплавов с зованием флюсов,Цель изобретения - пова путем измельчения первсварных швов.В способе дуговой сварки алюминиевых сплавов, осуществляемом путем использования очищающих флюсов, наносимых перед сваркой на поверхность деталей возле соединяемых кромок, на поверхность дополнительно наносят фторцирконат калия и фторборат калия в соотношении 1:3, их смесь при нанесении на лицевую поверхность берут в количестве 2 - 5 О( а при нанесении на тыльную поверхность - в количестве 16-28 от массы флюсовой композиции.В качестве очищаю ет использоваться любой наосуществляют с использованием очищающего флюса, наносимого до сварки на поверхность деталей возле соединяемых кромок, Дополнительно на поверхность деталей наносят модифицирующие компоненты - фторцирконат калия и фторборат калия в соотношении 1:3, Количество модифицирующих компонентов зависит от места нанесения флюс-пасты, При нанесении флюс-пасты на лицевую поверхность количество модифицирующих компонентов берут в пределах 2 - 5, при нанесении флюс-пасты на тыльную поверхность количество модифицирующих компонентов берут в пределах 16 - 28 О, Способ повышает технологическую прочность и повышает физико-механические характеристики, 1 табл,ченныи для сварки алюминиемых сплавов, имеющий температуру плавления ниже 650 С, взаимодействующий в расплавлен- ф ном состоянии с поверхностной окисной Яе пленкой и отвечающий требованиям по (Я сварочно-технологическим свойствам, а (у именно он должен прочно сцепляться с по- ОА, верхностью свариваемых кром о к, легко удаляться после сварки в проточной воде, его остатки не должны вызывать коррозию сварных соединений. В частности. в качестве очищающих флюсов можно использовать флюсы слесующик марок, ВИМ-З, АФА, л МАТИФА, ФАТ, ТФА, ТФАи др.Смесь фторцирконата калия и фторбората калия можно добавлять в очищающий флюс в процессе приготовления флюс-пасты, Соотношение между фторцирконатом калия и фторборатом калия, равное 1:3, является оптимальным, так как обеспечивает максимальный модифицирующий эФфект всварных швах алюминиевых сплавов, Соотношение между модифицирующими компонентами (фторцирконат калия и фторборат калия) и очищающим флюсом выбирается из условий эффективного измельчения первичной структуры металла сварных швов и получения качественной внешней поверхности швов после смывания шлака и остатков флюса. При сравнительно малом количестве модифицирующих компонентов во флюсовой композиции снимается эффект модифицирования сварных швов, При чрезмерно большом количестве модифицирующих компонентов во флюсовой композиции возможно снижение ее очищающих свойств и ухудшение внешнего вида сварного шва вследствие образования на его поверхности трудноудаляемого шлака в виде черного налета,При использовании только очищающего флюса независимо от места его нанесения первичная структура сварного шваполучается столбчатой. Последнее обусловлено отсутствием активных модифицирующих компонентов в составе флюсов. При использовании только модифицирующих компонентов, а именно фторцирконата калия и фторбората калия отдельно или совместно в любых соотношениях и нанесение их в виде пасты на тыльную сторону соединяемых кромок, первичная структура сварных швов опять получается столбчатой, Отсутствие измельчения первичной структуры при использовании только фторцирконата калия и фторбората калия объясняется тем, что взаимодействию активных модификаторовс жидким металлом ванны препятствует поверхностная окисная пленка, Поэтому эффект модифицирования при нанесении флюсовой композиции на тыльную сторону соединяемых кромок обеспечивается только при наличии оптимального соотношения между количеством очищающего флюса и количеством модифицирующих компонентов,Модифицирование первичной структуты сварного шва возможно при двух условиях, Во-первых, флюсовая композиция должна обеспечивать эффективное удаление окисной пленки с поверхности корня шва и во-вторых, содержание модифицирующих компонентов должно быть достаточным для протекания процесса модифицирования, При чрезмерно увели- ценном содержании модифицирующих компонентов резко снижаются очищающие свойства флюсовой композиции и поэтому сильно падает эффект модифицирования, Одновременно существенно ухудшается внешний вид сварного шва.40 45 50 55 5 10 15 20 25 30 35 При нанесении флюсовой композиции в виде пасты на лицевую поверхность соединяемых кромок очистке сварочной ванны от поверхностной окисной пленки благоприятствует процесс катодной очистки при сварке в среде аргона или термической очистки при сварке в среде гелия. Поэтому при нанесении флюсовой композиции в виде пасты на лицевую сторону соединяемых кромок обеспечивается надежное взаимодействие модифицирующих компонентов с жидким металлом. Более высокая температура у лицевой поверхности ванны ускОряет протекание реакций между модифицирующими компонентами и жидким металлом ванны. Все это приводит к тому, что для измельчения первичной структуры достаточно даже небольшого количества модифицирующих компонентов во флюсовой комбинации, При повышении содержания модифицирующих компонентов во флюсовой композиции, наносимой на лицевую поверхность соединяемых кромок, эффект модифицирования не снижается, но происходит ухудшение внешнего вида шва вследствие образования на поверхности трудноудаляемого шлака (налета) черного цвета.Способ сварки наиболее эффективен при соотношении между фторцирконатом калия и фторборатом калия, равном 1:3, и их суммарном количестве при нанесении флюсовой композиции в виде пасты на лицевую поверхность свариваемых кромок, равном 4 а при нанесении на тыльную поверхность соединяемых кромок, равном 21, Остальное во флюсовой композиции составляет очищающий флюс,Данный способ дуговой сварки алюминиевых сплавов обеспечивает эффективное измельчение первичной структуры сварных швов, сокращение в них деффектов в виде окисных плен, пор и трещин, повышение физико-механических характеристик сварных соединений.Способ сварки был апробирован в заводских и лабораторных условиях при сварке плавящимся и неплавящимся электродом алюминиевых сплавов АМг 2, АМг 3, АМгб, АМгб 1,. 1201 толщиной 0,8 - 4 мм, Во всех случаях предлагаемый способ сварки обеспечивает эффективное измельчение первичной структуры при качественном внешнем виде сварных швов.В таблице приведены характеристика первичной структуры сварного шва, средний размер равноосных кристаллитов и внешний вид поверхности шва после смытия остатков флюса при нанесении флюсовой композиции в виде пасты на лицевую сторону и тыльную поверхность возле сое 165569710 15 20 25 30 35 40 45 диняемых кромок в зависимости от соотношения между фторцирконатом калия ифторборатом калия в различном их суммарном количестве во флюсовай композиции. П р и м е р, Флюеовая композиция состоит из очищающего флюса, фторцирконата калия и фторбората калия. В качестве.очищающего флюса взят известный флюс следующего состава, мас.%: фторид кальция 30; фторид бария 30; фторид лития 16; хлорид лития 24.Сварку производят вольфрамовым электродом в среде аргона без присадочной проволоки на автомате АДСВс питанием дуги от установки ИПК-4, В качестве материала для сварки используют алюминиевый сплав АМг 2 толщиной 1,5 мм, Сварку встык осуществляют на режиме: 1 св = 80 А; Од = 8 В; Чсв = 20 м/ч; Одг = 8 л/мин.При нанесении на лицевую или тыльную поверхности возле соединяемых кромок только очищающего флюса обеспечивается сакра щей ие окисных включений . в металле сварного шва. На поверхности шва после смытия остатков флюса шлак отсутствует, Первичная структура сварного шва получается столбчатой с грубым внутренним строением,Измельчение первичной структуры сварного шва происходит при условии дополнительного нанесения на поверхность деталей возле соединяемых кромак модифицирующих компонентов фторцирканата калия и фторбората калия). Эффективное измельчение первичной структуры сварных швов наблюдается при дополнительном совместном нанесении фторцирконата калия и фторбората калия на лицевую поверхность в количестве не менее 2, на тыльную поверхность - не менее 16% от массы флюсовой композиции, С увеличением количества наносимых на поверхность деталей дополнительно фторцирконата калия и фторбората калия возрастает эффективность измельчения первичной структуры сварных швов, Однако при чрезмерном увеличении наносимых на поверхность деталей модифицирующих компонентов возможно ухудшение внешнего вида шва вследствие трудноудаляемых смыванием остатков шлака.1Предельное количество модифицирующих компонентов, которое не приводит к ухудшению внешнего вида шва, равно при их нанесении на лицевую поверхность деталей 5%, а при их нанесении на тыльную поверхность - 28 /О от массы флюсовой композиции,Наиболее эффективен способ сварки алюминиевых сплавов при соотношении между фторцирконатом калия и фторборатом калия, равном 1;3, и их суммарном количестве при нанесении на лицевую поверхность свариваемых кромок, равном 4 ф,а при нанесении на тыльную поверхность свариваемых кромок, равном 21% от массы флюсовай композиции.Способ сварки алюминиевых сплавов способствует повышению качества сварных соединений за счет эффективного измельчения первичной структуры швов, повышения их технологической прочности, подавления пар, сокращения окисных плен и повышения физико-механических характеристик. Остатки флюсовой композиции и шлака легко смываются струей воды. Корень шва после промывки имеет гладкий и блестящий вид следов акисных плен, С тыльной стороны соединения отсутствуют концентраторы напряжений в зоне сплавления праплавленного металла с основным металлам и па ас 1 шва. Формула изобретения Способ дуговой сварки алюминиевых сплавов, при котором перед сваркой на поверхность сеариваемцх деталей наносят очищающий флюс,отл ича ющи вся тем, чта, с целью повышения качества путем измельчения первичной структуры сварных швов, дополнительно наносят смесь фторцирканата калия и фторбората калия в соотношении 1;3, причем при нанесении на лицевую поверхность берут смеси от 2 да 50 , а при нанесении на тыльную поверхность - в количестве от 16 да 28 от массы флосовой композиции,лбчата ак отсутст 0 ле стящий Шлак от" сутствуе ак отсувует н н 3 ест 6 ч Шлак отсутс ует 8,3 8 тсута ствуе40 1 г 3 1:3 Е по е ног 1 ф 3 44 73 по шва п ерхно то летомцвет ерн 1:3 4 Блестящи о 8 5 113 5/ поверхностишва покрыто налетом черногоцвета 11:2 е 4 :3 На лицевую поверхность На тыльную поверхность лицевую по"яность На лицевую по-верхность На тыльнуюповерхностьн На лицевую поверхност 1 а лицевуюверхность На тыльную верхность 1655697 мельченная змельченная авноосно- толбчатая Измельченная Измельченная Столбчато равноосна Равноосно столбчата змельченнан 40 52 шва и летом цвета ерхностикрыто н.1 г 3 Э 5 64 131 поверхностишва покрыто налетом черногоцвета 1:3 н 100 Столбчатая Поверность покрыта окиснойпленкой П р и и е ч а н и е. В таблице приведены данные для сплава АИг 6 толщиной 1,5 мм,Резимы аргонодуговой сварки 11-электродом 1 1 ДВОА; О 8 В;7 с . 20 м/ч 1 Я8 л/мин,В качестве очищающего флюса известный флис следующего состава, мас.й:фторид кальцияЭО; фторид бария 30; фторид лиачея ФФФ ааавев лития 24. Составитель Г.Т 1 отченковаТехред М,Моргентал Корректор А.Осауленко Редактор С.Лисина Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2018 Тираж 532 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5