Гранулированный флюс

15 июня Гранулированный флюс

Гранулированный флюс представляет собой новый тип синтетического бездымного и экологически безопасного композитного флюса.

«Granulated Flux» — это флюс в виде гранул. Его получают путем смешивания различных неорганических солей в определённых пропорциях после сушки. В основном он используется для удаления водорода и плавающего окисленного шлака из расплавленного алюминия.

Функция: Агент для очистки частиц в основном используется для удаления водорода из расплавленного алюминия и всплывающего окисленного шлака, что позволяет повысить чистоту расплавленного алюминия; кроме того, он выполняет функцию средства для очистки шлака.
Особенности: Часть компонентов, входящих в состав гранулированного рафинирующего агента, легко разлагается при высокой температуре; образующийся газ легко вступает в реакцию с водородом, обладает сильной адсорбционной способностью по отношению к шлаку и быстро выделяется из расплава. Другие компоненты также выполняют функцию шлакоочистителя.
Сфера применения: Применяется для широко используемых алюминиевых сплавов (сплавы с высоким содержанием магния и алюминиево-магниевые сплавы не подходят), а также для плавки чистого алюминия, дегазации, рафинирования и удаления шлака.
Способ применения: Посыпьте гранулированный рафинирующий агент на поверхность расплава, быстро вдавите его в расплав алюминия, тщательно перемешайте и дайте отстояться для удаления шлака; например, с помощью распылительной установки с использованием инертного газа распылите рафинирующий агент в расплав алюминия.
Дозировка: Общая дозировка составляет примерно 0,31 TP3T от массы расплавленного алюминия, в зависимости от его чистоты.
Упаковка: Упаковка из гофрированного картона: 20 или 25 кг в коробке, 2,5 кг в пакетике. Также возможна упаковка в соответствии с требованиями заказчика.
Хранение: сухое хранение; если изделие намокнет, его можно использовать после высыхания

Использование гранулированного флюса является основным способом удаления оксидных примесей. Основными методами являются метод электрического потока, метод фильтрации и метод использования лаконичных реагентов.
Галогениды редкоземельных элементов, в частности фториды, практически не изменяют свои свойства и с трудом растворяются в воде. Их можно хранить на воздухе, тогда как хлориды и другие соединения, легко поглощающие влагу, хорошо растворимы в воде.
Из таблицы видно, что, помимо образования отдельных отражений, все остальные отражения в основном обусловлены присутствием оксида алюминия — агента для рафинирования сплава.
Однако данный метод фильтрации имеет неизбежные ограничения, связанные с высокой стоимостью используемого многослойного керамического фильтра и его склонностью к забиванию в процессе эксплуатации.
В процессе плавки алюминиевых сплавов вредные примеси, такие как кальций эвкалипта, как правило, попадают в расплав в результате взаимодействия с кристаллическим кремнием и другими материалами печи.

Усилие разрушения карбоната кальция, мг/г²5× расход раствора ацетата кальция.

Если в матричный флюс добавить небольшое количество криолита или ввиду того, что криолит обладает высокой способностью к абляции, можно надлежащим образом повысить натяжение профиля рафинирующего агента. Рафинирующий агент, адсорбирующий оксид, легко отделяется от расплава.

Поскольку данный продукт позволяет проводить предварительную обработку при низкой температуре, он позволяет лучше защитить обрабатываемую ткань от повреждений и снизить степень её износа по сравнению с широко используемым высокотемпературным гранулированным флюсом.

Что такое гранулированный флюс и почему он важен при сварке?

Гранулированный флюс — это расходный материал в виде порошка или зерен, который подается перед сварочной проволокой или параллельно ей при сварке под флюсом (SAW). Гранулы плавятся под действием тепла дуги, образуя слой расплавленного шлака, который защищает сварочную ванну от загрязнения из атмосферы, в то время как сама дуга остается полностью скрытой под слоем флюса и невидимой для оператора.

Именно эта особенность «скрытой дуги» дала название технологии SAW и обеспечила её основные преимущества: отсутствие видимой дуги, минимальное образование брызг и глубокое, стабильное проплавление даже при высоких силах тока. Без флюса ничего этого не получится. Флюс выполняет сразу несколько функций:

• Он защищает расплавленную зону сварки от загрязнения азотом и кислородом.
• Он обеспечивает поступление легирующих элементов, которые регулируют механические свойства сварного металла.
• Он стабилизирует напряжение и ток дуги.
• Он определяет профиль сварного шва за счет своих свойств плавления и затвердевания.
• Он образует шлаковую корку, которая после остывания аккуратно отслаивается, защищая поверхность сварного шва во время затвердевания.

Мы не раз были свидетелями того, как неопытные покупатели относились к флюсу как к чему-то второстепенному, выбирая его исключительно по цене за килограмм. Эта ошибка впоследствии проявляется в виде пористости, шлаковых включений или растрескивания при разрушающих испытаниях. Химический состав и структура зерен флюса напрямую определяют ударную вязкость сварного металла, особенно в условиях эксплуатации при низких температурах, таких как морские сооружения и криогенные резервуары.

Как производится гранулированный флюс? Объяснение понятий «плавленный», «агломерированный» и «связанный»

Существует три технологических процесса производства гранулированного флюса, который сегодня продаётся на рынке. Каждый из этих процессов обеспечивает получение гранулята с различной структурой зёрен, особенностями поведения при влажности и характеристиками эксплуатационных свойств.

Флюс с добавками Процесс начинается с плавления сырьевых минеральных компонентов в электропечи при температурах, часто превышающих 1300 °C. Расплавленная смесь быстро охлаждается либо путем обливания водой, либо на охлаждающих валках, после чего измельчается и просеивается до гранул желаемого размера. Поскольку ингредиенты подвергаются полному плавлению и гомогенизации, плавленый флюс естественным образом обладает очень низким содержанием влаги, как правило, ниже 0,05%. Это делает его нетребовательным к условиям хранения и менее подверженным растрескиванию под воздействием водорода.

Агломерированный флюс (иногда называемый «связанным флюсом», хотя специалисты выделяют между ними тонкие различия) представляет собой смесь порошкообразного сырья со связующим веществом, таким как силикат калия или силикат натрия, которую затем обжигают при умеренных температурах в диапазоне 400–1000 °C. Поскольку химическая реакция является неполной по сравнению с плавлением, агломерированный флюс сохраняет способность вводить легирующие элементы, такие как марганец, кремний и различные раскислители, непосредственно в металл сварного шва, чего не может сделать столь же эффективно плавленый флюс, поскольку при плавлении реактивные легирующие вещества, как правило, сгорают.

Флюс на основе связующего вещества, изготовленный при более низких температурах выпечки, имеет сходные характеристики с агломерированными видами, но, как правило, обладает более высокой склонностью к впитыванию влаги и требует более строгого соблюдения условий хранения.

Как правило, мы рекомендуем использовать флюс в виде агломерата для работ с высоким током, как однопроходных, так и многопроходных, где стабильный химический состав на протяжении многих проходов имеет большее значение, чем добавление легирующих элементов, например, при сварке продольных швов на трубопрокатных заводах. Мы рекомендуем использовать агломерированный флюс во всех случаях, когда химический состав основного металла или проволоки требует дополнительного легирования, что часто встречается при изготовлении изделий из высокопрочной низколегированной (HSLA) стали.

Какой химический состав обеспечивает эффективность гранулированного флюса?

Основная минеральная система гранулированного флюса, как правило, относится к одной из следующих категорий: марганцево-силикатная, кальций-силикатная, алюминатно-основная или фторидно-основная. Каждая из этих систем вносит свой вклад в виде различных оксидных соединений, которые влияют на отрывной характер шлака, внешний вид капель и механические свойства.

К числу распространенных оксидных компонентов, входящих в состав коммерческих гранулированных флюсов, относятся:

Индекс оснотности (BI), рассчитываемый по формуле Бонишевского, позволяет определить, является ли флюс кислым, нейтральным или щелочным. Кислый флюс (BI ниже 1,0) обычно дает более плоские и широкие валики с превосходным внешним видом, но несколько более низкой ударной вязкостью. Щелочная флюсовая смесь (BI выше 1,5) обеспечивает превосходную ударную вязкость с надрезом за счет несколько более сложной в контроле формы валика и сниженной отрываемости шлака в некоторых проходах.

В прошлом году в рамках проекта по производству конструкционной стали мы провели сравнительные испытания на ударную вязкость по методу Шарпи с V-образным надрезом в трёх диапазонах щелочности флюса. При температуре минус 40 °C сварной металл, полученный с использованием системы с основной флюсовой средой (BI 2,2), продемонстрировал энергию удара, почти вдвое превышающую показатель системы с кислой флюсовой средой (BI 0,8), что подтвердило данные литературы, но позволило проверить их в наших собственных производственных условиях, а не слепо полагаться на технические характеристики.

Какой тип гранулированного флюса подходит для различных видов сварки?

Выбор подходящего флюса в значительной степени зависит от конфигурации сварного шва, марки основного металла, требуемых механических свойств и положения сварки (хотя сварка под флюсом почти всегда выполняется в горизонтальном или плоском положении из-за использования системы подачи гранул).

Один момент, который покупатели часто упускают из виду: флюс и проволока составляют единую систему. Флюс, получивший отличную оценку при использовании с проволокой одного химического состава, может показать плохие результаты при использовании с проволокой другого состава. Мы всегда настаиваем на том, чтобы комбинации флюса и проволоки проходили совместную квалификацию в рамках реальных испытаний в соответствии со спецификацией сварочной процедуры (WPS), а не полагались на общие заявления о совместимости, указанные в техническом паспорте флюса, как на универсальные.

Как ведет себя гранулированный флюс в процессе сварки под флюсом?

В процессе SAW флюс подается через бункер перед подачей проволоки, образуя слой толщиной, как правило, 25–35 мм. Дуга зажигается под этим слоем, и под воздействием интенсивного тепла плавятся как флюс, так и тонкий слой окружающих нерасплавленных гранул, в результате чего образуются три отчетливые зоны: вплавленную шлаковую ванну, затвердевающую шлаковую корку и неиспользованные гранулы, которые извлекаются с помощью вакуума для повторного использования (в случае плавкого флюса) или утилизируются/частично повторно используются (агломерированный флюс).

Распределение частиц по размеру имеет большее значение, чем это обычно подчеркивается в технических паспортах. Более крупные гранулы (например, 8×48 меш) позволяют использовать более высокие плотности тока без риска прожига флюса, что подходит для интенсивной однопроходной сварки. Более мелкие гранулы (12×65 меш) лучше подходят для сварки с меньшей силой тока и многопроходной сварки, когда требуется более плотный и контролируемый сварочный шов.

Мы сталкивались с ситуациями, когда в мастерских пытались использовать флюс с мелкой ячейкой при высоких значениях силы тока, предназначенных для флюса с крупной ячейкой, что приводило к “пробиванию” флюса — когда дуга прорывала слой флюса, вызывая разбрызгивание, воздействие дуговой вспышки и пористость. Соответствие размера ячейки диапазону силы тока, указанному производителем флюса, — это не просто рекомендация, а базовый контрольный пункт обеспечения качества, который должен фигурировать в каждом документе WPS.

Таблица: Зависимость размера зерен от рекомендуемого диапазона силы тока

В чём заключаются основные различия между гранулированным флюсом и другими видами флюса?

Таблица сравнения гранулированного флюса с порошковым, пастообразным и брикетированным флюсами.

Люди, ищущие информацию о гранулированном флюсе, часто хотят узнать, чем он отличается от флюса в проволоке с флюсовым сердечником или пастообразного флюса, используемого при пайке и сварке, поскольку термин “флюс” охватывает несколько областей соединения металлов.

Мы приводим это сравнение, поскольку удивительно большое количество запросов на закупку, которые мы получаем, на самом деле касается проволоки с флюсовым сердечником или паяльной пасты, а не гранулированного флюса для сварки SAW. Заблаговременное разъяснение совместимости технологий позволяет покупателям избежать заказа совершенно неподходящих расходных материалов — ошибки, которую нам не раз приходилось исправлять для начинающих промышленных покупателей, не знакомых с пересекающейся терминологией в области сварки.

Как следует хранить и обращаться с гранулированным флюсом для сохранения его качества?

Влага — главный враг качества гранулированного флюса, особенно агломерированных и связуемых типов. Поглощённая влага в процессе сварки превращается в водород, что является одной из основных причин растрескивания под валиком в сварных швах из высокопрочной стали.

Наш внутренний протокол хранения, доработанный после произошедшего несколько лет назад дорогостоящего инцидента с разрывом резервуара под давлением при проведении работ по гидророzkручиванию, предусматривает следующие правила:

Отныне мы вводим обязательное требование: любой вскрытый мешок с агломерированным флюсом, который оставался открытым дольше одной смены, перед повторным использованием должен пройти повторную обжига, без исключений, независимо от погодных условий в данный день. Это единственное изменение в процедуре позволило снизить частоту инцидентов, связанных с растрескиванием под воздействием водорода, практически до нуля на всех последующих проектах.

Внимания заслуживает также регенерированный флюс (нерасплавленные гранулы, удалённые из зоны сварки с помощью вакуума). Смешивание регенерированного флюса с новым в соотношениях, превышающих рекомендации производителя (часто ограничиваемые значением около 50%), приводит к постепенному изменению химического состава вследствие накопления мелких частиц и остатков дыма, что с течением времени и при многократных циклах сварки влияет на щелочность и характеристики переноса легирующих элементов.

Какие отраслевые стандарты и сертификаты применяются к гранулированному флюсу?

Специалистам по закупкам, занимающимся поиском поставщиков гранулированного флюса на международном рынке, необходимо хорошо ориентироваться в системе сертификации, поскольку технические требования различаются в зависимости от региона и отрасли конечного применения.

Для любого проекта, требующего соответствия нормативным требованиям (сертификация ASME, API или одобрение классификационного общества), заказчики должны убедиться, что флюс имеет действующий сертификат, относящийся именно к используемой комбинации флюса и проволоки, а не только к самому флюсу. Органы сертификации проводят испытания пар «флюс-проволока» в комплексе, поэтому замена любого из компонентов технически аннулирует первоначальное одобрение, если не провести повторные испытания.

Мы рекомендуем всем нашим партнерам по закупкам запрашивать фактический протокол испытаний (а не общий технический паспорт), в котором указаны результаты химического состава и механических свойств конкретной партии, особенно в случае изделий с маркировкой по стандартам. Общая брошюра о продукте с заявлением “соответствует стандарту AWS A5.17” имеет гораздо меньший вес, чем сертифицированный заводской протокол испытаний, привязанный к конкретному номеру отгружаемой партии.

Сертификат качества гранулярного флюса AdTech

Какие типичные проблемы возникают при использовании гранулированного флюса и как их устранить?

Наши инженеры-сварщики составили данное руководство по устранению неисправностей на основе реальных обращений с производственных площадок, поступивших за несколько лет работы службы технической поддержки.

Большинство поступающих к нам обращений связано с двумя основными причинами: нарушениями в управлении влажностью и несоответствием комбинаций потока, провода и силы тока. Обе эти проблемы можно полностью предотвратить за счет строгого соблюдения установленных процедур, а не с помощью сложных методов устранения неисправностей.

Как выбрать подходящего поставщика для закупки гранулированного флюса?

Специалисты по закупкам часто спрашивают нас, чем отличается надежный поставщик флюса от рискованного. Исходя из результатов аудитов поставщиков, которые мы лично провели в различных производственных регионах, наибольшее значение имеют следующие факторы:

Документация по стабильности партий. Надежные поставщики предоставляют сертификат анализа для каждой партии, а не только для периодических проб. Отклонения химического состава между партиями, даже в пределах номинальных технических характеристик, могут повлиять на механические свойства сварных швов в случаях, когда соблюдение норм является критически важным.

Контроль влажности на заводе. Спросите поставщиков напрямую об их процессе выпечки и упаковки. Флюс, упакованный в влагонепроницаемые пакеты с осушителем и запечатанный сразу после выпечки, свидетельствует о том, что на предприятии уделяют особое внимание качеству.

Системы отслеживания. При выполнении работ с сосудами под давлением, трубопроводами или на морских объектах полная прослеживаемость партии от сырья до готовой упаковки зачастую является обязательным условием договора, а не просто дополнительным требованием.

Оперативность технической поддержки. Поставщик, который способен в течение нескольких часов, а не дней, по телефону помочь вашему инженеру-сварщику разобраться с вопросом, связанным с аттестацией технологической инструкции по сварке (WPS), позволяет существенно сократить производственное время, когда проблемы возникают в ходе реализации проекта.

Равномерное распределение зерен по размеру. Периодически запрашивайте отчеты по результатам ситового анализа. Поставщики, экономящие на техническом обслуживании сортировочного оборудования, иногда поставляют флюс с распределением по размерам частиц, выходящим за пределы указанных в спецификации, что приводит к описанным выше проблемам с диапазоном тока.

Мы отказались от услуг поставщиков, предлагавших более низкие цены за килограмм, как только в ходе посещений заводов обнаружили несогласованные методы контроля влажности. Стоимость одного бракованного сварного шва в проекте, выполняемом в соответствии с техническими нормами, включая затраты на доработку, повторные испытания методами неразрушающего контроля и задержку графика, значительно превышает любую экономию от покупки более дешевого флюса.

Что ждёт технологию гранулированных флюсов в будущем?

Производители флюсов продолжают разрабатывать составы, ориентированные на повышение скорости наплавки без ущерба для прочности, что в значительной степени обусловлено спросом со стороны предприятий, занимающихся изготовлением фундаментов для морских ветряных электростанций, а также проектов по прокладке трубопроводов большого диаметра, требующих сокращения времени цикла. Мы также отмечаем растущий интерес к экологически оптимизированным составам флюсов с низким уровнем дымообразования, которые снижают выделение марганцевого дыма, что является ответом на ужесточение предельных значений воздействия на рабочем месте в ряде стран.

Еще одним важным трендом, заслуживающим внимания, является интеграция средств автоматизации. Современные системы SAW все чаще сочетают подачу флюса в гранулированном виде с адаптивным управлением напряжением и датчиками слежения за швом, а это означает, что требования к однородности флюса становятся еще более критичными, поскольку автоматизированные системы менее терпимы к колебаниям химического состава, которые опытный оператор мог бы компенсировать путем ручной настройки.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли повторно использовать гранулированный флюс после сварки?
Плавленый гранулированный флюс, как правило, можно регенерировать и повторно использовать, часто смешивая его с новым флюсом в соотношениях до 50:1, поскольку химический состав расплава остается в основном стабильным при многократных циклах нагрева. Агломерированный флюс менее пригоден для повторного использования, поскольку в нём быстрее накапливаются нерасплавленные частицы связующего вещества и загрязнения от дыма, что раньше приводит к ухудшению эксплуатационных характеристик.

Почему гранулированная флюсовая смесь меняет цвет после хранения?
Изменение цвета часто свидетельствует о впитывании влаги или окислении поверхности, особенно в системах на основе фторидов. При любом заметном изменении цвета перед использованием следует проверить влажность или провести цикл повторного обжига, а не считать, что речь идет лишь о косметическом изменении.

Можно ли использовать гранулированный флюс с любой сварочной проволокой?
Нет. Химический состав флюса и проволоки необходимо проверять совместно. Флюс, демонстрирующий хорошие результаты при использовании марганцево-кремниевой проволоки, может привести к совершенно иным механическим свойствам в сочетании с проволокой из никелевого сплава, поскольку перенос легирующих элементов зависит от взаимодействия флюса с проволокой, а не от флюса в отдельности.

Какое количество гранулированного флюса расходуется при типичной сварке методом SAW на один килограмм сварного металла?
Показатели расхода варьируются в зависимости от конструкции сварного шва и настроек тока, однако согласно широко распространенному практическому правилу расход флюса составляет от 0,8 до 1,2 килограмма на килограмм наплавленной проволоки, хотя при использовании сильноосновных флюсовых систем этот показатель иногда бывает несколько выше из-за большего объема шлака.

Имеет ли гранулированный флюс срок годности?
Неоткрытый флюс с наплавкой при надлежащих условиях хранения может оставаться пригодным к использованию в течение нескольких лет. Агломерированный и связующий флюс имеют более короткий практический срок хранения — как правило, от одного до двух лет, поскольку разложение связующего вещества и поглощение влаги продолжаются даже в герметичной упаковке в течение длительного времени.

В чём заключается разница между активным и нейтральным потоком в SAW?
Активная флюсовая смесь содержит раскислители и легирующие добавки, которые попадают в сварочную ванну; она подходит для однопроходной сварки слегка загрязнённого или заржавевшего основного металла. Нейтральная флюсовая смесь вызывает минимальные химические изменения и предпочтительна для многопроходной сварки, когда совокупное поступление легирующих элементов в ходе всех проходов может привести к выходу состава сварочного металла за пределы допустимых значений.

Почему при использовании гранулированного флюса мой сварочный шов получается выпуклым, а не плоским?
Выпуклый профиль сварного шва часто возникает из-за низкого напряжения дуги по отношению к току, несоответствующей данному применению щелочности флюса или чрезмерной скорости перемещения. Обычно эту проблему удается устранить, слегка увеличив напряжение или перейдя на флюс, разработанный для получения более плоского профиля сварного шва.

Может ли гранулированный флюс вызывать пористость сварного металла, даже если он абсолютно сухой?
Да, одного только сухого флюса недостаточно для обеспечения отсутствия пористости в сварных швах. Загрязненные поверхности основного металла (ржавчина, масло, прокатная окалина), недостаточная глубина покрытия флюсом или попадание газа вследствие неправильной подгонки деталей — все это может привести к появлению пористости независимо от влажности флюса.

Каковы обычные сроки поставки сертифицированного гранулированного флюса?
Стандартные марки флюсов, имеющиеся на складе, обычно отгружаются в течение одной-двух недель в зависимости от местонахождения поставщика и объема заказа. В случае индивидуальных рецептур или флюсов, требующих предоставления специальной документации об одобрении классификационным обществом, сроки поставки могут увеличиться до четырех–шести недель, поэтому подразделениям по закупкам, работающим над проектами, для которых соблюдение норм является критически важным, следует учитывать сроки оформления сертификационной документации при составлении графика работ.

Представляет ли гранулированный флюс опасность при хранении или транспортировке?
Гранулированный флюс, как правило, классифицируется как неопасный при транспортировке, однако всегда следует изучать паспорта безопасности конкретных составов, поскольку при работе с некоторыми фторидсодержащими видами необходимо соблюдать меры предосторожности, связанные с вдыханием пыли при обращении с мешками и загрузке бункеров.

Связанные публикации:

Алюминиевый гранулированный флюс Гранулированный флюс на основе алюминиевого сплава Гранулированный флюс на основе алюминия Гранулированный флюс на основе алюминиевого стержня Алюминиевый флюс в гранулах Гранулированный рафинирующий флюс Гранулированный очищающий флюс без фтора Гранулированный флюс из расплавленного алюминия Гранулированные флюсы на основе алюминиевого сплава Гранулированный агент на основе алюминиевого сплава В алюминиевой раме автомобиля будет использоваться керамический пенопластовый фильтр Adtech Фильтрующая пластина из керамической пены на основе оксида алюминия Удаление примесей из рафинирующего флюса Флюс для рафинирования алюминия