filebar
Методические пособия по сварочным работам

Меры по разрушению и удалению пленки и защите металла

Для осуществления сварки должны быть приняты меры по разрушению и удалению пленки и защите металла от повторного окисления. Предварительное удаление окисной пленки перед сваркой не может дать положительных результатов, поскольку пленка мгновенно образуется на воздухе вновь. До применения при газовой сварке алюминия специальных флюсов окисную пленку разрушали в процессе сварки механически, с помощью прутка присадочного металла, которым перемешивали ванну. Впоследствии при газовой сварке для удаления пленки стали применять флюсы, а при дуговой сварке — специальные электродные покрытия, что значительно улучшило технологию процесса.

Вследствие большой химической прочности соединения Al2O3 восстановление алюминия из его окисла в условиях сварки практически невозможно. Точно так же невозможно связать Al2O3 в прочное соединение сильной кислотой или основанием. Поэтому действие флюсов для сварки алюминия основано на процессах растворения и смывания диспергированной окисной пленки расплавленным флюсом.

Флюсы и покрытия электродов для сварки алюминия и его сплавов построены однотипно. Основу флюсов, как правило, составляют легкоплавкие смеси хлористых солей щелочных и щелочноземельных элементов с добавлением в них небольшого количества фтористых соединений, активизирующих действие флюса, которое, как предполагалось ранее, основано исключительно на растворении пленки фторидами.

Однако исследования показали, что растворимость окиси алюминия фторидами невелика и содержание их во флюсах недостаточно. Так, например, в чистых расплавленных хлористых солях натрия и калия, часто являющихся основой флюсов для сварки, окись алюминия практически не растворяется. При введении в состав флюса криолита растворимость окиси алюминия возрастает пропорционально его концентрации, однако при температуре 900° С и содержании во флюсе 10% по массе криолита растворимость окиси алюминия все же не превышает 0,15%.

Более вероятным является объяснение действия флюса удалением пленки с помощью летучих хлоридов, образующихся при взаимодействии алюминия с флюсом. На основе этого объяснения можно представить следующую картину действия флюса. В процессе нагрева металла ввиду различных коэффициентов теплового расширения металла и пленки в последней образуются мельчайшие трещины. В образующиеся трещины затекает расплавленный флюс, содержащий хлориды. В результате взаимодействия алюминия с флюсом образуется соединение AlCl3. Хлорид алюминия возгоняется при температуре 183° С и при температуре процесса сварки обладает высокой упругостью пара. Образующиеся в месте контакта с жидким металлом пары хлористого алюминия отрывают частицы пленки от его поверхности, которые уносятся движущимся флюсом и частично в нем растворяются.

Благоприятное действие фторидов, содержащихся во флюсах, на повышение их активности объясняется тем, что фториды, растворяя окись алюминия, разъедают границы образующихся в пленке трещин и облегчают доступ флюсов к жидкому металлу под пленкой, активизируя тем самым процесс ее разрушения и удаления.

Удаление окисной пленки в условиях аргоно-дуговой сварки происходит несколько иначе. В результате электрических процессов, проходящих у катода (катодное распыление), окисная пленка разрушается и оттесняется к краям ванны. Возможно, что, помимо электрических процессов, разрушению и оттеснению пленки к краям ванны способствует и движение металла в ванне.
Яндекс.Метрика