Проблема удаления флюса при газовой сварке магниевых сплавов

24.01.2017

Ниже приведены типичные составы флюсов А—H для газовой сварки магниевых сплавов.
Проблема удаления флюса при газовой сварке магниевых сплавов

Проблема возникает первоначально из-за того, что промышленный высокопрочный сплав AZM в виде труб может обнаружить микропористость, простирающуюся от поверхности до глубины, с которой полное удаление остатков флюса путем механической очистки и испарения может быть затруднено, а иногда невозможно. Для того чтобы приблизиться к идеальным свойствам сварочного флюса, необходимо снизить его температуру плавления. Для этого составные части смеси флюса обычно содержат LiCl вместе с другими хлоридами. Поэтому фторид CaF2, который растворим в хлоридной основе, не должен применяться в присутствии MgCl2. Были разработаны более дешевые флюсы, не содержащие литиевых солей и основанные на CaCl2. Введение CaF2 или KF в такие флюсы не ухудшает их плотность, поскольку MgCl2 отсутствует (флюс Н). Поиски возможных компонентов ограничены из-за химической активности магния. Количество обычно вводимого KF уменьшают, если он не нужен для обеспечения избытка хлорида по отношению к стехиометрическому составу. Большинство флюсов обладает очень низкой растворимостью по отношению к окислам. Все они покрывают магний в жидком состоянии.
Коррозия из-за остатков флюса в сварных соединениях вызвана свойством поглощать влагу из воздуха некоторыми, обычно употребляемыми компонентами, например LiCl, и возможностью гидролиза, в результате чего образуются нерастворимые в воде соединения, например Mg(OH)Cl, из которых остатки флюса трудно извлечь (та же проблема встречается в процессе Кролля при экстракции титана).
Возможны следующие пути улучшения свойств флюсов:
а) использование негигроскопичных компонентов;
б) подбор соотношений компонентов, позволяющих получить негигроскопичные расплавы при плавлении;
в) добавление к флюсам нелетучих кислотных радикалов, т. е. фосфатов, покрывающих фосфорной кислотой свариваемые части;
г) добавление бихроматов с целью замедления коррозии из-за присутствия LiCl;
д) исключение компонентов, способствующих нерастворимости веществ при гидролизе.
Ни один из указанных путей не является доказанным каким-либо образом в предварительных испытаниях. Коррозия, вызванная негигроскопичными хлористыми флюсами, была такой же, как и при использовании обычных флюсов, в первом случае, однако, развитие коррозии происходило позднее.
Удаление флюса после сварки. Испытания на установке Британских военно-воздушных сил показали, что более эффективной очистки, чем при обычном кипячении в бихроматном растворе, можно достигнуть путем непрерывного погружения изделий в ванну из каустической соды, хромовой кислоты и плавиковой кислоты. Однако такая многоступенчатая процедура не всегда удобна на практике.
Разработка некорродирующих сварочных флюсов. Были сделаны попытки получить смеси с достаточно низкой температурой плавления из фтористых соединений, термически стабильных и химически инертных к магнию: LiCl, MgF2, CaF2, SrF2 и BaF2. Удовлетворительные сварные соединения из сплава АМ503 были получены при использовании четверной эвтектики LiF, MgF2, CaF2 и BaF2, имеющей температуру плавления 605° С. Дальнейшее понижение температуры плавления было необходимо прежде, чем этот флюс можно было бы употребить для сплава AZM или литейных сплавов, содержащих алюминий, с температурами солидуса ниже 550° С. Несмотря на дальнейшие работы, эта задача не была решена. Аналогичная четверная композиция была также разработана в Германии. Общий недостаток, свойственный всем фтористым флюсам, заключается в том, что небольшие кусочки остатков флюса могут так крепко прилипать к металлу сварного соединения, что их нельзя полностью удалить проволочной щеткой. Однако эти остатки флюса не способствуют коррозии металла.