Флюс для сварки алюминиевых сплавов

Флюс для сварки алюминиевых сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ФЛЮС ДЛЯ СВАРКИ АЛКМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, содержащий фтористый литий, фтористый кальций, фторцирконат калия,фторборат калия, отличающи и тем, что, с целью снижения пористости в сварных швах, флюс дополнительно содерямт фтористый алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Фтористый кальций 15-19 Фтористый алюминий. 25-29 Фторцирконат калия 11-17 Фторборат калия 3-14 Фтористый литий Остальное

69) (И) COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) В 23 К 35/362

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

OCVRAPCTBEHHblA HOMHTET CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3608067/25-27 (22) 22.06.83 (46) 07.02.85. Бюл. и 5 (72) Г. Д. Никифоров, В. М. Никитин, Е. В. Никитина и Ф. P. Куликов (53) 621.791.04(088.8) (56) 1. Никифоров Г. Д. Металлургия сварки плавлением алюминиевых сплавов.

М., "Машиностроение", 1972, с. 184185 .

2. Авторское свидетельство СССР

9 743819, кл. В 23 К 35/362, 01.06.78 (прототип). (54) (57) ФЛЮС ДЛЯ СВАРКИ АЛЮМИНИЕВЫХ

СПЛАВОВ, содержащий фтористый литий, фтористый кальций, фторцирконат калия,фторборат калия, о т л и ч а ю— щ и и 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 S-l4

Фтористый литий - Остальное

1138283

Известен флюс для сварки алюмини- 30 евых сплавов (23, содержащий, мас. :

Фтористый кальций 8-12

Фтористый литий 8-12

Фтористый магний 4-6

Фтористый стронций i6-10 .

Фтористый бериллий 2-43

Фтористый калий 12-20

Фторцирконат калия 6-10

Концентрированный водный раствор хлористого калия

1 7-23

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 s металле шва, но склонность к образованию пор при сварке с использова- 5О нием этого флюса еще существует;.Кроме того, этот флюс содержит „токсичные и радиоактивные соединения.

Белью изобретения является сниже- 55 ние пористости в сварных швах.

Эта цель достигается тем, что флюс для сварки алюминиевых сплавов, содер

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к созданию флюсов для дуговой сварки преимущест венно в среде инертных газов неплавящимся электродом алюминиевых спла- 5

SOB °

Известно -применение для сварки алюминиевых сплавов нанесения. спиртовых суспензий флюсов на свариваемые кромки изделий 113.

1О

В этом случае используются флюсы на основе фтористых солей щелочных и щелочно-земельных элементов.

Известен флюс для сварки, содержащий 1.iF 63, AlF5 373. Этот флюс 15 имеет температуру плавления 720 С и может использоваться только для ,алюминия (11.

Однако при использовании этого флюса для алюминиевых сплавов не про20 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-.>5 му при использовании данного флЫса необходимо удалять корневую часть шва. жащий фтористый кальций, фтористый литий, фторцирконат калия и фторборат калия, дополнительно содержит фтористый алюминий при следующем соотношении компонентов, мас. .:

Фтористый кальций 15-19

Фтористый алюминий . 25-29

Фторцирконат калия 11-17

Фторборат калия 8-13

Фтористый литий Остальное

В предлагаемом флюсе соотношениА между компонентами AIF> - LiF - СаЕ подобраны так, что в расплаве и в газовой фазе происходит образование комплексных солей - фторалюминатов по типу. Ие AIF<, - Libel,F<., Ca>(Al F< ) которые в расплаве дают комплексные ионы А1Г - AlF + 2F: и простые ио: 1;+, С,а+, FНеобходимо отметйть, что растворимость окисной пленки (А1 0 ) незначительна в расплаве простых солей, В ho время, как наблюдается значительная растворимость окисла в расплаве с комплексными ионами.

При совместном, введении A1F> +

+ KBF + К ЕгF образуются цирконийтрнфтористые и борофтористые комплекс ные ионы, чтб согласно теории расплав ленных солей приводит к значительному скачкообразному повышению растворимости окисной пленки.

Наряду с протеканием реакции

2AiFз + ЗН,0 = А10э+ НГ (1), /. идущей с заметным выходом только меж у газообразными компонентами (и, следовательно, в основном между А1Е и парами воды), протекают следующие превращения. разложение KBF с образованием фтористого бора

KaF - КГ + eF Ф (газ) (2) взаимодействие продуктов реакции (1) н (2)

НГ (газ) + eF> (газ) = НВГ, в результате образуется фтороборная кислота, которая является значительно более сильной, чем плавиковая, и активно растворяет окисные пленки.

Кроме того, фторид алюминия создает защитную газовую агмосферу, так как при сварке он возгоняется.

Сравнительные результаты испытаний сварных соединений пластин из сплава

ANr6, выполненных ДЭС-методом аргонодуговой сварки с флюсами различного состава приведены в табл. l.

I — I

1 ф!

И1

qI о

И х 1 и э 1 х х о j 3

Д л

F ф ф охи о а

«х ххo ехс

geo -Яд

oc:e

О«Х Ф

«.««o « ц 1

cd I

I l

1

>х..х х х х

3 I

Io I о

Р«

И л ф

И

>х х х х х

1 б о л о

+1

00 л о

СМ о л ь

+1 О л

c««l о л

+1 ! л ь х х ! ъх

Д

М х

Я и

cd х

Е»

v х о

l4 и

С Ъ ь л ь

+I !

Ю л ь

С ) о о

+!

Ю о л о

С о л о

+l !

»» о л

1

I

i -1 х х

t(Э о« о

1

I, go

О ф

СЧ

Щ

С3

1

1,:

1 х

1!

I: !

l !

1 «« л

Ф ф

Е»

U о

1

1 Я 1

I Х

Ф I

Ф

« х с

Я

Ц в

Е о

М

Г»

Е ео ло о

Я Я у о

С4 ф

1 о

° Ф

1О

Ef а ф о

)х о

О3 I о !

»

И

1 Э I

1 !» I

1 I

Ф

5 I о

l A I

1 — .х о, cd I

tCI

1 О I

1 Э 1

1 1 о l

I н

i m I

I 1

1 1

1 — — 4

1 I

1 1

I 1

Э

1l il

I !М 1

1 c«I

1 I

1 !.!

1

ll38283

1138283.

Химический состав, мас.7.

1.1F A1F CaF

К Егг1, KBFÔ

Суммарный объем пор металла шва, см /100 г з

Суммарная протяженность окис

Другие

После тепловой пробы

После сварки ных вклю чений на длине

300 мм сварного шва, мм

1 32 2? 0,06+0,02

2 (13-271.0,16+0,03

17 14 10 ! (13-27) (10-171(20-331 >gF 710

Нет

О, 14+0, 03 0,28+0,05 Нет

17 — 17

13 27 S rF-.

10-17

BeF> 3-7

8 16 КС1 20, 0,20+0,05 0,46+0,06 Нет

Ия Fg

8г, 8

BeF> 3

Флюс 1 - предлагаемый на среднем уровне ингредиентов; 2 — известный флюс (без связующей добавки хлоридов калия и кальция, содержание пересчитано из расчета чОЖ связующего), флюс 3 — известный (co связующей 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 Б, скорость сварки 20 и/ч.

Приведены средние результаты испытаний пяти швов.

Примечание

3.

Толщина свариваемых пластин 2 мм.

Спиртовая 5%-ная суспензия флюса наносится на торцы и корневую поверхность соединяемых кромок. Сварные соединения получают аргонодуговой свар- 5 кой неплавящимся электродом без присадочной проволоки по режиму: ток сварочный 115 120 А, напряжение на дуге 12-14 B 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 исходном состоянии равен потенциальному запасу газов, определяе- 15 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 соединений

Составитель Т. Арест

Редактор А. Шандор Техред О.Неце Корректор О. Билак

Заказ 10600/12 Тираж 1086 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал 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 /100 з

1138283 8

Г и потенциальный запас газов. до

0,16 см/100 г, что снизит процент брака при изготовпении изделий .с 25 до 4Х.