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Flux de soudageest l’un des composants les plus importants et irremplaçables du soudage.
Beaucoup de gens se concentrent uniquement sur les machines à souder et les fils de soudage, mais négligent le rôle crucial du flux dans la stabilisation du processus de soudage et l'optimisation de la qualité des cordons de soudure. En termes simples, le flux est un matériau auxiliaire chimique métallurgique spécialement conçu pour les opérations de soudage. Il est composé de mélanges complexes de minéraux inorganiques, d'additifs chimiques et d'aides fonctionnelles, et est largement utilisé dans le soudage à l'arc submergé, le brasage, le brasage et le soudage à l'arc avec fil fourré. Pour comprendre globalement la technologie du soudage et maîtriser une production de soudage de haute-qualité, il est nécessaire de comprendre clairement la définition, la classification, le principe de fonctionnement, les fonctions principales, les types et les domaines d'application du flux.
Définition de
Flux de soudage
Qu'est-ce que le flux de soudage ?Le flux de soudage est un matériau auxiliaire granulaire, en poudre ou pâteux-pour le soudage. Il est appliqué sur ou en contact avec l'arc et le bain de fusion pendant le processus de soudage. Contrairement aux fils de soudage et aux électrodes qui fournissent des métaux d’apport, la fonction principale du flux n’est pas d’agir comme un métal d’apport. Au lieu de cela, il joue un rôle protecteur, purifiant et modificateur par le biais de couvertures physiques et de réactions chimiques métallurgiques. D'un point de vue professionnel, le flux de soudage est un type composite d'agent fluxant. Il peut isoler l'air, éliminer les impuretés nocives du métal soudé, réguler la composition chimique du bain de fusion et optimiser la microstructure et les propriétés mécaniques de la soudure. Il peut être considéré comme « l'agent purifiant » et la « couche protectrice » dans le système de métallurgie du soudage.
Principes de fonctionnement
1. Isolation physique et isolation thermique
La fonction première du flux est d’assurer une isolation physique. Pendant le processus de soudage, l'arc électrique à haute température et le bain d'acier en fusion sont très actifs et ont tendance à réagir avec l'oxygène, l'azote et la vapeur d'eau présents dans l'air. Ces réactions produisent des oxydes et des nitrures fragiles, qui réduisent la ténacité du cordon de soudure et entraînent de nombreux défauts de porosité. Lorsque le flux fond à haute température, il forme une couche de laitier liquide dense qui recouvre complètement la surface du bain de fusion. Cette couche de scories isole efficacement le métal en fusion à haute température de l'air extérieur, coupant ainsi les canaux pour les réactions d'oxydation et de nitruration. De plus, la couche de laitier possède de bonnes propriétés d'isolation thermique, ce qui peut ralentir la vitesse de refroidissement du métal du cordon de soudure. Une vitesse de refroidissement appropriée peut éviter les défauts de solidification rapide, réduire les contraintes résiduelles de soudage et prévenir les fissures à froid causées par des différences de température excessives.
2. Purification chimique et élimination des impuretés
Le flux de soudage contient divers composants chimiques actifs. À des températures élevées, il peut subir une oxydo--réduction, une désulfuration, une désiliconisation et d'autres réactions métallurgiques avec des impuretés nocives dans le bain en fusion. Le soufre et le phosphore sont les impuretés les plus nocives dans les métaux soudés. Une teneur excessive en soufre peut provoquer des fissures à chaud dans le cordon de soudure, tandis qu'une teneur excessive en phosphore réduira considérablement la ténacité à basse température du cordon de soudure. Les composants alcalins du flux de soudage peuvent réagir pleinement avec les composés de soufre et de phosphore, générant une couche de laitier stable et insoluble qui flotte à la surface du bain de fusion. Après refroidissement, cette couche de laitier peut être éliminée. Dans le même temps, le flux de soudage peut également décomposer la vapeur d'eau résiduelle dans la zone de soudage et éliminer l'élément hydrogène qui provoque les fissures induites par l'hydrogène-, améliorant ainsi considérablement la pureté du métal soudé.
Principales classifications du flux de soudage
En fonction de différentes formes, compositions et méthodes d'application par soudage, les flux de soudage peuvent être classés en plusieurs catégories. Chaque catégorie a son propre champ d'application et ses propres caractéristiques de traitement. La méthode de classification la plus couramment utilisée dans l’industrie est basée sur la forme physique et l’alcalinité chimique.
1. Classé par forme physique
Premièrement, le flux solide granulaire est le type le plus largement utilisé et est principalement appliqué au soudage à l’arc submergé. Sa granulométrie est uniforme, ses propriétés chimiques sont stables et il possède de bonnes propriétés mouillantes. Pendant le processus de soudage, il peut former une couche de laitier continue et stable, adaptée au soudage de plaques épaisses, au soudage de cordons de soudure longs et aux lignes de production automatisées. Deuxièmement, le flux en pâte est principalement utilisé dans le brasage et le soudage de précision spécial. Il a une forte adhérence et peut être appliqué avec précision sur le site de soudage, ce qui le rend adapté au soudage de petites pièces et de composants de précision. Troisièmement, le flux en poudre est généralement utilisé en combinaison avec du fil de soudage et présente une vitesse de réaction rapide et un bon effet de purification. Il convient aux scénarios de construction de soudage mobiles et complexes.
2. Classification par alcalinité chimique
Selon le coefficient d'alcalinité, le flux de soudage peut être divisé en flux acide, flux neutre et flux alcalin. Le flux acide a un processus de soudage stable, une belle formation de soudure, de faibles éclaboussures et une bonne opérabilité, ce qui convient au soudage ordinaire de l'acier au carbone et à la production générale de pièces structurelles. Le flux alcalin a une forte capacité d'élimination des impuretés, une excellente résistance aux fissures et un effet d'amélioration de la ténacité, et est principalement utilisé pour l'acier à haute résistance, l'acier pour récipients sous pression à basse température et le soudage structurel important avec des exigences de sécurité élevées. Le flux neutre a des performances équilibrées, prenant en compte la stabilité du processus et les performances mécaniques, et est largement utilisé dans la production de soudage industriel conventionnel.
Fonctions du flux de soudage
1. Stabilisez l'arc de soudage et optimisez le processus de soudage
Les composants du flux de soudage ont d'excellentes performances de stabilisation de l'arc. Pendant le processus de soudage, le flux se décompose et s'ionise en continu, maintenant la stabilité de l'arc de soudage, évitant ainsi la rupture de l'arc, l'errance de l'arc et d'autres phénomènes instables. La combustion stable de l'arc garantit un apport de chaleur de soudage uniforme, une largeur de soudure et une profondeur de pénétration constantes, réduisant efficacement les fluctuations du processus de soudage causées par le fonctionnement manuel ou les changements de paramètres de l'équipement et améliorant le taux de réussite des produits de soudage.
2. Élimination des défauts de soudage courants
En tant que matériau de purification du noyau, le flux peut fondamentalement prévenir divers défauts de soudage courants. Sa fonction d'isolation des gaz permet d'éviter les défauts de porosité causés par l'infiltration de gaz ; les réactions de désulfuration et de déphosphoration peuvent éliminer les risques de fissures à chaud et de fractures fragiles ; l'effet de refroidissement lent peut réduire les contraintes résiduelles et les fissures à froid. Dans le même temps, la fusion uniforme des scories de flux et le phénomène de scories flottantes peuvent efficacement éviter les défauts d'inclusion de scories, rendant la surface de soudure lisse et la structure interne dense.
3. Améliorer les propriétés mécaniques des soudures et leur durée de vie
Les joints soudés constituent souvent la partie la plus faible des équipements mécaniques. L'effet d'alliage et de raffinement du grain du flux de soudage peut améliorer considérablement les propriétés mécaniques globales des soudures. Le métal fondu optimisé a une résistance plus élevée, une meilleure ténacité et une meilleure résistance à la fatigue, qui peuvent résister aux vibrations mécaniques à long terme-, aux charges d'impact et à la corrosion environnementale dans les opérations industrielles. Il prolonge considérablement la durée de vie des pièces structurelles soudées et réduit les coûts de maintenance et de remplacement des équipements.
Domaines d'application industrielle
1. Soudage de machines lourdes et de structures en acier
Dans les secteurs de l'industrie lourde tels que les structures en acier du bâtiment, les machines portuaires, les équipements miniers et les engins de construction, des tôles épaisses et du soudage à haute charge sont nécessaires. Dans de tels cas, le flux de soudage sous laitier électrique est largement utilisé. Il peut répondre aux exigences de courant élevé, de pénétration profonde et de soudage continu à long terme, garantissant la stabilité structurelle et la capacité portante des gros composants en acier.
2. Soudage d'appareils sous pression et de canalisations
Les récipients sous pression et les pipelines de transport de pétrole et de gaz ont des exigences de sécurité extrêmement élevées pour les joints de soudure, nécessitant une excellente résistance aux fissures, une ténacité à basse température et une étanchéité à l'air. Dans ce domaine, un flux de soudage alcalin de haute qualité-est principalement utilisé, ce qui peut éliminer efficacement les impuretés nocives et réduire la fragilité du soudage, garantissant ainsi que le cordon de soudure peut résister à une pression élevée et à des changements environnementaux complexes pendant un fonctionnement à long terme-.
3. Soudage pour la fabrication automobile et de précision
Dans la fabrication de carrosseries automobiles, le traitement de pièces de précision et la production d'équipements industriels légers, les flux neutres et les flux acides sont principalement utilisés. Ils ont les caractéristiques d'une belle formation de soudure, d'une petite déformation de soudage et de performances stables, qui peuvent répondre aux exigences de la fabrication intelligente moderne et des lignes de production de soudage automatisées en matière de précision et d'apparence.
Le flux est un matériau auxiliaire fonctionnel indispensable dans la technologie de soudage moderne. Il ne s'agit pas d'un accessoire anodin mais d'un matériau de base qui détermine la qualité du soudage, la stabilité du processus et la durée de vie de l'équipement. Grâce à la protection de l'isolation physique, à l'élimination des impuretés chimiques et à l'amélioration des propriétés métallurgiques, le flux résout efficacement divers problèmes techniques liés au soudage à haute -température, évite considérablement les défauts de soudage et optimise les propriétés mécaniques du cordon de soudure. À mesure que la fabrication industrielle continue d’évoluer vers une plus grande précision, une plus grande résistance et une plus grande sécurité, les exigences en matière de performances de flux augmentent également constamment. Dans la production industrielle future, les flux spéciaux efficaces, à faible teneur en hydrogène, respectueux de l'environnement et intelligents deviendront l'orientation principale du développement. Une compréhension complète de la définition, des principes et des applications du flux est la condition préalable de base pour maîtriser les processus de soudage standardisés et produire des produits soudés de haute -qualité, et c'est également la connaissance professionnelle essentielle pour les ingénieurs en soudage et le personnel de fabrication modernes.
