Флюс для сварки алюминия и его сплавов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>961908 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 270481 (21) 3281076/25-27 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 300982 Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 300982

f51) М Na з

В 23 К 35/362

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий

РЗ) УДК 621. 791.. 04(088.8) (72) Авторы изобретения

Д Ю. Кривень и Н.A. Калин (71) Заявитель (54) ФЛЮС ДЛЯ СВАРКИ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ

Изобретение относится к сварке, в частности к составу флюсов для сварки алюминия и его сплавов.

Известен флюс, содержащий следующие компоненты, вес.Ъ:

Фтористый калий 35-55

Циркониевый концентрат 1-3

Фтористый алюминий Остальное

Во флюсе был использован циркониевый концентрат КЦП (ОСТ 38-82-74) следующего состава, вес.%:

Двуокись циркония 63

Окись железа 0,09

Двуокись титана 0,3

Окись алюминия 1,8

Окись кальция 0,1

Окись магния 0,1

Пятиокись фосфора 0,15

Двуокись кремния Остальное

Флюс состоит иэ фтористых соединений калия и алюминия. Сварные соединения, выполненные по данному флюсу, имеют удовлетворительную прочность и корроэионную стойкость металла шва (1).

Недостатком флюса является плохое удаление комплексных шлаковых ñîåдинений с поверхности шва, которое усугубляется наличием силиката (S i 0 ), содержащегося в циркониевом концентрате. Кроме того, известный флюс характеризуется недостаточной жидкотекучестью,связанной с отсутствием в составе флюса хлоридов щелочных металлов и недостаточнйми пластическими свойствами наплавленного металла, что приводит к хрупкому разрушению сварных конструкций.

Известен более жидкотекучий и легкоотмываемый флюс P), применяемый, например для пайки алюминия и его сплавов, содержащий следующий состав, вес.Ъ:

Хлористый калий 49-51

Хлористый литий 22-25

Хлористый натрий. 15-17

Фтористый калий 5,1-6,3

Фтористый алюминий 3,0-3,7

Однако при сварке алюминия такой флюс не обеспечивает достаточно высоких пластических свойств металла

25. шва.

Цель изобретения — создание флюса для сварки алюминия и его сплавов, обладающего улучшенной.удаляемостью остатков флюса и высокими пластическими свойствами металла шва.

961908

Таблица 1

По авт.св.Р 729018

Компоненты

Фтористый калий

35

50 45 35

Хлорис тый литий

20

5 10

0,5 3

Цирконат Р3М

0,3 (N О. 2Zr0)<(Ce 0 - 2 Zr0$ (N 0 ° 2 ZrO )(L 0 ° 2Zrg)>(Ce 0 . 2 Zrg) Циркониевый, концентрат

Фтористый алюминий

42,7

44,5 .42

37

Остальное

Указанная цель достигается тем, что в состав флюса, содержащего фто-. ристый калий и фтористый алюминий, введены цирконат редкоземельных металлов (P3M) и хлористый литий при следующем соотношении компонентов, 5 вес.В:

Фтористый калий 35-.50

Хлористый литий .5-15

Цирконат О, 5-5

Фтористый 10 алюми ний Остальное

Наличие в составе флюса хлористого лйтия обеспечивает хорошее удаление остатков флюса после сварки с поверхности шва и прилегающей к не- $5 му эоны, а также увеличивает жидкотекучесть флюса.

Наличие в составе предлагаемого флюса цирконата редкоземельного металла (Ме О ° 2 ZrO<) дает положитель- ® ный эффект йа различных стадиях процесса сварки алюминия.

Тугоплавкость цирконата РЗМ и значительная величина его электрического сопротивления при повышенных температурах обеспечивает снижение электропроводйости флюса в большей степени, чем циркониевый концентрат.

Оптимальными вариантами флюса являются второй, третий и четвертый.

Варианты 1 и 5 содержат заниженное и завышенное содержание вводимых в состав флюса компонентов.

Благодаря высокой активности Р3М возможно частичное связывание окисной пленки на поверхности свариваемых кромок соединения в алюминаты РЗМ по реакции,, протекающей в расплавленном флюсе

Ме О ° 2 Zr0<+ А1 О- 2МеА10 + 2ЕгО я. з

В результате реакций в сварочной ванне происходит частичное восстановление Р3М и циркония иэ окислов, которые переходя в наплавленный металл, оказывают комплексное модифицирование и микролегирование.

Вследствие этого повышаются пластические свойства металла шва, снижается его склонность к трещинообраэованию, а также значительно повышается корроэионная стойкость и прочность °

Кроме того, отсутствие силикатов в составе предлагаемого флюса также улучшает удаление остатков флюса после сварки.

Было изготовлено 5 составов предлагаемого флюса (варианты 1-5) и оптимальный состав известного флюса, которые приведены в табл. 1.

Ф

Технологические свойства флюса, механические свойства металла шва и данные коррозионных испытаний сварных соединений приведены в табл. 2.

961908

Таблица 2

Вариант флюса

Технологические свойства

Механические свойства металла шва

Коррозионная стойкость, Ъ

Удаление остатков флюса плохое, жидкотекучесть удовлетворительная

2,4

7,0

6,9

Удаление остатков флюса удовлетворительное, жидкотекучесть хорошая

8,5

4,7

Удаление остатков флюса хорошее, жидкотекучесть хорошая

10,2

2,2

Удаление остатков флюса хорошее, жидкотекучесть хорошая.

8,8

3,8

Удаление остатков флюса. хорошее, жидкотекучесть удовлетворительная

7,3

8,4

По авт.св.

9729018 Удаление остатков флюса плохое, жидкотекучесть удовлетворительная

7,3

5,0

Основной металл

:марки А5

7,2

Составитель М. Саленко

Редактор Н. Гришанова Техред.Т.Фанта Корректор М. Демчик

Заказ 7362/17

Тираж 1153 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

В результате механических испытаний наплавленного металла при применении предлагаемого флюса определе-. но, что оптимальным составом обладают флюсы 2, 3 и 4 вариантов, обеспечивающие повышение прочностных свойств металла шва до 40Ъ, пластических до 15% по сравнению с прототипом и основным металлом.

Коррозионная стойкость наплавленного металла при использовании оптимального состава .предлагаемого флюса возросла в 2 раза по сравнению с испытываемым металлом шва при применении состава флюса (1).

Испытания технологических свойств показали также лучшие результаты 2, 3 и 4 вариантов по сравнению с объектом, принятым.за базовый.

Формула изобретения

Флюс для сварки алюминия и его сплавов, содержащий фтористый калий, фтористый алюминий и хлористый литий, отличающийся

35 тем, что, с целью улучшения отделимости остатков флюса, а также повышения пластичности металЛа шва, флюс дополнительно содержит цирконат редкоземельных металлов при следуощем

4О соотношении компонентов, вес.Ъ:

Фтористый калий 35-50

Хлористый литий 5-15

Цирконат редкоземельных металлов 0,5-5

45 Фтористый алюминий Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

5О 9 729018, кл. В 23 К 35/362, 1978.

2. Авторское свидетель=тво СССР

Р 527264, кл.. В 23 К 35/362, 1975 (прототип).