Флюс для сварки сплавов легких металлов в среде инертных газов

 

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к флюсам для сварки алюминиевых сплавов в среде инертных газов. Целью изобретения является повышение качества сварных соединений при сварке сплавов типа АМгб за счет оптимального соотношения прочности и пластичности. Введение во флюс фторида скандия в количестве 1-17 мас.% обеспечивает упрочнение алюминиевого сплава при его высокой пластичности. Флюс содержит 15-16% фторида алюминия, 18- 20% фторида кальция, 18-20% фторида магния, остальное фторид лития. 1 табл. i (Л 00 х с fo

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9! (!!) А1 !! 4 В 23 К 35/362

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° р, Ф Т с м

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4085203/31-27 (22) 07.05.86 (46) 30.10.87. Вюл. Ф 40 (71) Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского (72) А.Ф.Нестеров, В.М.Никитин, С.В.Райков и Б.П.Ржанов (53) 621.791.04(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1!38283, кл. В 23 К 35/362, 1983.

Авторское свидетельство СССР !

1 1310156, кл. В 23 К 35/362, 1985.

Авторское свидетельство СССР

В 496139, кл. В 23 К 35/362, 1974. (54) ФЛОС ДЛЯ СВАРКИ СПЛАВОВ ЛЕГКИХ

МЕТАЛЛОВ В СРЕДЕ ИНЕ PTHbK ГАЗОВ (57) Изобретение относится к сварочному производству, в частности к флюсам для сварки алюминиевых сплавов в среде инертных газов. Целью изобретения является повышение качества сварных соединений при сварке сплавов типа АМг6 за счет оптимального соотношения прочнос ти и плас тич нос ти.

Введение во флюс фторида скандия в количестве 1 — 17 мас.7 обеспечивает упрочнение алюминиевого сплава при

его высокой пластичности. Флюс содержит 15-167 фторида алюминия, 18207 фторида кальция, 18-207 фторида магния, остальное фторид лития.

1 табл.

1348122

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к флюсам для дуговой сварки преимущественно в среде инертных газов неплавящимся электродом алюминиевых сплавов.

Ф

Цель изобретения — повышение качества сварных соединений из сплава

АМгб эа счет оптимального соотношения прочности и пластичности °

Сварные соединения для сравнительных исследований получали АрДЭС неплавящимся W-электродом без присадочной проволоки иэ пластин сплава

АМгб. Параметры режима сварки следующие: ток сварки 155-160 А; скорость сварки 20 м/ч; напряжение на дуге 12-14 В; толщина пластин 3,0мм; расход аргоыа 8-10 л/мин.

Свойства сварных соединений оценивали по нескольким показателям: суммарный объем пор в металле шва в исходном состоянии и после тепловой пробы (потенциальный запас газов); количество оксидных включений .на регламентируемой длине шва; предельный угол изгиба до образования трещины; временное сопротивление разрыву сварного соединения. Результаты сравнительных испытаний сварных соединений приведены в таблице.

Как следует иэ данных таблицы, оптимальное содержание фтористого скандия во флюсе с точки зрения обеспечения максимального угла изгиба и минимальной пористости металла шва составляет 1-7 мас.X. Введение во флюс фторида скандия до 17 мас.7 приводит к увеличению прочностных свойств металла шва.

Скандий имеет благоприятный размерный фактор, близкий по значению к размерному фактору марганца и циркония — наиболее эффективных антикристаллизаторов в алюминии. Упрочнение сплавов алюминия со скандием достигается за счет процессов дисперсионного твердения с выделением дисперсных когерентных частиц фазы ScA1 .

Частицы скандиевой фазы равномерно расположены по объему субзерен, имеют сферическую Форму и малые размеры выделений, структурное и размерное соответствие матрицы и фазы. Наличие такой фазы приводит к повышению механических свойств металла шва. Однако при содержании во флюсе свыше 7 мас.Х

ScF наблюдается снижение пластических свойств металла шва. Это определяется наличием процесса укрупнения частиц фазы ScA1> (свыше 0,15Х скандия в металле).

Применение флюса, в состав которого входит фторид скандия, приводит к снижению величины пористости, кроме того, значительно снижается величина

10 потенциального запаса газов в металле шва. Наличие такого эффекта связано с положительным влиянием скандия на увеличение предела растворимости водорода в твердом растворе металла

15 сварного шва.

Наряду с уменьшением пористости изменяются механические свойства металла шва. С увеличением содержания фторида скандия во флюсе увеличивает20 ся временное сопротивление разрыву металла шва. Фрактографические исследования изломов металла шва показали зависимость характера разрушения от содержания фтористого скандия во флюсe:

1-7 мас.7 — вязкое ячеистое разрушение; до 17 мас.7 — квазивязкое разрушение (в изломе присут30 ствуют ячейки и фасетки скола); свыше 17 мас.7. — "скол †хрупк разрушение, У алюминиевомагниевых сплавов с

35 содержанием магния более 37 существует склонность к межкристаллитной коррозии. Коррозия происходит в том случае, если фаза, выделяющаяся из пересыщенного твердого раствора, рас40 полагается по границам зерен в виде непрерывной цепочки, так как соединение Al>Ngz менее нейтрально, чем е -твердый раствор, то оно в первую очередь растворяется. Если выделения

45 фазы А1,Чя отдалены друг от друга, то происходит лишь местное растравление. При введении во флюс фтористого скандия изменяются условия кристаллизации металла шва, Пограничные выделения Р -фазы существуют в виде отдельных глобулей. Следовательно, введение фтористого скандия делает металл шва нечувствительным к межкристаллитной коррозии.

Таким образом, использование предлагаемого состава флюса по сравнению с известным позволяет снизить пористость в металле шва с 0,14 до з

0,05 см /100 r ме., снизить потен1348122

Влияние содержания компонентов в предлагаемом флюсе на свойства сварных соединений

Содержание компонентов, мас. Х

Протяженность

Максимальный угол загиба Ы, град

Суммарный обьем пор металла шва э в м. ш., МПа

МКР БСР

LiF

Сак оксидных включений в м шва/мм на 300 мм в ис ход ном с ос тоянии после тепловой пробы

О 19 О 35 5 7

0,04 0,11 Нет

О 08 О 16 1-2

0,05 0,13 Нет

0,06 0,14 То же

0,09 0,19

0,10 0,21

0,11 0,20 2-1

0,12 0,20 1-2

0,15 0 30 3-6

0,17 0,31 3-6

275

54 14 16 16

171

287

18 18 1

20 20 О 5

20 20 I

20 20 7

49 15

44,5 15

44 15

38 15

290 120

290 180

3I8 180

l 65

322

37,5 155 19 19 9

35 15 20 20 IO

28 15 20 20 17

27 16 20 20 17

25 15 20 20 20

329 147

340 141

338 147

290 76

287 58

22 22 21

IS 17

П р и м е ч а н и е. I.„Спиртовую 57-ную суспенэию наносили на торцы и корневую поверхность соединяемых кромок.

2. В таблице приведены средние результаты испытания пяти сварных швов.

ВНИИПИ Заказ 5150/13 Тираж 969 Подписное

Произв-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 апас газов с 0,29 до

"0,13 см /100 г ме., исключить оксидные включения в металле шва, а также значительно повысить механические свойства сварного соединения.

Формула изобретения

Флюс для сварки сплавов легких 10 металлов в среде инертных газов, содержащий фторид лития, фторид алюминия, фторид кальция, фторид магния, о тличающийс я тем, что, с целью повышения качества сварных соединений из сплава АМг6 эа счет оптимального соотношения прочности и пластичности, флюс дополнительно содержит фтористый скандий при следующем соотношении компонентов,мас.Х:

Фторид алюминия I 5-16

Фторид кальция 18-20

Фторид магния 18-20

Фторид скандия l-l 7

Фторид лития Остальное