Что нужно знать про сварочный флюс каждому сварщику

Сварочный флюс — это одно- или многокомпонентный материал, который применяется при автоматизированной и механизированной сварке с использованием плавящегося электрода для защиты сварочной зоны от воздействия на нее воздуха окружающей среды, обеспечения устойчивости горения электрической дуги и качественного формирования поверхности сварного шва с получением требуемых свойств наплавленного металла.

При сварке сталей и сплавов с применением сварочной проволоки расплавленный металл сварочной ванны, взаимодействуя с атмосферой, образует оксиды или другие нежелательные соединения.

В процессе сварки металл и сварочная проволока подвергаются воздействию высоких температур за очень короткое время. Расплавленный металл может взаимодействовать с кислородом, что приводит к окислительным реакциям металла шва. Но создавать некачественные сварные швы может не только реакция с воздухом. Снижает прочность сварного шва образование сульфидов и нитридов.

Поскольку в атмосфере азот, кислород, водород могут присутствовать в газообразном состоянии, то очень высока вероятность их воздействия на металл и образования в нём включений. Возникающие окислительные процессы, протекающие в сварочной ванне при сварке металла, снижают и его коррозионную стойкость, что в свою очередь влияет на прочностные характеристики сварного шва. Поэтому в промышленности постоянно идет поиск средств противодействия влиянию таких газов на металл в процессе сварки.

Главное условие оптимальной работы флюса заключается в том, что он должен быть инертным по отношению к свариваемым металлам. Проще говоря, между флюсом и металлами не должно происходить никакой реакции. Следовательно, выбор марки и состава флюса зависит от используемых металлов.

Сварочный флюс не только предотвращает образование оксидов, но и образует защитный слой из шлака над расплавленным металлом; удаляет загрязнения из расплавленного металла; существенно снижает количество брызг в околошовной зоне и предотвращает сверхбыстрое охлаждение металла, улучшая процессы его кристаллизации и саму структуру металла шва.

В промышленности сварочный флюс достаточно широко применяется в качестве обмазки покрытого электрода при ручной дуговой сварке, наполнителя в порошковой проволоке при автоматической и механизированной дуговой сварке, гранулированного материала при автоматической и механизированной сварке в паре с проволокой сплошного сечения для защиты поверхности сварного шва.
 
Типы электродного покрытия

Как ранее отмечалось, сварочный флюс применяется в качестве обмазки при ручной дуговой сварке металлическим плавящимся электродом. Он покрывает металлический стержень слоем толщиной 1-3мм. У некоторых электродов флюс находится внутри полого стержня, то есть наоборот, металл стержня покрывает флюс.
 
В целом, электроды для ручной дуговой сварки по типу покрытия подразделяют на 4 типа:

1. Электроды с рутиловым покрытием.
Покрытие рутилового типа имеет в своем составе оксид титана, за счет чего обеспечивает хорошие показатели горения дуги и защитных свойств шлака. Благодаря этим свойствам рутиловое покрытие часто называют наиболее благоприятным для сварщиков. Количество газов, образующихся при сварке, также обычно невелико при использовании электрода с рутиловым покрытием. Данный тип электрода предпочтительно применять при сварке во всех пространственных положениях, а также при ремонте и монтаже на открытом воздухе.

 2. Электроды с основным покрытием.
Основное покрытие состоит из карбоната кальция, фторида кальция, карбоната магния и других защитных соединений. Использование основного покрытия приводит к улучшению механических свойств сварного соединения и низкому уровню диффузии водорода во время сварочных процессов и кристаллизации металла шва. Основное покрытие является наиболее предпочтительным для высокопрочных сталей. Однако оно имеет некоторые особенности при сварке в отдельных пространственных положениях, более высокий контроль сварочной дуги и формирования металла при сварке в вертикальных и потолочных положениях.

3. Электроды с целлюлозным покрытием.
Для электрода с целлюлозным покрытием применяется смесь целлюлозы и других органических соединений. При воздействии на целлюлозу высоких температур в процессе сварки, она разлагается и образовывает окиси углерода (угарного газа) и водорода. Выделяющиеся газы обеспечивают защиту сварного шва от взаимодействия с окружающей средой. Также эти газы обеспечивают лучшее проплавление свариваемого металла, что способствует высокому показателю качества сварных швов.
Но из-за высокого объема образования водорода из обмазки электрода во время сварочных процессов и того, что свариваемый металл, как правило, уже содержит в составе водород, пластичность сварного соединения снижается и, следовательно, увеличивается риск образования холодных трещин.

4. Электроды с руднокислым покрытием.
Руднокислое покрытие - смесь из оксидов железа, марганца и кремния. При нагреве они образуют расплавленный кислый шлак. В связи с высоким образованием кислорода электроды с руднокислым покрытием не подходят для сварки металлов, поскольку они легко подвергаются окислительным процессам. Но, добавив раскислителей в сварочную ванну, можно предотвратить окисление сварного шва.

Сварка в среде защитных газов (MIG) и сварка под флюсом: в чем разница

Процесс

В процессе сварки в среде защитных газов (MIG) электрод вводится в сварочную ванну с помощью электродной горелки. В отличие от сварки под флюсом, сварка MIG не требует покрытого флюсом электрода или подачу его в зону сварки, поскольку в ней используется специальный газ для защиты поверхности сварного шва от воздействия окружающей среды.
 
Расходы

Оборудование для сварки MIG обычно дороже, чем оборудование для электродуговой сварки. Следовательно, первоначальные затраты на оборудования для сварки MIG будут больше, чем для сварки под флюсом.

Портативность/мобильность

По сравнению со сваркой MIG, оборудование для дуговой сварки порошковой проволокой намного мобильнее. Элементов для перемещения меньше, так как нет системы для подачи газа в зону сварки.

Легкость использования

Новичку будет проще использовать сварку MIG, чем сварку под флюсом, поскольку за раз предстоит работать только с одним компонентом. Для выполнения сварки под флюсом требуется большая квалификации сварщика.

Место применения

Сварка MIG не применяется на открытом воздухе, так как внешние факторы (дождь, снег, ветер) значительно снижают прочность сварного шва. Поэтому данный тип сварки используется, в основном, внутри помещений. Сварка под флюсом таких ограничений не имеет. Сварочные работы можно проводить даже не в самых благоприятных условиях.

Толщина металла
Для сварки металлов тонкой и средней толщины применяется сварка MIG. Для металлов большой толщины эффективна сварка под флюсом, благодаря своей глубокой проникающей способности.

 Вывод

Сварочный флюс - неотъемлемая часть дуговой сварки. Выбор одного из них в значительной степени влияет на итоговое качество сварного шва. Сварка под флюсом, являясь одним из старейших методов дуговой сварки, остается одним из самых эффективных и широко используемых методов соединения металлов.