Повторное использование сварочного флюса

Обновлено: 28.03.2024

Правильный выбор марки сварочной (электродной) проволоки и флюса - один из главных элементов разработки технологии сварки под флюсом.

Электродная проволока: марки, обозначение, поставка

Химический состав электродной проволоки определяет состав металла шва и, следовательно, его механические свойства.

Стальная сварочная проволока, изготавливаемая по ГОСТ 2246-70, который предусматривает 77 марок проволоки.

В условные обозначения марок проволоки входит индекс Св (сварочная) и следующие за ним цифры и буквы. Цифры после индекса Св указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента.

Так же, как и в марках стали, легирующие элементы в марках проволоки обозначаются буквами:

  • А - азот;
  • Ю - алюминий;
  • Р - бор;
  • Ф - ванадий;
  • В - вольфрам;
  • К - кобальт;
  • С - кремний;
  • Г - марганец;
  • Д - медь;
  • М - молибден;
  • Н -никель;
  • Б - ниобий;
  • Е - селен;
  • Т - титан;
  • Х - хром.

Цифры, следующие за буквенными обозначениями химических элементов, указывают среднее содержание элемента в процентах. Если содержание легирующего элемента менее 1%, то ставится только соответствующая буква.

Буква А в конце условных обозначений марок низкоуглеродистой и легированной проволок указывает на повышенную чистоту металла по содержанию серы и фосфора. В проволоке марки СВ-08АА содержится не более 0,020% серы и не более 0,020% фосфора.

В условном обозначении сварочной проволоки перед индексом Св указывается цифра, обозначающая диаметр проволоки в мм, а после условного обозначения - номер ГОСТа.

Например: сварочная проволока диаметром 3 мм марки Св-08А, предназначенная для сварки (наплавки), с неомедненной поверхностью условно обозначается таким образом: проволока 3 Св-08А ГОСТ 2246-70.

Если проволока поставляется с омедненной поверхностью, то после марки проволоки ставится буква О.

Буква Э обозначает, что проволока предназначена для изготовления электродов.

Буквы Ш, ВД или ВИ обозначают, что проволока изготовлена из стали, выплавленной электрошлаковым или вакуумнодуговым переплавом, или переплавом в вакуумно-индукционных печах.

Сварочные проволоки делятся на:

  • низкоуглеродистые (с суммарным содержанием легирующих элементов до 2%);
  • легированные (суммарное содержание легирующих элементов от 2 до 6%) и высоколегированные (суммарное содержание элементов более 6%).

Проволока поставляется в бухтах массой до 80 кг. На каждой бухте крепят металлическую бирку с указанием завода-изготовителя, условного обозначения проволоки, номера партии и клейма технического контроля. По соглашению сторон проволоку могут поставлять намотанной на катушки или кассеты.

Транспортировать и хранить проволоку следует в условиях, исключающих ее ржавление, загрязнение и механическое повреждение. Если же поверхность проволоки загрязнена или покрыта ржавчиной, то перед употреблением ее необходимо очистить. Проволоку очищают при намотке ее на кассеты в специальных станках, используя наждачные круги. Для удаления масел используют керосин, уайт-спирит, бензин и др. Для устранения влаги применяют термическую обработку: прокалку при температуре 100 - 150°С. Рекомендуется также обрабатывать проволоку в 20%-ном растворе серной кислоты с последующей прокалкой при температуре 250°С 2-2,5 ч. Необходимость в обработке электродной проволоки перед сваркой отпадает, если использовать омедненную проволоку.

В соответствии с требованиями EN 756 обозначение сварочных проволок строится по схеме:

Ni0,5 ? Ni = 0,4. 0,8;

Сварочные флюсы: функции, классификация, общие требования

Сварочный флюс - один из важнейших элементов, определяющих качество металла шва и условия протекания процесса сварки. От состава флюса зависят составы жидкого шлака и газовой атмосферы. Взаимодействие шлака с металлом обусловливает определенный химический состав металла шва. От состава металла шва зависят его структура, стойкость против образования трещин. Состав газовой атмосферы обусловливает устойчивость горения дуги, стойкость против появления пор и количество выделяемых при сварке вредных газов.

Функции сварочных флюсов

Флюсы выполняют следующие функции:

  • физическую изоляцию сварочной ванны от атмосферы;
  • стабилизацию дугового разряда;
  • химическое взаимодействие с жидким металлом; металла шва;
  • формирование поверхности шва.

Лучшая изолирующая способность - у флюсов с плотным строением частиц мелкой грануляции. Однако при плотной укладке частиц флюса ухудшается формирование поверхности шва. Достаточно эффективная защита сварочной ванны от атмосферного воздействия обеспечивается при определенной толщине слоя флюса.

Необходимая высота слоя флюса для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей на различных режимах следующая:

Сварочный ток, А 200 - 400 600 - 800 1000 - 1200
Высота слоя флюса, мм 25 - 35 35 - 40 45 - 60

В состав флюса вводят элементы-стабилизаторы, повышающие стабильность горения дуги. Введение этих элементов позволяет применять переменный ток для сварки, более широко варьировать режимы сварки.

Химический состав металла шва формируется за счет основного и электродного металлов. Состав флюса также может приводить к изменениям химического состава металла шва. Однако эти изменения возможны, как правило, только в пределах долей процента. Для легирования металла шва применяют керамические флюсы.

Формирующая способность флюсов определяется вязкостью шлака, характером ее зависимости от температуры, межфазным натяжением на границе металл- шлак и т. п. Формирующая способность в значительной степени зависит от мощности дуги. При сварке мощной дугой (ток свыше 1000 А) хорошее формирование обеспечивают "длинные" флюсы, вязкость которых при повышении температуры монотонно уменьшается. При сварке кольцевых швов малого диаметра для предотвращения отекания шлака следует использовать "короткие" флюсы, вязкость которых резко уменьшается с повышением температуры.

Существенное влияние на формирование шва оказывает газопроницаемость флюса, которая определяется размерами частиц и насыпной массой флюса. Рекомендуемые размеры частиц стекловидного флюса в зависимости от мощности дуги, обеспечивающие удовлетворительное формирование шва, приведены ниже.

Сварочный ток, А 200 - 600 600 - 1200
Грануляция частиц, мм 0,25 – 1,6 0,4 – 2,5

Классификация флюсов

Флюсы можно классифицировать по:

  • способу изготовления;
  • химическому составу;
  • строению и размеру частиц;
  • назначению.

По способу изготовления флюсы подразделяются на:

  • плавленые;
  • керамические;
  • механические смеси.

Плавленые флюсы получают путем сплавления компонентов шихты в электрических или пламенных печах.

Керамические флюсы производят из смесей порошкообразных материалов, скрепляемых с помощью клеящих веществ, главным образом жидкого стекла. Спеченные флюсы изготовляют путем спекания компонентов шихты при повышенных температурах без их сплавления. Полученные комки затем измельчают до требуемого размера.

Флюсы-смеси изготовляют механическим смешением крупинок различных материалов или флюсов. Большим недостатком механических смесей является склонность к разделению на составляющие при транспортировке и в процессе сварки вследствие разницы в плотности, форме и размере крупинок. Поэтому механические смеси не имеют постоянных составов и сварочных свойств и недостаточно надежно обеспечивают получение стабильного качества сварных швов.

В зависимости от химического состава флюсы классифицируют по содержанию:

Низкокремнистые флюсы содержат менее 35% оксида кремния (SiO2). При содержании более 1% оксида марганца (МnО) флюс называют марганцевым. Высококремнистые флюсы содержат более 35% SiО2; в составе безмарганцевых флюсов менее 1% MnO. Особую группу при классификации флюсов по химическому составу занимают бескислородные флюсы.

По степени легирования различают флюсы:

  • пассивные (практически не легирующие металл шва);
  • слаболегирующие (плавленые);
  • и легирующие (керамические).

По строению частиц плавленые флюсы разделяют на:

  • стекловидные (прозрачные зерна)
  • пемзовидные (зерна пенистого материала белого или светлых оттенков желтого, зеленого, коричневого и других цветов).

Пемзовидные флюсы имеют меньшую насыпную массу (0,7-1,0 кг/дм 3 ), чем стекловидные (1,1-1,8 кг/дм 3 ). Наибольшее применение нашли плавленые флюсы.

В зависимости от назначения и преимущественного применения различают флюсы для электродуговой и для электрошлаковой сварки, а также для механизированной сварки и наплавки углеродистых сталей, легированных сталей, цветных металлов и сплавов. Такое разделение в известной степени условно, поскольку флюсы, преимущественно применяющиеся для сварки и наплавки металлов или сплавов одной группы, могут быть с успехом использованы для сварки и наплавки металлов другой группы. Вместе с тем флюсы, предна­значенные для сварки одних цветных металлов или одних марок легированных сталей, могут оказаться непригодными для сварки других цветных металлов или других марок легированных сталей.

Общие требования к флюсу

Флюсы для механизированной сварки должны обеспечивать устойчивое протекание процесса сварки, отсутствие кристаллизационных трещин и пор в металле шва, требуемые механические свойства металла шва и сварного соединения в целом, хорошее формирование шва, легкую отделимость шлаковой корки, минимальное выделение токсичных газов при сварке, а также иметь низкую стоимость и возможность массового промышленного изготовления.

В соответствии с EN 760 сварочные флюсы классифицируют по химическому составу как показано в таблице ниже.

Классификация (типы) флюсов по химическому составу

Al2O3 > 20%; CaF2 (общее содержание фтора) 20%

SiO 2 20%; CaF2 (общее содержание фтора) > 15%

Сочетания флюс-проволока при сварке под флюсом

Если сварочно-технологические характеристики процесса сварки под флюсом определяются в основном свойствами флюса, то механические свойства металла швов и сварных соединений зависят от сочетаний "флюс-проволока".

Получение качественных швов на углеродистых и некоторых низколегированных конструкционных сталях обеспечивается путем использования следующих сочетаний флюсов и сварочных проволок: плавленый высококремнистый марганцевый флюс и низкоуглеродистая или марганцовистая сварочная проволока, плавленый высококремнистый безмарганцевый флюс и марганцовистая сварочная проволока, керамический флюс и низкоуглеродистая или марганцовистая проволока.

При использовании плавленого высококремнистого марганцевого флюса и низкоуглеродистой или марганцовистой сварочной проволоки либо плавленого высококремнистого безмарганцевого флюса и марганцовистой сварочной проволоки последняя должна быть из кипящей или полуспокойной стали. Успокоение металла сварочной ванны и предупреждение пористости при сварке кипящей стали осуществляется в результате введения некоторого количества кремния из флюса в зону сварки. Легирование металла шва марганцем с целью повышения его стойкости против образования кристаллизационных трещин производится через флюс (первое и третье сочетания) или через проволоку (второе и третье сочетания).

Сварочные свойства высококремнистых марганцевых флюсов несколько лучше, чем свойства высококремнистых безмарганцевых. Положительной характеристикой высококремнистых марганцевых флюсов является высокая стойкость сварных швов против образования кристаллизационных трещин. Это обусловливается малым переходом серы из флюсов данного типа в металл шва и сравнительно сильным выгоранием углерода из металла сварочной ванны. Кроме того, на качество шва положительно влияет более низкое по сравнению с мар­ганцовистой проволокой содержание углерода в низкоуглеродистой проволоке, используемой в сочетании с высококремнистыми марганцевыми флюсами. При сварке под ними пористость сварных швов меньше, чем при сварке под высококремнистыми безмарганцевыми флюсами.

Если прочность и химический состав металла шва определяются химическими составами сварочной проволоки и основного металла, то его ударная вязкость в значительной степени зависит от флюса. Высокая ударная вязкость металла шва обеспечивается при его мелкокристаллической структуре, низком содержании неизбежных вредных примесей и неметаллических включений. Для выполнения этих требований во флюсе обычно снижают содержание SiO2. Поэтому при сварке низколегированных сталей преимущественно применяются низкокремнистые флюсы. Дополнительным требованием является возможно более низкое содержание водорода в металле шва. Измельчению структуры металла шва способствует также уменьшение погонной энергии сварки. Однако при этом уменьшается эффективность процесса сварки вследствие увеличения количества проходов.

В процессе сварки современных низколегированных сталей повышенной прочности допускается лишь ограниченный подвод тепла для исключения повреждения структуры основного металла в околошовной зоне. Это требование обеспечивается путем наложения многослойных швов при сварке металла средней и большой толщины. В связи с этим флюсы, предназначенные для сварки таких сталей, должны обеспечивать легкую отделимость шлаковой корки, высокие качество формирования шва и его механические свойства. В результате повышения механических свойств металла шва путем применения соответствующего сочетания флюса и проволоки исключается необходимость наложения неэкономичных тонких швов при многопроходной сварке толстого металла.

Реакции шлак-металл и газ-металл, восстановление и выгорание элементов

Во время сварки плавлением происходит взаимодействие между жидкими шлаком и металлом. Длительность этого взаимодействия обычно очень невелика. При электродуговой сварке она колеблется от 10 с до 1 мин. Взаимодействие прекращается после затвердевания металла и шлака. Несмотря на кратковременность, реакции взаимодействия между шлаком и металлом при электродуговой сварке могут проходить очень энергично, что обусловливается высокой температурой нагревания металла и шлака, большими поверхностями их контактирования и сравнительно большим относительным количеством шлака.

Взаимодействие между шлаком и металлом описывается реакциями вытеснения из шлака в металл одного элемента другим или распределения между шлаком и металлом. Реакции вытеснения преимущественно ведут к обогащению или обеднению металла шва легирующими элементами, реакции распределения - к образованию в металле шва неметаллических включений.

В процессе реакций вытеснения на поверхностях контактирования жидких металла и шлака взаимодействуют атомы металла и молекулы окислов шлака. Весьма существенную роль при этом играют реакции восстановления кремния и марганца:

(МnО) + [Fe] = (FeO) + [Mn]; (SiO2) + 2 [Fe] = 2 (FeO) + [Si].

Символы в круглых скобках обозначают элементы и соединения, находящиеся в шлаке, в квадратных - в металле. При высоких температурах реакции преимущественно идут слева направо (восстановление марганца и кремния из шлака в металл), при снижении температуры - справа налево (окисление марганца и кремния и переход их из металла в шлак). Направление реакций зависит также от концентрации реагирующих веществ. Если в металле сварочной ванны содержится мало марганца и кремния, а в шлаке много МпО и SiO2 и мало FeO, марганец и кремний при высоких температурах (вблизи дуги) восстанавливаются из шлака в металл. Если в металле сварочной ванны много марганца и кремния, а в шлаке нет МпО и SiO2, или много FeO, марганец и кремний окисляются даже в зоне высоких температур сварочной ванны.

Реакции взаимодействия между шлаком и металлом сварочной ванны проходят в условиях быстрого изменения температуры и постоянного обновления состава реагирующих фаз. В связи с этим изменяются как интенсивность прохождения этих реакций, так и их направление. Однако, хотя взаимодействие шлака и металла при сварке не достигает состояния равновесия, оно всегда направлено в сторону его установления.

Интенсивность взаимодействия шлака и металла зависит от режима сварки, причем, наиболее сильно на нее влияют сила тока и напряжение дуги; плотность тока и скорость сварки оказывают малое влияние. Уменьшение силы тока и увеличение напряжения дуги усиливают взаимодействие шлака и металла, увеличивают интенсивность восстановления или окисления кремния и марганца при сварке, усиливают переход серы и фосфора из шлака в металл или из металла в шлак. При автоматической сварке под флюсом заданный режим поддерживается постоянным, в единицу времени плавятся определенные количества электродного и основного металлов, одинаково проходят процессы взаимодействия металлической, шлаковой и газовой фаз при высоких температурах. Благодаря постоянству режима автоматической сварки получается шов стабильного химического состава. Если известны химический состав основного металла и сварочной или присадочной проволоки, а также характер изменения химического состава металла сварочной ванны в результате взаимодействия со шлаковой или газовой фазой, то можно заранее приблизительно рассчитать химический состав шва, который получится при сварке на выбранном режиме.

Обращение с флюсами для сварки и их хранение

Во избежание появления пор в швах влажность сварочных флюсов не должна превышать установленных норм. Влажность флюса АН-60 не должна превышать 0,05%; для остальных марок плавленных флюсов, выпускаемых по ГОСТ 9087-81 не более 0,10%.

Флюсы повышенной влажности просушивают в печах при 100-110°С (стекловидные флюсы) и 290-310°С (пемзовидные флюсы). Фторидные флюсы прокаливают при 500-900°С.

При повторном использовании флюсов размеры их частиц уменьшаются. Поэтому следует периодически просеивать флюс через сито и произоводить сварку под флюсом на меньших сварочных токах.

Способ изготовления сварочного плавленного флюса

Использование: изобретение относится к области сварки, в частности к сварочным флюсам, и может быть использовано при изготовлении плавленных сварочных флюсов. Сущность изобретения: способ заключается в том, что при производстве сварочного флюса предусматривается повторное использование шлаковой корки в повышенном количестве без снижения качества флюса и направленного металла. При этом доля шлаковой корки в шихте определяется в зависимости от кратности ее участия в сварочно-наплавочном процессе: при участии 1-2 раза - не более 70%; при участии 3-6 раз - не более 43%; при участии более 6 раз - не более 22%. При одновременном использовании в шихте всех типов шлаковой корки ее доля составляет не более 35% при соотношении типов шлаковой корки между собой 4:2:1. При применении данного способа снижается себестоимость флюса, уменьшаются непереработанные отходы производства. 2 табл.

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано при изготовлении плавленных сварочных флюсов.

Известен способ изготовления сварочных флюсов, включающий использование в шихте шлаковой корки [1] Недостатком известного способа является регламентации многократного использования шлаковой сварочной корки. В результате при увеличении доли шлаковой корки в шихте для производства флюса увеличивается содержание серы и фосфора в направленном металле и снижается ударная вязкость сварного шва и наплавленного металла.

Наиболее близким к заявленному является способ изготовления плавленных сварочных флюсов [2] который предусматривает повторное использование шлаковой корки. Недостатком известного способа является то, что в нем не определена доля шлаковой корки по отношению к общей массе шихты, не учтены кратность использования шлаковой корки и соотношение между отдельными частями шлаковой корки между собой. В результате при использовании большого количества шлаковой корки снижается качество флюса, увеличивается содержание серы, фосфора и кислорода в наплавленном металле, ухудшается отделимость шлаковой корки (особенно при повышенной температуре), что приводит к образованию зашлаковок и снижает качество наплавленного металла.

Цель изобретения повышение качества флюса и сварного шва при многократном использовании повышенного содержания шлаковой корки при производстве плавленного сварочного флюса.

Указанная цель достигается тем, что в способе изготовления сварочного плавленного флюса доля шлаковой корки в шихте определяется в зависимости от кратности участия ее в сварочно-наплавленном процессе: при участии не более 2 раз не более 70% при участии 3-6 раз не более 43% при участии свыше 6 раз не более 22% причем при одновременном использовании в шихте всех типов шлаковой корки, ее доля в шихте составляет не более 35% при соотношении типов шлаковой корки между собой 4:2:1.

При большом объеме сварочно-наплавочных работ на заводах скапливается большое количество шлаковой корки, которую целесообразно повторно использовать при изготовлении флюса. Однако, как известно из области сварки, при горении дуги над флюсом протекают процессы десульфурации, дегазации, удаляется фосфор и шлак из сварочной ванны и шлаковая корка обогащается серой, фосфором, оксидом железа и другими примесями, причем при многократном использовании шлаковой корки при изготовлении флюса без ограничения ее доли в шихте количество вредных примесей в корке значительно возрастает, они накапливаются и приводят к снижению качества сварочного флюса, изготовленного с использованием шлаковой корки. Поэтому следует снижать ее долю в общем составе шихты при производстве флюса в зависимости от того, сколько раз участвовала шлаковая корка в сварочно-наплавочных процессах. Кроме того, часто на заводе скапливается одновременно несколько партий шлаковой корки, которые по-разному участвовали в сварочном процессе одни больше, другие меньше, и их целесообразно использовать одновременно в производстве флюса, что учитывает предложенное техническое решение.

Пример 1. В лабораторных условиях изготавливается плавленный сварочный флюс марки АН-348А (ГОСТ 9087-81) по известной металлургии технологии, включающий подготовку материалов (включает дробление и сушку), составление и подготовку шихты, загрузку шихты в печь, выплавку флюса, выпуск флюса из печи и его грануляцию, сушку флюса, просев и магнитную сепарацию. При этом менялась доля шлаковой корки в зависимости от кратности ее участия в сварочно-наплавочных процессах. Химический состав всех партий готового флюса соответствовал ГОСТ 9087-81, однако в отдельных случаях (когда не выдерживались соотношения, рекомендованные в заявляемом техническом решении) во флюсе было обнаружено повышенное содержание серы и фосфора (до 0,20% каждого).

Под изготовлением флюсами проводилась многослойная наплавка проволокой Св-08А диаметром 4мм. Режим наплавки: ток 450 А; напряжение на дуге 34 В; скорость наплавки 36 м/ч. Из верхней части наплавленного металла вырезались образцы типа N 1 для испытания на ударную вязкость по ГОСТ 9454-78. В наплавленном металле определялось содержание серы, фосфора и кислорода. В качестве технологической характеристики оценки качества сварочного флюса определялась отделимость шлаковой корки при 150 o C. Результаты экспериментальных данных приведены в табл. 1.

Как видно из табл. 1, качество флюса, изготовленного с учетом пропорций шлаковой корки в шихте по заявленному техническому решению, удовлетворяет ГОСТ 9087-81 (N 1, 2, 4-6, 9-12) с хорошей отделимостью шлаковой корки при повышенной температуре. При этом наблюдается хорошее качество наплавленного металла. В остальных случаях (при невыполнении заявленных соотношений) качество наплавленного металла низкое, повышено содержание вредных примесей, плохо отделяется шлаковая корка.

Пример 2. Производились изготовление и испытание сварочного флюса аналогично примеру 1, отличие состояло в том, что при изготовлении сварочного флюса одновременно применялись шлаковые корки, участвовавшие в сварочно-наплавочном процессе различное количество раз. Результаты испытаний представлены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, при выполнении заявленных соотношений в составе шлаковой корки (А:B:C 4:2:1) и верхней границы содержания шлаковой корки в массе шихты (35%) изготовленный сварочный флюс удовлетворяет ГОСТ 9087-81 (N 1, 2). При несоблюдении указанных ограничений снижаются технологические свойства флюса (отделимость шлаковой корки) и качество наплавленного металла (N 3-6).

Технико-экономические преимущества способа изготовления сварочного флюса заключается в том, что при применении этого способа можно многократно в повышенном количестве использовать отходы сварочного производства шлаковую корку без ухудшения качества сварочного флюса и сварочного шва. При этом происходят снижение себестоимости флюса, уменьшение отходов и отвалов шлаковой сварочной корки, что приводит к уменьшению загрязнения окружающей среды.

Способ изготовления сварочного плавленого флюса, при котором в составе шихты для выплавки флюса используют шлаковую корку, отличающийся тем, что долю шлаковой корки, используемой в шихте, определяют в зависимости от кратности ее участия в сварочно-наплавочном процессе: при участии 1 2 раза не более 70% при участии 3 6 раз не более 43% при участии свыше 6 раз не более 22% причем при одновременном использовании в шихте всех типов шлаковой корки их доля составляет не более 35% при соотношении всех типов между собой 4 2 1.

Как сделать флюс для пайки своими руками: изучаем досконально


Соединение двух и более неметаллических или металлических материалов и веществ посредством присаживаемого металла, называется пайка. Мы предлагаем рассмотреть, что такое флюс для пайки, как его можно изготовить своими руками, а также рассмотрим характеристики, и как сделать припой для меди, серебра, олова, нержавейки.

Что такое флюс и его ключевые особенности

Не многие новички знают, что такое флюс и как его используют в процессе пайки. Это соединительная смесь. В её состав входят материалы, которые легко плавятся. Перед покупкой флюса необходимо обратить внимание на несколько факторов:

  • рабочая температура дополнительного состава;
  • вид металла, с которым предстоит работать;
  • температура, при которой начинается процесс пайки;
  • наличие дополнительных поверхностей, которые окружают место спайки;
  • наличие антикоррозийной плёнки на поверхности металла.

Существует два вида дополнительных составов, использующихся при пайке. Одни твёрдые и плавятся при высокой температуре. Другие мягкие и с ними можно начинать работать при низких температурах.

Предназначение

Чтобы работать с дополнительными веществами, необходимо знать для чего нужен флюс при пайке. Чтобы соединить контакты на плате, необходимо разогреть их до температуры свыше 500 градусов. Из-за этого можно повредить важные элементы платы. Чтобы не допустить окончательной поломки электроники, используются легкоплавкие составы, в которых преобладает свинец и олово. Они плавятся при температуре до 500 градусов и помогают соединить оборванные контакты.

Чтобы соединять лёгкие детали, достаточно использовать легкосплавный припой, с которым можно работать при минимальных температурах. Чтобы соединить большие детали, необходимо использовать твердые виды припоя.

Применение флюса

Перед тем как применять припой и флюс для пайки, необходимо обратить внимание на определённые характеристики:

  • устойчивость состава к коррозийным процессам;
  • рабочий размер соединительного шва;
  • прочность соединения;
  • температура плавки.

Очень часто в качестве припоя используют оловянный прут.

Как работает флюс — применение флюса для пайки SMD под микроскопом.

Хранение

Для простых ремонтных работ в домашних условиях достаточно приобрести тюбик с флюсом. Хранить его нужно в плотно закрытой емкости. Нельзя допускать, чтобы жидкий состав соприкасался с влагой. Также нельзя хранить легкоплавкие составы вблизи нагревательных приборов и открытого огня. Нельзя допускать чтобы температура в помещении, где хранится флюс, поднималась выше 25 градусов. Составы, которые хранились в упаковках с нарушенной герметичностью, желательно утилизировать и приобрести новый.

Пайка и её особенности

Чтобы получить действительно качественное соединение нужно выдержать специальную температуру в зоне шва. В среднем этот показатель варьируется в пределах 50-100 градусов. Также учитывается то, что температурный порог необходимый для того, чтобы расплавился припой, значительно выше, чем просто для плавления обрабатываемого металла. Положительные качества пайки:

  • полная герметичность соединенных деталей;
  • высокая прочность соединений;
  • значительная экономия времени и затрачиваемых сил, в сравнении со сварочными процессами;
  • на местах спайки образуется специальный слой-пленка, которая противостоит коррозии и окислению металлов.

Аспирин и лимонная кислота

Для изготовления флюса можно использовать любые вещества, обладающие хорошими растворяющими и антиокислительными свойствами.


Это могут быть:

  • спирты;
  • кислоты;
  • растительные и животные масла.

Простейший флюс готовят, растворив таблетку или порошок ацетилсалициловой кислоты в воде. Ацетилсалициловая кислота есть в аптечке почти в каждом доме (это самый обычный дешевый аспирина). Растворять таблетки или порошок необходимо до тех пор, пока не исчезнет осадок.


Применяют также порошок лимонной кислоты (белые гранулы).

Встречаются советы использовать лимонный сок, однако он довольно слаб, поэтому эффект от его использования будет малозаметным.

При пайке аспирином или лимонкой выделяется много газа, поэтому помещение, в котором с ними работают, должно быть оборудовано вытяжкой или хорошо проветриваться.

Как правильно выбрать флюс

Даже при знании разновидностей и технических характеристик не каждый человек знает, как выбрать флюс. Важно понимать какой состав лучше. Для безопасной пайки следует выбирать нейтральные флюсы. Они подходят для работы с различными деталями. Однако при спайке больших компонентов, работа будет происходить медленно.

Чтобы ускорить процесс, можно использовать среднеактивные флюсы. Такие составы подходят для работы с различными металлами. Для работы с крупными деталями идеальным вариантом являются серебряные припои.

Какой флюс выбрать для пайки? Обзор флюсов моей мастерской.

Лучшие заменители

Не всегда дома может найтись припой для спайки оборванных контактов или проводов. В таких ситуациях можно провести ремонт без покупных составов. Заменить флюс можно несколькими веществами:

  • янтарем;
  • жиром;
  • «Аспирином»;
  • смолой.

Перед началом работ «Аспирин» необходимо растворить в небольшом количестве жидкости.


Смола на дереве

Пайка мягкими припоями

Пайка мягкими припоями может осуществляться только до температуры ниже, чем 400 градусов по Цельсию. Эти вещества позволяют обеспечить образование действительно прочного и одновременно мягкого шва, который не только будет отличаться относительной гибкостью но и хорошими показателями стойкости к коррозии и физическим воздействиям.

К мягким припоям относятся:

  1. Свинцово-оловянные
  2. Припои с малым содержанием олова
  3. Специальные и легкоплавимые

Припой, температура работы у которого 185 ÷ 267˚С – соединяет в себе олово и свинец. Также в небольшом количестве добавляется и сурьма. Перед покупкой обязательно проверяйте ГОСТ, там указана вся информация по припою. Например, ПОС 40 – последняя цифра означает что в данном веществе содержится 40% олова, в среднем сурьмы добавляется от 3 до 5 процентов, все остальное – свинец. Данные припои используются для соединения швов, которые не нуждаются в ответственности, т.е. не нагружены, не подаются битью или постоянной вибрации.

Для пайки также применяется бессвинцовой флюс. Их еще называются малооловянистые соединения. В основном их применяют для соединения небольших плат, контактов на нежных электрических схемах и т.д. Максимально допустимая температура плавления – 330 градусов по Цельсию.

Самые нераспространенные – это припои легкоплавкового типа, температура от 60 градусов до 145. Они приобретаются для низкотемпературной пайки или очень осторожной ручной сварки. В частности, их нельзя назвать основными припоями, т.к.у них очень маленькая прочность и эластичность. Они чаще применяются для повторного или ступенчатого паяния.

В отдельных случаях необходимо изготовление специального состава, его свойства подгоняются непосредственно для материалов, не поддающихся пайке (это флюс для никеля, низкоуглеродистой стали, алюминия, вольфрама и чугуна).

Рассмотрим самые популярные смеси:

  1. Флюсы для пайки алюминия в обязательном порядке должны быть на оловянной основе, также в них содержится бура, цинк, кадмий, но все, же олова в них содержится более чем 99 %. Цинк и кадмий необходимы для повышенной диффузии, которая способна проникнуть даже в глубинные слоя алюминия.
  2. Паста-флюс или гель для пайки микросхем, также такие припои используются для печатных плат.


Флюс гель

Для таких сплавов припои поставляются в виде разнообразных составов относительно густых, прутьев, лент и проволочных катушек (как для сварки). Также бывают чушки, которые наполовину заполнены флюсом из канифоли.

Прочие типы флюса

  1. Флюсы с ярко выраженными антикоррозийными свойствами. Это соединения на основе кислоты фосфора и растворителя, которые при взаимодействии образовывают органические соединения. Их очень выгодно использовать, потому что после процесса пайки не нужно использовать специальные очистители;
  2. Жидкие флюсы из салициловой кислоты, вазелина, золота и этилового спирта. Это самое удобное соединение для радиаторов, спайки электрических проводов. Этот флюс обеспечивает высокую чистоту шва и его аккуратность;
  3. Для того чтобы изготовить нейтральный флюс для электрических приборов, отличающихся повышенными требованиями к точности (реле времени, выключатели, для соединения контактов мобильных телефонов, и т.д.) понадобится соединения канифоли с воздухом. Канифоль очень низкоактивна и её следует применять только на подготовленных металлах, предварительно очищенных и залуженных; Канифоль
  4. Активированные флюсы – это бура и канифоль. В большинстве случаев она используется для водопроводных соединений и пайки медных труб. Главным отличием является тот факт, что бура плавится при температуре от 70 градусов, при этом, не выделяя абсолютно никаких вредных соединений. Это только одна разновидность; Бура
  5. Еще для того, чтобы приготовить активированные флюсы можно использовать такой рецепт: смешиваем канифоль, анилин, добавляем немного ангидрида, салициловой кислоты и диэтиламина. Это неплохой вариант изготовления пайки для монтажных скреплений.

Соляная и фосфорная кислота

Очень эффективный флюс получается, если растворить в соляной кислоте гранулы цинка. Для этого концентрированную кислоту нужно разбавить в равных долях с водой и залить этим раствором гранулы, помещенные в стеклянную посуду. Для полного растворения потребуется цинк из расчета 412 г на 1 л соляной кислоты.


Процесс растворения будет сопровождаться бурным выделением водорода из кислоты, поэтому приготовлением лучше заниматься в помещениях с очень хорошей вентиляцией и вдали от открытого огня.

При помощи полученного из соляной кислоты флюса успешно паяют стальные заготовки. Если в раствор добавить нашатырь (столько же, сколько цинка), то использовать такой состав можно при пайке совершенно любых металлов и сплавов.

Хороший флюс – фосфорная кислота. Ее используют при пайке нихрома и нержавеющей стали.

Жидкие флюсы лучше всего наносить тонкой кистью, а хранить их надо в плотно закрывающейся стеклянной посуде с узким горлом.

Твердые припои для пайки

Состав флюсов для пайки твердым припоем используется соединения проблемных мест, которые все время поддаются негативному воздействию окружающей среды (вибрации, перепады температур, удары и прочее). В основном это составы для высокотемпературной пайки, о т 400 градусов по Цельсию и выше. К ним относятся:

  1. Припой для твердого сплава из меди и цинка (до 1000);
  2. Фосфор и медь (до 900 градусов);
  3. Чистая медь применятся для процесса пайки высокоуглеродистого железа;
  4. Флюс безотмывочный, для пайки серебром (до 800 градусов включительно).

У твердоплавких припоев также есть свое распределение, они бывают тугоплавкими, с температурой для плавки от 850 градусов, и легкопавкие – с показателем выше данного температурного режима.

Нужно отметить, что смесь меди (используются марки М21, М11 и прочие) и цинка недостаточно распространена, из-за низких показателей прочности и относительно дорогой стоимости в большинстве случаев её успешно может заменить припой из бронзы с цинком или латуни.

Припои медно-фосфорного типа – это заменители очень дорогих серебряных флюсов. Они незаменимы при соединении медных металлов, бронзы, латуни и прочих соединений металлов, которые не должны работать на сгибы или ударные нагрузки. К слову, этот сплав еще называется припой для бесфлюсовой пайки (но не для меди).

Категорически запрещено использовать данные сплавы для пайки железа, черных металлов, низкоуглеродных сталей, т.к. при температурном воздействии и соединении с медью или фосфором образуется очень хрупкий химический элемент – фосфиды железа, который поспособствует тому, что шов разойдется.

Из-за металлофосфористых припоев образуются фосфиды железа, которые являются члишком хрупкими соединениями, и способствуют понижению качества металла, их не советуют использовать для пайки железа.

Видео: Приготовление паяльного флюса своими руками

Самым лучшим вариантом для таких спаечных процессов является серебряные припои. Они наиболее дорогостоящие. И используются также для соединения проводов, капиллярной сетки из проводов, и очень сложных плат из серебряных компонентов.

Применение жира

Флюс для пайки можно сделать из жира с достаточно высокой температурой плавления. Тогда при комнатной температуре он не будет сам размягчаться, что облегчит работу с ним.


Чтобы получить такой флюс, жир необходимо перетопить и смешать с растолченной канифолью и нашатырем в определенной пропорции. На три части жира по объему понадобиться столько же нашатыря и одна часть канифоли.

Готовый флюс для удобства использования можно поместить в корпус медицинского одноразового шприца и при необходимости выдавливать нужное количество.

Если нет уверенности в том, подходит ли самодельный флюс для пайки детали, то можно провести маленькое исследование. Необходимо распределить приготовленное вещество по поверхности кусочка такого же металла, который предстоит паять.

Если при нагревании флюс равномерно распределился по поверхности, то он признается годным для пайки. Если же собирается шариками и стекает, то такой он сможет обеспечить удовлетворительную смачиваемость детали.

Свойство растворять оксидную пленку на поверхности металла проверяется смывкой нанесенного флюса. Если поверхность после смывки остается чистой, то флюс хорошо растворяет оксиды. Напротив, если остались следы окисной пленки или ржавчины, то пайку с этим флюсом производить нельзя.

Как приготовить флюс для пайки своими руками

Чтобы соединять элементы радиотехники, можно изготовить флюс для пайки своими руками. В качестве подручных средств для замены канифоли можно использовать жир или смолу. Чтобы не покупать состав для работы, необходимо знать, как сделать флюс для пайки:

  1. Заранее нужно подготовить одинаковое количество свинца и олова.
  2. Расплавить два металла в тигле.
  3. Снять плёнку побочных отложений, которая образуется на верхней части остывшей смеси металлов.
  4. Перелить смесь олова и свинца в подготовленные заранее формы.

Нужно помнить о том, что после спайки любых контактов или деталей необходимо обрабатывать готовый шок. Для этого используется ацетон или спирт. Однако в магазинах появились припои, которые не требуют дополнительной обработки после завершения работ. Они обладают некоторыми преимуществами:

  • являются диэлектриками;
  • не подвержены воздействию коррозийных процессов;
  • не требуется дополнительная зачистка.

Из-за того что такие припои не проводят ток, их не используют для соединения контактов и проводов.

Как сделать флюс для пайки своими руками / Жидкая канифоль / СКФ

Также можно самостоятельно изготовить паяльную пасту. Для этого необходимо растереть твёрдый флюс с помощью крупнозернистого напильника. Порошок, который получился после измельчения, нужно смешать со спиртом и канифолью. Далее нужно перелить получившуюся пасту в герметичную ёмкость и плотно закрыть. Она портится при взаимодействии с влагой и требует соблюдения правил хранения. Опытные мастера рекомендуют наносить пасту с помощью шприца.

Как легко и быстро сделать флюс гель.

Флюс для пайки — обязательное вещество при ремонте электроники и радиотехники. Важно знать, какие разновидности этих составов бывают и как правильно с ними работать, чтобы не повредить платы и контакты.

Жидкий ФЛЮС (ФИМ) из лимонной кислоты своими руками.

Общие советы по флюсам

Самодельный флюс для пайки – это не всегда выгодный вариант, иногда его действительно выгоднее купить, тем более, что в большинстве случаев цена позволяет, скажем, smd или bga. На данный момент более сотни отечественных компаний производят флюсы и смеси для пайки и сварки, среди которых мы можем посоветовать лти 120, Brazetec, harris, rma, sanha, welco (в среднем стоимость от 80 рублей).

Продажа осуществляется в любом магазине электрических приборов и рынке во все городах: Екатеринбурге, Минске, Москве, Новосибирске, Харькове, Челябинске Ростове-на-Дону.

Нужно отметить, что в любом случае во время процесса сварки или пайки выделяются газы, которые могут навредить организму, но если пользоваться профессиональными смесями это вред будет гораздо ниже, поэтому остановите свой выбор на известных марках.

Кол-во блоков: 14 | Общее кол-во символов: 17326
Количество использованных доноров: 3
Информация по каждому донору:

Способ прокалки флюса

Изобретение относится к сварке, в частности к способам прокалки сварочных флюсов при их применении и изготовлении. Техническим эффектом изобретения является повышение качества прокалки при одновременном повышении производительности печи и снижении энергозатрат. Максимальную высоту насыпного слоя флюса определяют в зависимости от его основности по формуле H = 30 + 50ln(1+1/B) мм, где B - основность флюса.

Изобретение относится к сварке, в частности к способам прокалки сварочных флюсов при их применении и изготовлении.

Наиболее близким к предлагаемому является способ прокалки сварочного флюса, при котором флюс выдерживают при температуре прокалки на противнях слоем не более 100 мм [1] Недостатком указанного способа является отсутствие регламентации толщины слоя прокаливаемого флюса в зависимости от его основности. Ограничение максимальной толщины, равной 100 мм, для одних флюсов (с низкой основностью) является заниженным и толщину слоя можно увеличить, а для флюсов с высокой основностью необходимо уменьшать толщину слоя, т.к. удаление влаги у этих флюсов затруднено.

Цель изобретения повышение качества прокалки флюса при одновременном повышении производительности печи и снижении энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе максимальную толщину слоя флюса при прокалке определяют в зависимости от его основности по формуле, не более, мм: где B основность флюса, которая определяется в зависимости от его химического состава по формуле где все компоненты (мас.) указаны в сертификате на данную марку флюса [1] Предложенный способ прокалки учитывает химический состав флюса, который указан в сертификате на данную марку флюса. Из области сварки широко известно, что при увеличении основности флюса требуется более высокая температура прокалки. Это связано с тем, что при увеличении основности повышается доля основных окислов во флюсе, которые образуют сложные соединения с водой. Вода может находиться в кристаллах в переменном количестве в виде отдельных молекул, не связанных или слабо связанных электростатическими силами с ионами кристаллического вещества. Эту воду называют структурной или цеолитной. Представителями цеолитов являются анальцит Na2OAl2O34SiO2, лейцит K2OAl2O34SiO2 и хабазит CaOAl2O34SiO2.

Таким образом, в процессе прокалки флюса влага должна удалиться не только с поверхности зерен, но и из кристаллов, содержащих влагу. При этом пары воды должны пройти сквозь всю толщу насыпного слоя флюса и удалиться в атмосферу.

Исследования показали, что при прокалке флюсов с низкой основностью, где влага (в основном) содержится только на поверхности зерен, остаточное содержание воды (после прокалки флюса) в верхнем и нижнем слоях насыпного слоя толщиной 100 мм составляет соответственно 0,01 и 0,012 т.е. разница составляет 20 С повышением основности флюса, как правило, повышается содержание фторида кальция, например во флюсе ОФ-6 его может содержаться 50-60 а температура прокалки для него достигает 930 o C ([1] с. 359). С другой стороны, известно, что фторид кальция при температурах, близких к 1000 o C, активно взаимодействует с парами воды, образуются летучие фторосодержащие соединения и гидроксид кальция, из которого удалить кислород и водород прокалкой невозможно. Также при прокалке может происходить образование других гидратированных соединений ([1] с. 147). При использовании таких флюсов сварочная ванна дополнительно обогащается кислородом и водородом, что снижает качество наплавляемого металла. Исследования наличия остаточной влаги после прокалки флюса ОФ-6 по рекомендованным режимам (930 o C, 5 ч, высота насыпного слоя 100 мм) показали, что влажность флюса, отобранного с верхней части слоя, составляет 0,009 а с нижней 0,02 т.е. влажность нижнего слоя флюса увеличивается более, чем в 2 раза. При уменьшении толщины насыпного слоя до 40 мм, что соответствует заявляемой формуле, влажность флюса в верхней и нижней части слоя была одинакова и составляла 0,009 (при основности 3,8).

Пример 1. Перед наплавкой детали необходимо прокалить флюс АН-20С. Для этого определяют по сертификату его химический состав, SiO2 22; CaO 5; Al2O3 30; MgO 10; (Na2O+K2O) 3; CaF2 29; MnO 0,5; Fe2O3 0,5. Основность флюса составляет 0,87, тогда максимальную толщину насыпного флюса при прокалке определяют равной 68 мм.

Пример 2. Поступил флюс марки ОФ-6 следующего химического состава, SiO2 4; MnO 0,2; CaF2 53; Al2O3 22; CaO 17,5; MgO 2,2; Fe2O3 1,1. Основность флюса составляет 3,75. По значению основности определяют максимальную толщину слоя флюса в процессе прокалки равной 41 мм.

Технико-экономические преимущества данного технического решения заключаются в повышении качества прокалки флюса, что приводит к уменьшению содержания кислорода и водорода в металле шва и повышает его качество. Производительность прокалочных печей увеличивается за счет исключения повторной прокалки флюса, не удовлетворяющего по содержанию влаги, при этом экономится электроэнергия и другие ресурсы.

Способ прокалки флюса, при котором выдерживают флюс при температуре прокалки регламентированной толщины насыпного слоя, отличающийся тем, что максимальную высоту насыпного слоя определяют в зависимости от основности флюса не более, мм: H 30 + 50 ln(1 + 1/B), где B основность флюса.

Охрана здоровья и безопасность при сварке под флюсом

При сварке или наплавке флюс препятствует интенсивному выгоранию легирующих элементов, однако в воздух попадают токсичные соединения марганца, хрома, титана, вольфрама, кобальта и др.

Техника безопасности при сварке под флюсом

Выделение пыли при самой сварке под флюсом - небольшое. Наибольшие концентрации ее (до 8 мг/м 3 ) наблюдаются на расстоянии 200 мм от дуги. В состав сварочного аэрозоля при сварке малоуглеродистых и низколегированных сталей входят:

  • окислы железа (до 80%);
  • марганца (до 12%)
  • двуокись кремния (8%).

Концентрация окислов марганца (в пересчете на марганец) - 0,4 мг/м 3 , окиси кремния - до 1,6 мг/м 3 .

Из выделяющихся при сварке под флюсом (SAW) вредных газов наиболее опасны окись углерода и фтористые соединения - фтористый водород и фтористый кремний. Концентрация окиси углерода при применении керамических флюсов (без вентиляции) доходит до 400 мг/м 3 , фтористого водорода - до 1,7 мг/м 3 . Наибольшее количество фтористых соединений выделяется при сварке под флюсами ОСЦ-45 (до 360 мг/кг) и АН-348А (до 160 мг/кг), а наименьшее - при использовании флюсов ФЦ-9 (до 65 мг/кг) и АН-51, АН-10 (до 85 мг/кг). Кроме того, на выделение соединений фтора существенно влияют технологические режимы (скорость сварки, диаметр электрода, сила тока и др.). Так, с увеличением скорости сварки количество выделяющихся фтористых соединений уменьшается, то же происходит и при увеличении диаметра электрода (электродной проволоки). Однако для коренного улучшения условий труда следует отказаться от применения флюсов, содержащих фтористые соединения, заменив их менее вредными.

Запыленность в зоне дыхания при нормальном течении процесса и достаточной квалификации сварщика не превышает ПДК. Однако отсос и сбор флюса, пересыпка для повторного его использования являются дополнительными источниками пылевыделения.

Концентрация пыли в зоне дыхания сварщика во время сбора флюса составляет в среднем 30 мг/м 3 , что превышает ПДК. Установлено, что при повторном использовании флюса запыленность воздушной среды выше в 2 раза, чем при сварке под свежим флюсом. При повторном применении флюса иногда наблюдается прорыв газов и пыли в месте дуги, что увеличивает в несколько раз количество выделяющихся вредных веществ. Кроме того, следует иметь в виду общий для всех видов сварки фактор увеличения выделений пыли при интенсификации процесса (работа на больших силах тока) за счет уноса мелкодисперсных частиц конвективными потоками. Для борьбы с пылеобразованием при сборе флюса желательно применять пневматические эжекторные флюсосборники, снабженные фильтром.

К особенностям сварки под флюсом следует еще добавить, что рабочий, наблюдающий за процессом сварки на некотором расстоянии от дуги, в меньшей степени подвергается воздействию вредных веществ даже при отсутствии местного отсоса.

Читайте также: