Способ изготовления сварочного флюса

Способ изготовления сварочного флюса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сварке и касается способа изготовления сварочного флюса, используемого при автоматической сварке ( наплавке) и различных отраслях машиностроения. Целью изобретения является повышение стойкости наплавленного металла против образования горячих трещин за счет изменения фазового состава флюса . Это достигается тем, что при изготовлении плавленного флюса за 60 - 360 с до слива флюса в расплав вводят порошок хрома в количестве 0,5 - 3,5% от массы шихты. При этом большая часть металлического хрома окисляется до субокисла СгО, что понижает вязкость флюса, увеличивает стабильность горения дуги, увеличивает содержание ферритной фазы в наплавленном металле. 6 табл. с (Л 00 00 со СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5!! 4 В 23 К 35 40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 396!471/24-27 (22) 05.10.85 (46) 23,06.87, Бюл, 9 23 (71) Научно-производственное объединение "Атомкотломаш" (72) А,В.Ершов, Ю,В,Бобриков, Б.А.Меркулов, В, M Капустин и Н,А,Сакирко (53) 621.791.04 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

h» 810418, кл, В 23 К 35/30 1978.

Технологическая инструкция по изготовлению плавленного фпюса марки

ФЦ-18 ТИ-30-07-8) — М,: ЦНИИТмаш, 1981, с. 3..

Авторское свидетельство СССР

У 11!7171, кл, В 23 К 35/40, 1983, (54) СПОСОБ ИЗГОТОВПЕНИЯ СВАРОЧНОГО

ФЛЮСА

„„SU„„318375 А 1 (57) Изобретение относится к сварке и касается способа изготовления сварочного флюса, используемого при автоматической сварке (наплавке) и различных отраслях машиностроения, Целью изобретения является повышение стойкости наплавленного металла против образования горячих трещин эа счет изменения фазового состава флюса, Это достигается тем, что при изготовлении плавленного флюса за 60—

360 с до слива флюса в расплав вводят порошок хрома в количестве 0,5—

3,57, от массы шихты, При этом большая часть металлического хрома окисляется до субокисла CrO, что понижает вязкость флюса, увеличивает стабильность горения дуги, увеличивает содержание ферритной фазы в наплавленном металле, 6 табл, 1 13!8375 l

О 018СаО+О 015Иг, О+О 006CaFz+0 014(NazO+Kz0) +О 007(МпО+РеО) где В.3. Х З. Л Л

О, 01 7S iOz+0, 0055Alz Oa+Tioz+2rOZ ) ЗС1- + ГегО з - ЗСгО + 2Fe + Я 7

55

Изобретение относится к способам изготовления сварочных плавленых флюсов, используемых при автоматической напланке в различных отраслях машиностроения, в частности в атомном и энергетическом мапгиностроении, при наплавке внутренней поверхности реакторов, парогенераторов, компенсаторов давления из .стали марок

15Х2Е1ИФА и 10Г2Е1МФА.

Высокие сварочно-технологические свойства обеспечинают флюсы, содержащие в своем состане большое количество кислых комплексообразующих окислов (не менее 507. по массе ), к которым следует отнести кремнезем. TloBEI шенная концентрация кислых окислов во флюсе обуславливает его повышен1ную химическую активность (А ь = 0.30,6) по отношению к наплавпенному металлу, что может принести к образованию горячих трещин. Улучшение

Это связано с тем, что при изготовлении флюсов должно происходить окисление вводимого при выплавке ме- З0 таллического хрома активными окисла(FezO> SiOz H pp ) °

Способ осуществляют следующим образом, Компоненты шихты плавят в электро- 35 дуговой печи, преимущественно с водоохлаждаемым металлическим кокилем, После расплавления основной шихты и выдержки расплава в него внодят порошок хрома в количестве 0,5-3,57, 40

Оптимальное время выдержки флюса, необходимое для окисления и растворения хрома, составляет 60-360 с.

После этого производят грануляцию флюса в воде. 45

Хром при введении его на зеркало плавильной печи реагирует прежде всего с окисью железа по реакциям

2Сг + Р е О> CrzO> + 2Fe + Q 1

Образовавшиеся в результате окислительно-восстановительных реакций окислы хрома растворяются во флюсе, а восстановленное железо оседает на дно печи, Причем во фгпосах, выплавленных по указанной технологии, большая часть метаппургических характеристик такого @пюса обеспечивается за счет введения в его состав окиси хрома в количестве 2-67, которая является туг оплавким ингредиентом, что существенно усложняет технологию выплавки флюса, Цель изобретения — повышение металлургических свойств флюса, а именно повышение стойкости наплавленного металла протин образования горячих трещин за счет изменения фазового состава флюса, Предлагаемый способ может быть испопьзован для ньпглавки флюса, который содержит в своем составе 2-67 оксида хрома и предназначен для сварки (наплавки) сталей с содержанием хрома не менее 147, Причем флюсы должны относиться к группе активных:

А = j(SiOz)+0,42(МпО)В2$/100 В =

0,3-0,6 металлического хрома окисляется до субо ки сл а С Ю (о кол о 907 ) и толь ко

107, от общего содержания окислов хрома находится в виде Сг О .

Перечисленные изменения фазового состава флюса, полученные в результате применения предлагаемой технологии, приводят к улучшению металлургических свойств выплавленного флюса, так как CrO проявляет . более оснонные свойства и поэтому в меньшей Степени способна окислять легирующие элементы металла электродной ленты, Это снижает содержание кислорода и повышает содержание ферритной фазы в напланленном металле, что повышает стойкость напланленного металла против образования горячих трещин, Кроме того, окисел Cr0 понижает вязкость флюса, Снижение вязкости флюса способствует более стабильному горению дуги в процессе наплавки электродной лентой, что объясняется более равномерным выходом газон из зоны горения дуги, Снижается также доля участия основного металла в наплавлеHEEoM до

15-187, протин 20 †2 при наппавке под флюсом, выплавленным по известной технологии. 1318375

Это способствует увеличению содержания ферритной фазы в наплавленном металле и снижает степень неоднородности распределения феррита по поверхности и сечению валика, что повышает стойкость наплавленного металла против образования горячих трещин.

Проведенные исследования показывают, что введение порошка хрома ме- »О нее 0,57. от веса шихты недостаточно для получения необходимого количества субокислов хрома о флюсе при его выплавке и получения высоких металлургических характеристик флюса, а !5 более 3 57 приводит к резкому возрастанию осадка на дне электродуговой печи, следовательно к недопустимо большому содержанию металлических включений (металлических корольков ) 20 во флюсе, Предлагаемым способом изготавливается флюс марки ФЦ-18 одного расчетного со став а, который выплавляют . в электродуговой печи емкостью 200 кг25 с водоохлаждаемым кокилем, Расплавляют шихту следующего состава, мас.7.:

33

Ce.Q l2

Mg0 30 30

А1 20 20

NaF 5

В готовый расплав вводят 0,5; 1;

2; 2,5; и 3,5 мас.7 порошка хрома, Время выдержки после введения порош- 35 ка хрома составляет 60 — 360 с, которое соответствует времени, необходимому для окисления хрома до субокис-! лов, В табл, приведены физико-химические свойства способа изготовления флюса, Металлический хром вводится в конце плавки флюса на зеркало расплава, когда вся основная шихта уже расплавлена, При введен»»»» хрома происходит

его растворение и окисление активными оксидами, находящимися в расплаве. Скорости протекания этих процессов обусловлены прежде всего интенсивностью тепловых потоков внутри расположенной шлаковой ванны и ее температурой, которая достигает

2000 К; Объем рабочей зоны печи, расположение электродов, система охлаждения 50, 200 и 400 кг печи практи55 чески пропорциональны друг другу, поэтому характер распространения и движения тепловых потоков в печах различной емкости сохраняется. Введение незначительного количества металлическогого хрома (не более 3, 57. от массы шихты) не приводит к заметному паден»»ю температуры расплава и, следовательно, не снижает скорости

его растворения и окиспения, Фактор массы в нашем случае учитывается тем, что металлический хром вводится в определенном процентном отношении к массе основной шихты °

В том случае, если время выдержки флюса в печи после введения в него порошка хрома составляет менее 60 с, то порошок хрома не успевает полностью окислиться и прореагировать со шлаком, в результате чего окись хрома во флюсе распределяется неравномерно, что снижает качество флюса.

Если время выдержки превышает 360 с, то во флюсе наряду с окислением хрома возможно его восстановление вновь до металлического хрома, а так как хром имеет большой удельный вес, то он способен оседать на дно печи в виде металлического осадка, Это приводит к снижению содержания окиси хрома во флюсе и ухудшению его металлургических свойств.

Результаты опробования способа для .разных объемов плавок представлены в табл. 2.

Результаты испытаний, представленные в .табл. 3-6 (в табл. 3 и 5 приведены металлургические свойства по табл. 1 и 2 соответственно, а в табл. 4 и 6 — сварочно-технологические свойства по табл. 1 и 2 соответственно ), показывают, что флюсы, выплавленные по предлагаемой технологии, обладают высокими металлургическими свойствами, возрастает содержание ферритной фазы, снижается содержание кислорода в наплавленном металле, отсутствуют горячие трещины на поверхности валика, наплавпеннь»»» металл не склонен к МКК, Сварочно— технологические свойства флюса находятся на достаточно высоком уровне.

Применение флюсов, выплавленных по предлагаемой технологии, не увеличивает время их выплавки по -сравнению с известными способами, так как время, необходимое на окисление и растворение порошка хрома в распла— ве флюса, меньше по сравнению со временем, необходимым на раствореl 318375

Т а б л и ц а 1

Содержание окиМеталличес—

Вязкость флюсов, П, при

Т-1673 К

Содержание субокислов

Время выдержки после

Флюс личе ство одимого рошка ома, % массы си хрома кие включения в составе флюса, %от массы хрома

ОтО в введения порошка хрома, с во флюсе, % по составе флюса,% от масхты шихты массе сы шихты

0,5

100

150

200

2,5

360

3,5

Таблица 2

Металлические включеСодержание окиВремя выдержки по сле

Объем

Флюс

Содержание субокислов хрома СгО в составе флюса, % от масВязкость флюсов, П, при

Т=1673 К

Количество вводимогоо планки флюса, кг си хрома в составе флюса, % от массы ния во флюсе, % по массе введения порошка хрома, с порошка хрома,% от масшихты сы шихты сы шихты

0,5

0,88

0,21

0,004 3,8

0,021 1,9

3 05

360

0 55

3,5

50 ние в расплаве флюса тугоплавкой окиси хрома.

Таким образом, предлагаемый способ изготовления флюса обеспечивает получение высокотехнологичных флю" сов, обладающих необходимым уровнем металлургических свойств, что обеспечивает высокую стойкость наплавленного металла против образования горячих трещин.

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

Способ изготовления сварочного флюса, содержащего 2-6% оксида хрома

6 и имеющего коэффициент активности

0,3-0,6, при котором производят расплавление шихты, выдержку расплава. в печи, введение хромсодержащего компонента в конце плавки и слив готового расплава, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения металлургических свойств флюса в час- ти повышения стойкости наплавленного

>О металла против образования горячих трещин, хромсодержащий компонент вводят в виде порошка хрома в количестве 0,5-3,5% от массы шихты за

60-360 с до слива, выбирая интервал времени пропорционально количеству вводимого порошка хрома, Ов9 Ое2 Ое004 3е8

212 Oв3 Ов006 3 2

3,07 0,35 0,009 2,1

Зь2 Оэ45 Ою017 1э7

1318375

Продолжение табл. 2

2,28

0,35

150

0,5

0,82

0,36

0,48

360

3 15

3,5

Та блица 3

Флюс

Характеристики флюса

1,5

2,0

2,2

2,5

2,8

О, 065 0,052 О, 045

0,041 0,033

Склонность наплавнен нен нен нен нен

Нет

Нет

Нет

Нет

Нет

П р и м е ч а н и е, При наплавке под флюсами 1 — 5 используется лента марки ЭП-762, кл, 446881 сечением 0,7i50 мм с содержанием ферритной фазы, Ы = 3,57.

Т а б л и ц а 4

Флюс

Свойства флюса

Отделимость шлаковой корки

3 200

4 400

5 400

Содержание ферритной фазы в наплавленном металле,7.

Содержание кислорода в наплавленном мет алле, (0 J, Ж ленного металла к межкристаллитной коррозии МКК

Наличие горячих трещин в наплавленном металле

0,006 3,1

0,005 3у9

0,019 1,74

Не скло- Не скло- Не скло- Не скло- Не склоХорошая Хорошая Хорошая Хорошая Хорошая

1318375

Продолжение табл.4

Свойства флюса

1 I

1 2 3

Формирование наплавленного метал" ла

0,76

0,72

0,79

0,82

0,84

Таблица 5

Флюс

Свойства флюса

1,43

2,73

1,42 2,8

2,3

Склонность наплавнен нен нен нен нен

Наличие горячих трещин

Нет

Нет

Нет

Нет

Нет

П р и м е ч а н и е, При наплавке под флюсами 1 — 5 используется лента марки ЭП-762, кл, 446881, сечением 0,7 50 мм с содержанием ферритной фазы, cL = 3,5%.

Коэффициент стабильности, процесса дуговой наппавки ленточным электродом.К»

Содержание ферритной фазы в наплавленном металле, Е

Содержание кислорода в наплавленном металле, Е ленного металла к межкри ст алли тной коррозии

Флюс (Хорошее Хорошее Отличное Отличное Отличное

0,066 О, 035 О, 047 О, 066 0,034

Не скло- Не скло- Не скло- Не скло- Не скло! 318375

Таблица 6

Флюс

Свойства флюса

Отделимость шлаковой корки

Формирование наплавленного металла

0,71

0,816 0,80 О, 70

0,832

Составитель Т.Арест

Редактор Н,Бобкова Техред Л.Олийнык Корректор А.Ильин

Тираж 975 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Заказ 2459/11

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, Коэффициент стабильности процесса дуговой наплавки ленточным .электродом К „"

Хорошая Хорошая Хорошая Хорошая Хорошая

Хорошее Отличное Отличное Хорошее Отличное