Banner
Banner
Banner

Формирующая и защитная флюс-паста для аргонодуговой сварки стыков труб из аустенитных коррозионностойких сталей

Сентябрь 28th, 2012

Предлагаются специальные флюсы-пасты для защиты и фор­мирования обратной стороны шва при аргонодуговой сварке. Рас­смотрены механизм гидратации магнезиального шлака, режимы аргонодуговой сварки с использованием флюса-пасты, даны прак­тические рекомендации.

 

Как видно из табл. 1, составы флюсов-паст существенно отли­чаются по номенклатуре компонентов и связующему: некоторые флюсы-пасты не содержат легирующих и раскислителей; одни из них многокомпонентны, другие — двух- или трехкомпо­нентны.

В табл. 2 показаны некоторые технические характеристики и техологические параметры флюсов-паст, приведенных в табл. 1.

 

Как видим, в большинстве случаев разработчики не регламенти­руют гранулометрический состав сухой части флюса-пасты. Обыч­но флюс-пасту используют в виде пастообразного материала и наносят на свариваемое изделие со стороны, противоположной сварке. Однако опыт показывает, что нанести слой толщиной 0,1—0,3 или 0,4—0,7 мм и шириной 5—7 мм в ряде случаев весь­ма трудно. Следует отметить, что если размеры слоя флюса-пасты не будут соответствовать требуемым, то ухудшается защита и формирование шва, либо потребуются дополнительные затраты для удаления нерасплавившихся остатков флюса-пасты.

Таблица 1

 

Карандашный вариант флюса-пасты можно было бы признать более технологичным, однако, по данным авторов каранда­шом трудно пользоваться при температурах ниже +20 °С, а воз­можно и при других условиях (например, очень гладкой поверхно­сти металла). Более существенным недостатком карандашного варианта флюса-пасты, содержащего стеарин, является раз­мягчение и стекание флюса-пасты при сварке в положениях, от­личных от нижнего, поскольку температура плавления стеарина составляет 53—65 °С. Поэтому применение такого флюса-пасты ог­раничено. Определенными недостатками обладают и флюсы-па­сты, в которых в качестве связующего используется жидкое стекло.

Следует особо подчеркнуть, что рекомендации по способам на­несения флюса-пасты и формированию из него полоски заданных размеров практически отсутствуют. Для нанесения флюсов-паст предлагают такие инструменты, как кисточку, лопаточку, шпа­тель. Однако очевидно, что нанесение флюсов-паст на десятки и сотни тысяч стыков ручным способом — очень трудоемкая опера­ция. Отсутствие механизированного способа нанесения флюса-па­сты является одним из факторов, сдерживающих его широкое при­менение.

Таблица 2

 

Другим сдерживающим фактором следует признать явно не­удовлетворительные технологические свойства известных флюсов-паст. Например, в описании изобретения к авторскому свидетель­ству содержится указание о плохой отделимости шлака и ос­татков пасты после сварки. К сожалению, так обстоит дело прак­тически со всеми флюсами-пастами. Тем не менее представляют интерес программы и результаты испытаний сварных соединений, выполненных с применением флюсов-паст.

В работе приведены результаты механических испытаний сварных соединений труб из стали Х5М, выполненных электрода­ми марки ЦЛ-17 диаметром3 мм. Сварку труб размером 152×8 мм выполняли в U-образную разделку с зазором1,5 ммтоком 95-100 А с применением двух различных флюсов-паст. Ре­зультаты испытаний свидетельствуют о том, что механические свойства примерно одинаковы в обоих случаях и характерны для сварных соединений из стали Х5М.

В работе приведена информация о применении флюса-па­сты ФП8-2, о влиянии флюса-пасты на химический состав ос­новного металла и металла шва.

Сообщается, что сварка с флюсом-пастой не приводит к умень­шению концентрации легирующих элементов в металле шва, практически не изменяется содержание серы и фосфора. Механи­ческие свойства сварных соединений, выполненных с применением флюса-пасты ФП8-2, обладают высокой коррозионной стойкостью, определенной при оценке склонности к межкристаллитной корро­зии по методу AM. К моменту публикации организациями Минмонтажспецстроя СССР сварено с применением флюса-пасты более 250 тыс. стыков труб из коррозионностойких сталей. Расход флюса-пасты составил 8—10 г/м. Экономия от его применения (при сварке трубопровода условного диаметра159 мм) составила 1,4 руб. на один стык (в ценах 1984г.).

Авторы работы приводят результаты технологического оп­робования флюса-пасты ФП8-2, примененного с целью улучшить формирование корня шва при ручной сварке электродами ЦЛ-11 03 мм. Сравнительную оценку величины обратного валика кор­ня шва проводили параллельно: при сварке на весу без флюса- пасты и с применением флюса-пасты. Пластины из стали Х18Н10Т размером 250x150x3 мм собирали встык с зазором 0, 2, 3 и 4мм.

При сварке электродами ЦЛ-11 без применения флюса-пасты шов необходимой конфигурации с высотой обратного валика око­ло 1 ммудалось получить при /Св = 60 А, Уд=25 В и зазорах до2 мм. Более производительные режимы с увеличением силы тока до 80 и 100 А приводили к провалам сварочной ванны, которые наблюдались также при зазорах >2 мм. Увеличение скорости сварки не дало положительного результата, так как обратный валик шва приобретает неровную грубочешуйчатую поверхность, в местах задержки торца электрода намечаются провалы сва­рочной ванны.

Сварку электродами ЦЛ-11 с применением флюса-пасты про­водили на токах 100, 75 и 60 А и напряжении на дуге 25 В при зазорах 0—4 мм. Во всех случаях получены доброкачественные сварные швы с высотой обратного валика 0—1,5 мм. Обратный валик шва имел чистую (литую) поверхность, в местах останов­ки электрода заметно увеличение ширины корня шва без увели­чения его провисания. На механическую прочность соединения флюс-паста не оказывает заметного влияния. При испытании на растяжение все образцы разрушались по основному металлу. Угол загиба всех образцов составил 180°.

На основании выполненной работы сделан вывод, что приме­нение при ручной сварке флюса-пасты ФП8-2 позволяет вести процесс на высокопроизводительных режимах без опасения про­вала сварочной ванны, а также получать обратный валик корня шва необходимой конфигурации и величины независимо от навы­ка сварщика.

В работе исследовали характер формирования обратной стороны шва, отделимость шлака, стойкость против образования трещин, механические и коррозионные свойства сварных соедине­ний из жаропрочных никелевых сплавов, выполненных аргоноду­говой сваркой с применением флюсов-паст ФП8-2, Н-20А и НЖ-8. Основу флюса-пасты Н-20А составляют плавиковый шпаг и фтористый барий, а НЖ-8 — фарфор, мрамор, двуокись титана. В качестве связующего всех трех флюсов-паст применяют натри­евое жидкое стекло.

Исследование образцов из сплавов ВЖ-98, ЭП-648, ЭП693, ЭП199, сваренных с применением флюсов-паст Н-20А, НЖ-8, Ф118-2, показало, что состав свариваемого сплава не оказал суще­ственного влияния на формирование обратного валика и отдели­мость шлака. Из исследуемых флюсов-паст лучшее формирование обратного валика обеспечивает ФП8-2. При сварке с этим флюсом- пастой шлак равномерно покрывает обратный валик, который при­обретает мелкочешуйчатую поверхность с плавным переходом к основному металлу. Недостатком этого флюса-пасты является сильное окисление поверхности шва и плохая отделимость шлако­вой корки, которая весьма прочно сцепляется с поверхностью шва и основным металлом в зоне термического влияния. При использовании флюсов-паст Н-20А и НЖ-8 отделимость шлака значительно лучше.

Для изучения свойств сварных соединений использовали спла­вы в состоянии поставки, а образцы для испытаний вырезали из «тыков в поперечном направлении. Результаты механических ис­пытаний показали, что при сварке с применением флюсов-паст НЖ-8, Н-20А и ФП8-2 для защиты обратной стороны шва от воз­духа по сравнению с защитой аргоном механические свойства сварных соединений не снижаются.

Склонность соединений к межкристаллитнои коррозии опреде­ляли на образцах сплава ЭИ868 по методам А и AM (ГОСТ 6032—75) и в 10% -ном растворе НС1 при температуре кипения (методика ASTM). Испытания показали, что с применением, флю­сов-паст склонность к межкристаллитной коррозии не повышается.

Исследования стойкости металла шва против образования го­рячих трещин, проводившееся с использованием машины ЛТП-1 на образцах из сплава ЭП693, сваренных проволокой ЭП533, с защитой обратного валика аргоном и различными флюсами, сви­детельствуют, что флюсы-пасты Н-20А и НЖ-8 не оказывают влияния на технологическую прочность металла. Некоторое сни­жение стойкости металла шва против образования горячих тре- -шнн в случае применения флюса-пасты ФП8-2, по мнению авто­ров, связано с отрицательным действием оксидных включе­ний.

Образцы из сплава ЭП199 испытывали на склонность к обра­зованию трещин после термической обработки по методике с двух­осным изгибом соединений, выполненных односторонней свар­кой с защитой обратной стороны шва аргоном, флюсами-пастами М-20 А и ФП8-2. При этом отрицательного влияния флюсов-паст различного состава на склонность к образованию горячих трещин не обнаружено.

В результате выполненной работы [12] авторы указывают, что для сварки жаропрочных сплавов на никелевой основе можно ре­комендовать флюсы-пасты Н-20А и НЖ-8. Флюс-пасту ФП8-2 ис­пользовать нецелесообразно из-за неудовлетворительной отдели­мости шлака, снижения стойкости металла шва против образова­ния горячих трещин и прочности сварных соединений при повы­шенных температурах.

В работе [14] приведены результаты исследования влияния флюса-пасты на некоторые свойства сварных соединений из низ­колегированных конструкционных и теплоустойчивых сталей. Отметив недостатки известного флюса-пасты [ 1 ] и его модифи­кации со связующим в виде этилового спирта, авторы [14] сооб­щают о разработке флюсов-паст в виде карандашей ФК-1 а ФК-2.

По мнению авторов [14], флюсовые карандаши со связующим из стеарина и олеиновой кислоты по сравнению с флюсами-пастами на жидком стекле обладают рядом преимуществ: они более удобны при нанесении на кромки, их можно использовать при по­ниженных температурах воздуха н после длительного хранения, шлак и остатки флюсов легко смываются при промывке трубопро­водов, уменьшается износ и расход вольфрамового электрода при аргонодуговой сварке (0,7 мм/мин против 1,26 для флюса на жид­ком стекле). Однако флюс с таким связующим плохо наносится на холодную поверхность металла. Для обеспечения адгезии флю­са к металлу кромки свариваемых деталей необходимо подверг­нуть пескоструйной или дробеструйной очистке либо подогреть до 40—50°С, что увеличивает трудоемкость и общую стоимость сва­рочных работ.

Авторы утверждают, что флюсовые карандаши — наибо­лее приемлемая модификация, но необходимо провести исследова­ния с целью найти оптимальное связующее вещество для флюса типа липкого клея, которое позволит наносить флюс на холодную поверхность металла по способу известного клеющего карандаша. Наиболее оптимальными вариантами представляются такие мо­дификации флюса в виде несохнущей пасты в тюбиках или клее­вой пленки.

Был проведен сравнительный анализ свойств сварных соедине­ний, выполненных с использованием формирующего флюса и без флюса при неизмененных параметрах режима сварки. Изучены ме­ханические свойства и структура сварных соединений и швов, оп­ределены химический состав, газонасыщенность сварных швов, фазовый состав флюсов и их шлаков. При сварке образцов ко­рень шва выполняли аргонодуговой сваркой с применением прово­локи Св-08ГА для стали 09Г2С и Св-08ХГСМФА для стали 12Х1МФ.

Применение флюсов как в виде пасты ФП8, так и в виде ка­рандашей при сварке стали 12ХМФ не оказывает влияния на прочностные характеристики сварного соединения труб 0 38X6 мм. Ударная вязкость металла шва в варианте с использованием флю­са довольно высока [14], однако ниже, чем при обычном способе сварки. Значения твердости после сварки без флюса корневого слоя стыка труб из стали 12Х1МФ несколько выше, чем после сварки с флюсом. По-видимому это объясняется более медлен­ным охлаждением сварного шва при использовании флюса, кото­рый образует при расплавлении «тепловой экран» и в металле возникают более пластичные (отпущенные) структурные состав­ляющие.

В работе [14] приведены результаты химического анализа (средние значения из пяти определений) обратной стороны метал­ла шва, выполненного с защитой флюсом-пастой и без защиты. Результаты получены на лазерной спектральной установке типа ЛМА-5 при диаметре пятна1 мм. Они свидетельствуют, что влия­ние флюса проявляется в повышении содержания кремния на 0,1% и марганца на 0,15%. Концентрация остальных элементов практически не изменяется.

На основании результатов выполненных исследований авторы [14] делают вывод, что применение защитных и формирующих флюсов-паст при сварке стыковых соединений из низкоуглеродных и низколегированных сталей благоприятно влияет на форми­рование обратной стороны корня шва и структуру сварного сое­динения, не ухудшает его механических свойств, способствует по­вышению качества сварных соединений различных трубных систем тепловых электростанций.

При сооружении электростанций монтажные организации еже­годно сваривают сотни тысяч стыков труб из аустенитных корро­зионностойких сталей диаметром от57 мм(и менее) до600 мм, с толщиной стенки 3—35 мм. Механизированная и ручная арго­нодуговая сварка таких стыков, как правило, осуществляются без подкладных колец, и формирование корня шва происходит на ве­су, что обеспечивается тщательно подобранными режимами свар­ки и высокой квалификацией сварщиков. В процессе сверки про­изводится поддур аргона внутрь труб.

К качеству сварных соединений трубных систем электростан­ций предъявляются очень высокие требования (возможно, самые высокие, за исключением некоторых специальных областей техни­ки), в том числе регламентируются высота проплавления, вели­чина утяжки (обычно возникает в потолочном положении шва), характер перехода от шва к основному металлу, а также состоя­ние поверхности шва и прилегающей к нему внутренней поверхности основного металла. На поверхности шва не должно быть за­грязнений, не должны оставаться следы шлака. Сварные стыки труб из аустенитных коррозионностойких сталей подвергаются 100% -ному контролю рентгеновским просвечиванием.

Все перечисленное выше показывает, что известные флюсы-па­сты не могли быть использованы в такой ответственной отрасли промышленности, как строительство электростанций. Одно из важных требований — полное удаление шлака со шва изнутри трубы — обусловило необходимость создания шлака с принци­пиально новыми свойствами, а‘ именно способностью к самопро­извольному распаду.

Известно, что некоторые металлургические шлаки и силикат­ные материалы обладают свойством самопроизвольного распада. Существуют различные виды распада: силикатный, извест­ковый, магнезиальный и др. На основании анализа термодина­мики реакций в системах СаО—А1203—Н20, MgO—Si02—Н20 и Na2SiF6—Н-0 была установлена теоретически возможность созда­ния сварочного шлака, обладающего свойством магнезиального распада в условиях сварочного процесса.

Взаимодействие окиси магния с водой приводит к образованию гидроокиси магния:

Mg0 + H20 = Mg(0H)2.

Алюминат магния Mg0-Al203 также гидратируется с образо­ванием гидроалюмината магния.

Гидролиз кремнефтористого натрия при нормальной темпера­туре и атмосферном давлении протекает по реакции:

Na2SiF6 + 2H20 = 2Na0H + SiF;r + 2H+.

Реакции гидратации сопровождаются увеличением объема за­твердевшего шлака и возникновением внутренних напряжений, до­статочных для самопроизвольного разрушения Шлака.

Необходимо отметить, что обычно процесс гидратации происхо­дит с очень незначительной скоростью и при прочих равных усло­виях зависит от размера частиц свободной окиси магния в шла­ке: чем они меньше, тем распад происходит быстрее. С этой точ­ки зрения условия охлаждения сварочного шлака благоприятны для реализации магнезиального распада, поскольку при высоких скоростях охлаждения, присущих сварочному процессу, появля­ются весьма мелкие зародышевые образования свободной окиси магния в шлаке.

Таким образом, при разработке флюса-пасты задача состояла в обеспечении термодинамических и металлургических условий, при которых в шлаке образовывались легко гидратирующиеся со­ставляющие. Экспериментальным путем [ 17] была подобрана шлакообразующая часть флюса-пасты на основе магнезита, гли­нозема и кремнефтористого натрия и определены предельные со­держания этих компонентов, при которых гарантированно проис­ходит магнезиальный распад шлака. Добавки в флюс-пасту не­больших количеств легирующих и раскисляющих Mn, FeSi, FeTi, FeMo, FeV не подавляют способности шлака к магнезиальному распаду. В качестве связующего материала используется натри­евое жидкое стекло.

Эксперименты показали, что использование в качестве связую­щего карбоксиметилцеллюлозы (водного раствора) не обеспечива­ет образования шлаков, обладающих свойством магнезиального распада. Это объясняется тем, что в процессе сварки связующее (КМЦ), имеющее температуру деструкции около 200 °С, разлага­ется, а частицы флюса-пасты теряют связь между собой задолго до приближения дуги. Под действием высокой температуры части­цы флюса, не связанные друг с другом, как бы выносятся с по­верхности корня шва; процесс образования шлака дестабилизи­руется и необходимый эффект магнезиального расцада утрачива­ется.

На основании выполненных исследований сформулированы некоторые основные требования к флюсу-пастеГ которому была присвоена марка ФЗА-1 и определены технологические приемы его применения.

Флюс-паста ФЗА-1 (Ф — формирующая, 3 — защитная, А — для сварки аустенитных сталей) предназначен для защиты и фор­мирования обратной стороны шва при аргонодуговой сварке ли­стовых конструкций и трубопроводов из сталей 08Х18Н10Т и 12Х18Н10Т. Особенностью флюса-пасты ФЗА-1 является то, что образующийся после его переплавления шлак приобретает спо­собность к самопроизвольному магнезиальному распаду, в резуль­тате которого на поверхности шва образуется порошок. Магнези­альный распад происходит в результате естественной или прину­дительной (путем смачивания) гидратации шлака.

Флюс-пасту получают путем смешивания его сухой части с на­триевым жидким стеклом с модулем 2,7—3 и плотностью Г,3—1,4. Гранулометрический состав сухой части флюса-пасты должен со­ответствовать следующим нормам:

Размер частиц.                                         Количество,

мкм                                                   % по массе

160-101 ……………………….. ‘……………………………………………………. <3

100— 41 ………………………………………………………………………….. 45—70

<40……………………………………………………………………         остальное

Рабочий продукт флюса-пасты должен обладать желеобразной консистенцией, что обеспечивается введением в сухую смесь жид­кого стекла в количестве 50—60% по массе. Рекомендуется исполь­зовать рабочий продукт флюса-пасты в течение 20—40 мин .после его приготовления.

Для нанесения флюса-пасты на поверхность изделия, прилега­ющую к свариваемым кромкам, рекомендуется инструмент, .конструкция которого приведена на рис. 1, а\ на рис. 1, б показано по­ложение инструмента во время нанесения флюса-пасты.

Приготовление рабочего продукта флюса-пасты производится в следующем порядке. Натриевое жидкое стекло разбавляют до- плотности 1,3—1,4. Для получения жидкого стекла с такой плотностью100 гжидкого стекла с плотностью 1,45—1,5 следует сме­шать с 35—40 г воды. Далее сухую часть флюса-пасты смешива­ют с разбавленным жидким стеклом до нужной консистенции. Массу единовременно приготовленного рабочего продукта следу­ет принимать, исходя из количества стыков, подлежащих обра­ботке флюсом-пастой. На1 мшва ориентировочно расходуется 12—14 г флюса-пасты.

 

Рис. 1. Инструмент для формирования полоски флюса-пасты (а) и его положение во время операции нанесения (б)

Перед нанесением флюса-пасты кромки стыкуемых элементов (листов, труб) и прилегающие к ним наружная и внутренняя по­верхности шириной20 ммот кромки должны быть зачищены до чистого металла стальной щеткой или наждачным кругом и обез­жирены. Затем при помощи узкой деревянной лопаточки (типа шпателя) или иного инструмента равномерно накладывают флюс-пасту на защищаемую поверхность. Далее инструментом (см. рис. 1, а) разравнивают флюс-пасту, формируя полоску, положе­ние и размеры которой приведены на рис. 2. Избыток флюса-па­сты, образовавшийся за пределами полоски, следует удалить с об­рабатываемой поверхности и особенно тщательно с кромок изде­лия, так как его наличие в разделке может привести к образова­нию дефектов (пор) в шве. После сушки сформированной полоски на спокойном воздухе в течение не <40 мин можно приступать к сварке.

Для оценки влияния магнезиального флюса-пасты ФЗА-1 на состав и свойства сварных соединений проведены специальные опыты. Были сварены стыки труб 0 108×6 мм из стали 08Х18Н10Т с поддувом аргона и защитой обратной стороны шва флюсом-пастой ФЗА-1. Из сварных стыков были вырезаны образ­цы для испытания на растяжение, на статический изгиб, на меж- кристаллитную коррозию и для газового анализа.

 

 

Рис. 2. Положение и размеры сформированного слоя флюса- пасты на внутренней поверхности трубы с толщиной стенки 3—6 мм (а) и более 6 мм (б)

 

Результату проведенных испытаний показывают, что механи­ческие свойства сварных соединений, выполненных с защитой кор­ня шва аргоном и флюсом-пастой, практически одинаковы:

Разрушение всех образцов при испытании на растяжение про­изошло по основному металлу; образцы на изгиб показали высо­кую пластичность — угол загиба во всех случаях составил 180 .

Испытания на межкристаллитную коррозию выполнены в со­ответствии с требованиями ГОСТ 6035—75 по методу AM. После загиба образцов, сваренных с защитой обратной стороны шва как аргоном, так и флюсом-пастой, ни в одном случае не было обна­ружено трещин, свидетельствующих о склонности сварных соеди­нений к межкристаллитной коррозии.

На поперечных шлифах была исследована сравнительная макро- и микроструктура сварных соединений. Металлографические исследования при увеличениях 100 и 300, а также исследования макрошлифов не выявили каких-либо отличий в строении шва и околошовной зоны, а также участков основного металла изнутри трубы в зависимости от способа защиты.

Достаточно детально исследовано содержание газов в основ­ном металле и металле шва в зависимости от способа защиты корня шва. Учитывая практически полное отсутствнё данных о влиянии флюсов-паст на изменение содержания газов при арго­нодуговой сварке, потенциальную возможность насыщения газа­ми, особенно водородом и кислородом, приповерхностных слоев основного металла, подобные исследования весьма необходимы. Из сварных соединений были вырезаны образцы для газового анализа по схеме, приведенной на рис. 3. Содержание газов оп­ределяли методом вакуум-плавления на установке фирмы «Бальнерс» (ФРГ).

Результаты газового анализа показали следующее содержание газов в основном металле и в сварном шве (образцы см. на рис. 3):

o£f %

Сталь 08Х18Н10Т …………………………….  0,0090

Образец 1-й

защита аргоном ……………………………. 0,0095

» флюсом                                         0,0097

Образец 2-й

защита аргоном ……………………………. 0,0107

» флюсом ‘……………………………….. 0,0100

Образец 3-й

защита аргоном ………………………… 0,0)01

» флюсом ……………………………….  0,0092

Содержание азота, кислорода и водорода в основном металле era л и 08Х18Н10Т можно назвать стандартным — оно не выходит за обычные концентрации, характерные для этого класса сталей. При аргонодуговой сварке с защитой корня шва аргоном содер­жание в швах водорода достигает 1,5—2 см3/100 г металла. Та­кое же содержание водорода в швах, выполненных с защитой флюсом-пастой. Не установлено также различие в содержании во­дорода в корневой части шва и вышележащем слое. Содержание р шве и околошовной зоне азота и кислорода весьма низкое, со­поставимое с их концентрацией в основном металле. Аналогич­ное результаты получены и для сварного соединения, выполнен­ного с защитой корня, флюсом-пастой. Это свидетельствует о вы­сокой защитной надежности флюса-пасты, его низкой химической активности.

Таким образом, результаты механических испытаний сварных соединений, металлографические исследования, испытания на межкристаллитную коррозию, а также газовый анализ сварных швов свидетельствуют о возможности применения флюса-пасты ОЗА-1 для защиты и формирования обратной стороны шва при аргонодуговой сварке стыков труб из стали 08Х18Н10Т.

В лабораторных условиях были сварены стыки труб из стали 08Х18Н10Т размером 57×5 и 76×5 мм. Сварку выполняли авто­матом СА-118 от источника питания ТИР-300 ДМ на следующих режимах: /п=135 А; /п = 25 А; напряжение 14 В; скорость сварки 10 м/ч. Перед сваркой на внутренние поверхности труб нанесли по описанной выше технологии флюс-пасту ФЗА-1 в виде полос­ки заданных размеров. Образовавшийся из флюса-пасты в ре­зультате переплава шлак был легко удален путем его увлажнения там­поном. При этом на поверхности шва и прилегающего к нему основ­ного металла не осталось даже сле­дов шлака.

 

Рис. 3. Образцы для испыта­ний сварных соединений:

1 — из корня шва; 2 — из сечения шва; 3 — из околошовной зоны

Естественно, из длинномерных труб в производственных условиях не составит труда удалить такой шлак, который либо распадается самопроизвольно в результате гид­ратации влагой воздуха, либо уда­ляется путем принудительной гид­ратации при промывке трубных си­стем, являющейся обязательной технологической операций при монтаже энергетического оборудо­вания. Если магнезиальный шлак останется в трубе на несколько дней, то произойдет его распад с образованием порошка из мел­ких частиц. Для примера на рис. 4 показаны швы, выполненные опытными электродами, шлак которых обладает свойством маг­незиального распада. Шлак на образцах распался самопроизволь­но, т, е. без искусственного увлажнения, через различные проме­жутки времени.

 

Рис. 4. Самопроизвольный распад магнезиального сварочного шлака опытных электродов после различной длительности вылеживаний

 

Проведенный выше анализ позволяет сформулировать следую­щие технологические и металлургические особенности сварки с применением флюсов-паст:

— повышенное содержание влаги (4—6%) во флюсах-пастах со связующим на жидком стекле не вызывает образования пор в сварных швах;

— флюс-паста плавится теплом расплавленного металла, а не теплом дуги, и поэтому температура взаимодействия шлака, об­разующегося из флюса-пасты с металлом, существенно ниже, чем при сварке электродами или под флюсом;

— легирующие и раскисляющие добавки во флюсах-пастах пре­дотвращают окисление поверхностных слоев шва и прилегающего к нему металла, а также в некоторых случаях улучшают форми­рование шлака, практически не оказывая заметного влияния на .химический состав сварного соединения. В металлургическом от­ношении флюсы-пасты более инертны, чем электродные покрытия и сварочные флюсы;

— более легкое регулирование процесса формирования шлака благодаря сравнительно низкой температуре его обработки и воз­можности изменения толщины слоя флюса-пасты;

— необходимость надежного адгезионного сцепления флюса-па­сты со свариваемым металлом до и в процессе сварки;

— влияние флюса-пасты на механические свойства сварного сое­динения незначительно.



Добавить в закладки Email



Метки:

Опубликовано в: История сварки в СССР
Banner

Banner

Banner