Флюс для электродуговой сварки и наплавки

Флюс для электродуговой сварки и наплавки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сварке, в частности к составам сварочных флюсов, используемых для сварки и наплавки низкои среднелегированных сталей. Цель изобретения - исключение выделений токсичных соединений фтора при сохранении стойкости наплавленного металла к порообразованию в процессе сварки и хорошей отделимости шлаковой корочки. Флюс имеет минимальную склонность к гидротации на воздухе. Флюс содержит, мас.%: SIO<SB POS="POST">2</SB> 20-30

AL<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">3</SB> 15-20

FEO 3-6

CAO 2-6

MGO 15-20

MNO 5-15

TIO<SB POS="POST">2</SB> 20-25. При этом сумма оксидов SIO<SB POS="POST">2</SB>, FEO, CAO, MNO превышает сумму оксидов AL<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">3</SB>, MGO, а отношение оксидов TIO<SB POS="POST">2</SB> к MGO составляет 1,1-1,5. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s В 23 К 35/362

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4662036/31-27 (22) 14.03.89 (46) 15.11.90. Бюл. N 42 (71) Киевский политехнйческий институт им, 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) А.М.Сливинский, Л.А.Жданов, В,T.Котик, В,И,Прохоров, Г.А.Кирилюк, В.В.Бартюк и В,И,Галинич (53) 621.791.04 (088.8) (56) Потапов Н.Н. Основы выбора флюсов при сварке сталей. М.: Машиностроение, 1979, с. 140, Авторское свидетельство СССР

N 1230779, кл. В 23 К 35/362, 18.08.84.

3ая вка Я пон ии N 59-66679, кл. В 23 К 9/225, опублик. 16Я4.84.

Патент США N 4338142, кл. В 23 К 35/34,.06.07.82.. Изобретение относится к сварке, в частности к составам сварочных флюсов, используемых для сварки и наплавки низко- и среднелегированных сталей.

Целью изобретения является обеспечение экологической чистоты при использовании флюса за счет исключения выделений в процессе сварки токсичных соединений фтора при сохранении стойкости против порообразования и хорошей отделимости шлаковой корки.

Снижение в составе флюса содержания оксида кальция и исключение фторида кальция снижает склонность сварочных флюсов к гидратации. Кроме того, исключение фторида кальция позволяет избежать выделения токсичного газа SiF4 в процессе сварки, Однако, при этом ухудшается отделимость. Ж, „1606297 А1 (54) ФЛЮСДЛЯ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ И НАПЛАВКИ (57) Изобретение относится к сварке, в частности к составам сварочных флюсов, используемых для сварки и наплавки низко- и среднелегированных сталей. Цель изобретения — исключение выделений токсичных соединений фтора при сохранении стойкости наплавленного металла к порообразованию в процессе сварки и хорошей отделимости шлаковой корочки. Флюс имеет минимальную склонность к гидротации на воздухе. Флюс содержит, мас. :

Я! 02 20-30; AlzOg 15-20; FeO 3 — 6; СаО 2-6;

Mg0 15 — 20; МпО 5 — 15; TiOz 20 — 25. При этом сумма оксидов SiOz, FeO, СаО, МпО превышает сумму оксидов AtzOg, MgO. a отношение оксидов TiOz к MgO составляет

1,1-1,5. 1 табл, шлаковой корки с поверхности металла и снижается стойкость против порообразования швов. Для обеспечения требуемого уровня стойкости металла шва против образования пор необходимо получить такое соотношение между катионами, образующими с кислородом ионную связь (Са, Mg, Fe, Мп), и катионами, образующими с кислородом смешанную связь (Si, Al), чтобы с одной стороны флюс обладал достаточной окислительной способностью для связывания водорода в зоне сварки, а с другой стороны окислительная способность флюса не должна повышать интенсивность окисления углерода в хвостовой части сварочной ванны. Кроме того, необходимо придать флюсу такое значение температурного интервала плавкости, который бы обеспечивал свобод1606297

10 ное удаление газов в процессе кристаллизации металла сварного шва. Отношение TIOz к MgO должно лежать в пределах 1,1 — 1,4, что позволяет получить в процессе сварки шлаковую корочку, обладающую значительным коэффициентом термического расширения, что приводит к самопроизвольному отделению шлаковой корочки с поверхности металла и ее частичной дезинтеграции, Невыполнение этих условий для предлагаемого состава флюса приводит к понижению химической активности флюса, повышению температуры плавления и сокращению температурного интервала плавкости, что ведет к насыщению металла шва газами, образованию пор и ухудшению формирования шва. Кроме этого, если соотношение

Т!Ор к MgO превышает 1,4, то на поверхности металла сварного шва образуются шпиндели, что затрудняет удаление шлаковой корочки и ухудшает внешний вид шва.

Приведенные соотношения окислов (ингредиентов) при укаэанном количестве и содержании обеспечивают получение беэдефектных швов при исключении выделений токсичных соединений фтора, сохраняя минимальную склонность флюса к гидратации и самопроизвольное отделение шлаковой корочки с поверхности металла шва.

Для исследования свойств предлагаемого флюса были выплавлены опытные партии флюсов. При этом применяли следующие сырьевые материалы: песок марки С-0702; глинозем марки 7-0; магнезит каустический

CM-2; концентрат марганцевый; рутиловый концентрат; флюорит, марка ФФС-97А; мрамор марки M-97Б. Указанные сырьевые материалы переплавлялись в дуговой печи до получения гомогенного расплава, который затем гранулировали в воздушной камере. При этом образовывались однородные частицы стекловидного строения, темного цвета. Полученные зерна измельчали до

0,25 — 1,8 мм.

Для оценки сварочно-технологических свойств выплавленных флюсов сваривали пластины толщиной 6 MM без разделки кромок. иэ стали ВСт Зсп за один проход с полным проплавлением сварочной проволокой Св 08а диаметром 3 мм аппаратом

ТС-17МУ на переменном токе, источник питания ТДФ-1001, Режим сварки; напряжение дуги 31 — 33 В; сварочный ток 400 — 420 А; скорость сварки 32 м/ч.

В таблице приведены результаты испытаний флюсов разного состава.

Под каждым из исследуемых флюсов выполняли сварку трех образцов. Сварные швы просвечивали на установке РУП-200, и

55 по рентгеновским снимкам оценивали наличие или отсутствие пор. Внешний вид и формирование сварных швов определяли по трехбалльной системе; хорошее формирование — гладкая блестящая поверхность шва с плавными переходами от шва к основному металлу; удовлетворительное формирование — шов матовый, имеет ярко выраженный чешуйчатый характер, поверхность ш ва ровная; неудовлетворительное формирование — шов имеет подрезы, наплывы, поверхность шва не ровная, имеет побитости, Отделимость шлаковой корки также оценивали по трехбальной системе; хорошая отделимость — шлаковая корочка самопроизвольно отделяется без применения механических усилий; удовлетворительная отделимость — шлаковая корочка полностью отделяется при постукивании молотком по образцу после сварки; неудовлетворительная отделимость — шлаковая корочка прочно сцепляется с металлом шва, и ее можно удалить только с помощью зубила и молотка.

Флюс М 1. Флюс предлагаемого состава с максимальным содержанием SION, MgO, TIOz, минимальным содержанием

А!гОэ, FeO, СаО, МпО и оптимальным значением соотношений, Флюс 2. Флюс предлагемого состава с максимальным содержанием AlgOg, Р60, МпО, минимальным содержанием ЯОг, MgO, Т О и оптимальным значением соотношений.

Фл юс 3. Флюс предлагаемого состава с максимальным содержанием СаО и минимальным значением отношения TIOz к MgO.

Флюс 4. Флюс предлагаемого состава с оптимальным содержанием окислов и максимальным значением отношения TIOz к

MgO, Флюс 5. Флюс предлагаемого состава с оптимальным содержанием окислов и оптимальным значением соотношений.

Флюс 6. Флюс с пониженным значением соотношения Ti02 к MgO, с нарушением условия по сумме окислов, что приводит к неудовлетворительной отделимости шлаковой корочки, а также наличию пористости.

Флюс 7. Флюс с повышенным значением суммы окислов AI20g + MgO, что приводит к образованию пористости в сварных ш вах.

Флюс 8. Флюс с повышенным значением отношения Т 0 к MgO, что вызывает неудовлетворительное формирование сварного шва и неудовлетворительную отделимость шлаковой корочки.

1606297

Формула изобретения

Флюс 9. Флюс с повышеннным содержанием SiOz, MgO, Т О с пониженным содержанием А1гОз, СаО, МпО, что приводит к неудовлетворительной отделимости шлаковой корочки. 5

Флюс 10. Флюс с повышенным содержанием А!гОз, FeO и пониженным содержанием SiOz, MgO, TiOz, что приводит к неудовлетворительному формированию сварного шва и неудовлетворительной от- 10 делимости шлаковой корочки.

Флюс 11. Флюс с повышенным содержанием СаО и пониженным содержанием

FeO, что вызывает неудовлетворительную отделимость шлаковой корочки, 15

Предлагаемый флюс обладает экологической чистотой. при высокой стойкости швов к порообразованию, хорошей отделимостью шлаковой корочки и низкой склонностью к гидратации, что позволяет 20 использовать его для сварки и наплавки широкого класса низко и среднелегированных сталей, Флюс для злектродуговой сварки и наплэвки, содержащий диоксиды кремния и титана, оксиды алюминия, железа, кальция, магния. марганца, отличающийся тем, что, с целью исключения выделений в процессе сварки токсичных соединений фтора при сохранении стойкости к порообразованию и хорошей отделимости шлаковой корки, флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас. :

Диоксид кремния 20-30

Оксид алюминия 15 — 20

Оксид железа 3 — 6

Оксид кальция 2 — 6

Оксид магния 15 — 20

Монооксид марганца 5 — 15

Диоксид титана 20 — 25 при этом сумма оксидов кремния, железа, кальция и марганца превышает сумму оксидов алюминия и магния, а отношение оксидов титана и магния составляет 1,1 — 1,5.

Флюс, N

4

1,3

Хорошее

Хорошая

Хорошая Хорошая

Хорошая

Хорошая

Характеристика флюсов

Весовое содержание компонентов флюса, вес.

SiOz

АЬОз

FeO

СаО

MgO

МпО

Т102

Мп О+3!От+Ее О+СаО

А!20з+М9О

Т!Ог/М90

Наличие пор

Формирование шва

Отделимость шлаковой корочки

2

1,25

Хорошее

16

6

12

22

42

36

1,1

Хорошее

18

3

17

24

41

1,4

Хорошее

24

17

3

24

39

37

1.2

Хорошее

4

1.0

Удовлетворительное

Неудовлетворительная

1606297

Продолжение таблицы

Флюс, N

Характеристика флюсов

Неудовлетворительное

Неудо влетворительная

Отделимость шлаковой корочки

Составитель Т, Арест

Редактор Т. Парфенова Техред М.Моргентал Корректор А. Обручар

Заказ 3516 Тираж 647 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Весовое содержание компонентов флюса, вес.

5102

А120э

FeO

СаО

Mg0

МпО

Т1 02

Мп О+902+РеО+СаО

А120з+М90

Т1 02/M90

Наличие пор

Формирование шва

2

1,25

Удовлетворительное

Удовлетворительная

5

16

24

36

1,5

Неудовлетворительное

Н еудовлетворительная

31

14

1

21

26

39

1,2

Удовлетворитель ное

Неудовлетворительная

19

21

4

14

16

19

46

1,4

7

18

12

21

41

38

1,2

Удовлетворительное

Неудовлетворительная