Флюс для сварки алюминиевых сплавов
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.
