ФЛЮС ДЛЯ АРГОНОДУГОВОЙ СВАРКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МЕДНЫХ СПЛАВОВ Российский патент 2010 года по МПК B23K35/362 B23K103/12 

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано при сварке неплавящимся электродом в среде аргона изделий из медных сплавов для уменьшения пористости в сварных швах.

При сварке изделий из медных сплавов ввиду особенности их физико-химических свойств в сварных соединениях часто образуются дефекты в виде пористости, которые приходится исправлять путем удаления дефектного металла с порами и последующей заварки.

Повысить качество металла сварных соединений изделий из медных сплавов можно за счет использования активирующих флюсов.

Известен флюс для сварки и плавки цветных металлов, преимущественно меди и титана, содержащий следующие компоненты (в мас.%):

Фторид алюминия 34-42 Фторид кальция 58-66

Этот флюс предназначен для сварки и электрошлакового переплава цветных металлов, в частности меди и сплавов на ее основе, с целью повышения качества литого металла, устранения пористости швов и повышения производительности сварки. Однако при аргонодуговой сварке изделий из медных сплавов с применением этого флюса пористость по сравнению со сваркой без флюса уменьшается только при сварке изделий из меди.

Известен также флюс для сварки цветных металлов (патент Франции №2237723), содержащий следующие компоненты (в мас.%):

Фторид бария 3-7 Фторид кальция 83-92 Фторид алюминия 5-10

Применение этого флюса при сварке неплавящимся электродом изделий из медных сплавов показало, что металл шва имеет поры и недостаточно хорошее формирование.

Наиболее близким к предлагаемому флюсу по составу, принятым за прототип, является флюс для аргонодуговой сварки изделий из алюминиевых бронз при их изготовлении и ремонте по патенту №2243073, содержащий следующие компоненты (в мас.%):

Хлорид калия 37-51 Хлорид лития 25-29 Хлорид цинка 4-8 Хлорид аммония 4-6 Фторид натрия 8-10 Фторид кальция 8-10

Использование этого флюса при аргонодуговой сварке изделий из алюминиевой бронзы обеспечивает удаление пленки оксида алюминия (Al₂O₃) с поверхности сварочной ванны и тем самым улучшает качество сварного шва. Однако применение этого флюса при аргонодуговой сварке изделий из медных сплавов, не содержащих алюминий, не обеспечивает качество металла шва (в швах наблюдается пористость).

Техническим результатом изобретения является создание флюса для сварки неплавящимся электродом в среде аргона изделий из медных сплавов, обеспечивающего повышение качества сварных швов за счет уменьшения в них пористости.

Технический результат достигается введением во флюс буры и борной кислоты при следующем соотношении компонентов (в мас.%):

Бура 35-40 Борная кислота 35-40 Фторид кальция 15-20 Хлорид лития 5-10

Бура и борная кислота активно используются при пайке и газовой сварке изделий из медных сплавов. Введение во флюс буры и борной кислоты, обладающих повышенной химической активностью и взаимодействующих при повышенных температурах с поверхностью свариваемых кромок, способствует нейтрализации вредного влияния находящихся на них окислов и предупреждает образование пор. Фторид кальция интенсивно взаимодействует с окислами и водяным паром, активно удаляет влагу из зоны сварки, благодаря чему защищает металл шва от насыщения кислородом и водородом. Кроме того, наличие во флюсе фторида кальция приводит к контрагированию столба дуги и повышению анодного падения напряжения, что, в свою очередь, вызывает увеличение глубины проплавления основного металла. Введение во флюс хлорида лития повышает технологические свойства флюса (жидкотекучесть, растекаемость и смачиваемость).

Количественное соотношение компонентов, входящих в состав флюса, установлено экспериментально.

Исследования по влиянию флюсов на порообразование проводили путем сварки стыков пластин из оловянной бронзы марки Бр.O8Ц4. Сварка стыков пластин 100×100×10 мм выполнялась на токе 120-180 А с применением присадочной проволоки Бр.ОФ 6,5-0,15. Оценку пористости в швах выполняли при радиографическом контроле.

Было исследовано 5 составов флюса, из них: 4 состава с различным содержанием компонентов предлагаемого флюса, в том числе 2 состава, соответствующие предлагаемому изобретению(№№2 и 3), по 1 составу с более высоким (№1) и более низким (№4) содержанием компонентов, чем в предлагаемом флюсе, 1 состав флюса по прототипу (№5).

Для оценки влияния состава флюса на качество швов с каждым составом флюса выполняли сварку десяти стыков. Результаты оценки влияния флюсов на пористость приведены в таблице.

Из приведенной таблицы видно, что при сварке 10 стыков пластин 100×100×10 мм из оловянной бронзы с флюсом по прототипу количество пор на стык длиной 100 мм составляет 6-9 шт. При сварке по предложенному варианту поры или отсутствуют или их количество на стык составляет не более 2 шт.

Приведенные в таблице результаты подтверждают правильность технического решения и выбранных интервалов содержания компонентов во флюсе.

Экономический эффект от предложенного изобретения обеспечивается за счет повышения качества швов (отсутствие необходимости вырубки дефектного металла и повторной заварки).

Изобретение может быть использовано при сварке неплавящимся электродом в среде аргона изделий из медных сплавов, в частности оловянных бронз. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: бура 35-40, борная кислота 35-40, фторид кальция 15-20, хлорид лития 5-10. Изобретение обеспечивает повышение качества сварного соединения за счет уменьшения пористости швов. 1 табл.

Флюс для аргонодуговой сварки изделий из медных сплавов, содержащий фторид кальция и хлорид лития, отличающийся тем, что он дополнительно содержит буру и борную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Бура 35-40 Борная кислота 35-40 Фторид кальция 15-20 Хлорид лития 5-10