Состав керамического флюса для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей

Состав керамического флюса для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Я <»>967749

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву (22)Заявлено 02.03.81 (21) 3253734/25-27 (51)М. Кл.

В 23 K 35/362 с присоелинением заявки,%

Вкударетваивй комитет.СССР (23) Приоритетпо делам иаооретеиий и открытий

Опубликовано 23 ° 10.82. Бюллетень № 39 (53) УДК621, 791. .04(088,8) Дата опубликования описания 25. 10 .82

С.ф °

4 ЕС() ;,,, 114 7 Ейт тд, го .-Ионн=,и нстиТут

Д1,",;т"„,, Г

И.К. Походня, Д.M. Кушнерев, В.Е. Ипа

O и Н.Л. Нога (72) Авторы изобретения

Ордена Ленина и ордена Трудового Крас электросварки им. Е.О. Патон (71) Заявитель (54) СОСТАВ КЕРАМИЧЕСКОГО ФЛЮСА ДЛЯ СВАРКИ

НИЗКОУГЛЕРОДИСТЫХ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ

С ТАЛЕ 1>1

2-10

Изобретение относится к сварке, в частности к сварочным материалам, при леняе льнл для автоматической электродуговой сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей.

Для сварки низкоуглеродистых и

5 низколегированных сталей применяются почти исключительно плавленые флюсы.

При этом наиболее широко применяются высококремнистые марганцевые флюсы общего назначения (1 1.

Они, обладя относительно хорошими технологическими свойствами, часто не удовлетворяют повышенным требованиям к механическим свойствам металла шва при сварке низкоуглеродистых сталей. Известные флюсы имеют также некоторые технологические недостатки они, например не обеспечивают достаточно легкой отделимости шлаковой кор-2о ки при сварке в глубокую разделку.

Известны и керамические флюсы для сварки указанных сталей, например флюс (2 ) следующего состава, Cg, вес.,:

А120, напРимер ко"

РУ>лД 30-60

Двуокись титана 5-20

Закись марганца 5-20 фториды, например йтористый кальций

1оО, например обожжен" ннй магнезит 1-10

Кремнезем 3-25

Раскислители, например ферромарганец или ферросилиции 1-10

Окислы железа и двуокись марганца 5

Этот флюс не обеспечивает достаточно легкой отделимости шлаковой корки при сварке в глубокую разделку

В ряде случаев шлак приходится выбивать зубилом. Кроме того, этот флюс имеет низкую стойкость швов против образования пор.

967749

Цель изобретения - создание Флюса, обеспечивающего повышение стойкости металла шва против образования пор, а также улучшение отделимости шлаковой норки, причем флюс не должен со- 5. держать B своем составе дефицитных материалов, например рутилового концентрата.

Эта цель достигается тем,, что флюс,. содержащий корунд, обожженный магнезит, марганцевую руду, фтористый кальций, Ферромарганец, ферросилиций, двуокись кремния и закись марганца, дополнительно содержит мрамор, а двуокись кремния и закись марганца ввеены во Флюс в виде плавленого высоко" ремнистого марганцевого пемзовидного Флюса при следующем соотношении компонентов, вес.3:

Корунд 40-45

Плавленый высококремнистый марганцевый флюс 30-36

Обожженный магнезит 5 1О

Марганцевая руда 3-7

Мрамор 2,5-4,5 ,фтористый кальций 2-6 ферромарганец 2-4

Ферросилиций 0,5-1,5

В качестве шлакообразующей основы 30 флюса используется шлаковая система

А1 0 -S10 -МпО-Hg0-CaF2 с добавлением небольших количеств компонентов-окислителей МпО и СаСО, которые, создавая окислительные условия в дуге, сни.З5 жают парциальное давление водорода в газовой фазе и тем самым позволяют получить достаточно высокую стойкость швов против пористости, несмотря на сравнительно низкое содержание (2-6i) 4о во флюсе CaF . Благодаря сравнительно низкому содержанию флюорита во Флюсе достигается высокая устойчивость горения дуги, что способствует улучшению всех технологических свойств флюса, 45

Необходимым требованием к массовому соотношению шлакообразующей основы флюса является соблюдение следующих требований:

S10» НП0 2

Ii»0 CaF>+IT2ttn0 СОСО

71 50

1,2-2,0.

При этом условии Л1 0, количество которой во флюсе более 403, ведет себя как основной окисел, и, следова- 55 тельно, выдерживается основной характер флюса, позволяющий получить высокие механические характеристики металла шва, а также достаточно высокую стойкость швов против образования кристаллизационных трещин. Этим качеством флюса способствует также отсутствие во флюсе свободного S iО что является необходимым требованием к флюсу. Двуокись кремния вводится во флюс в связанном виде в составе плавленого флюса, например, АН-60.

В качестве раскислителей во Флюс вводчтся ГеМп и FeSi. Количество компонентов-окислителей и раскислителей сбалансировано таким образом, чтобы содержание кислорода в металле шва не превышало 0,0 4.

Выбранная алакообразующая основа флюса, а такие наличие во флюсе сравнительно небольших количеств окислителей и раскислителей обеспечивают отличные технологические свойства Флюса при сварке как на постоянном, так на переменном токе: весьма легкую (самопроизвольную) отделимость шлаковой корки, в том числе при сварке в глубокую разделку, отличное формирование швов, устойчивое горение дуги, достаточно высокую стойкость швов против образования пор и кристаллизационных трещин.

В табл. 1 приведено несколько вариантов состава предлагаемого флюса.

Под этими флюсами получены сварные соединения из сталей Ст. 3.0972С, 15Г2АФДпс, 10ХСНД с использованием проволок Св-08, Св-08ГА, Св-Г2, Св-10НМА, Св-ОЗХМ. Режимы сварки:

Зсв = 500 1000 А, 0д = 30-45 В ЧсВ =

= 20-40 м/ч, ток переменный и постоянный обратной полярности.

Результаты химического анализа и механические характеристИки металла швов и сварных соединений, выполненных под тремя вариантани предлагаемого Флюса. поияелены в табл, 2"4.

Из табл. 1, 3 и 4 видно, что высокие механические свойства металла швов, выполненных под предлагаемым

Флюсом, могут быть получены при следующих соотношениях компонентов, мас.3: корунд 40-45; флюс AH-60 30-36; магнезитовый металлургический порошок

5-10; Фтористый кальций 2,0-6; мрамор -,5-4,5; марганцевая руда 3-7» ферромарганец 2-4; ферросилиций 0,51 5;, жидкое стекло в 3 от общей массы; сухой шихты 18-23.

Предлагаемый керамический флюс при изготовлении прокаливается при

600-650 С. Повышенная температура

967749

Компоненты (l

1 7 3

Корунд (электрокорунд ) 42,0

45,0

41,0

36,0

34,0

Флюс АН-60

30,0

Магнезитовый металлургический порошок

5,0

10,0

7,5

Концентрат плавиковошпатовый (фтористый кальций ) 6,0

4,0

2,0 4,5

Мрамор

Марганцевая руда ферромарганец ФМк 1,0

Ферросилиций ФС-75

2,5

3,0

7,0

6,0

3,0

4,0

2,0

2,5

0 5

1в5

1,0

Силикат натрия (водный раствор ) пл. 1400 кг/мз в 3 от общей массы сухой шихты

22,0

23,0

Таблица 2

Сварочная проволока

Основной металл

Среднее содержание элементов, 0,15 0,73 0,23 0,026 0,016Ст. Зсп Св-08

Ст. 3сп Св-08ГА

013 14 036 00250015"

09ггС Св-10НМА 0, l1 1,4 0,46 О,Ого 0,0180,32 0,27 прокалки блюса, а также применение в нен а -А1 03 (например, электрокорунда) обеспечивают достаточно низкую гигроскопичность флюса. Относительная влажность предлагаемого флюса составляет, 3: 13, известных кера мических флюсов АНК-18, АНК-30 и АН

АНК-40 соответственно 2, 4, 1, 175 и

1 96.

Предлагаемый керамический флюс по гигроскопичности близок к плавленым флюсам и значительно превосходит известные отечественные керамические флюсы, выпускаемые промышленностью.

Данный керамический флюс алюминатного типа общего назначения должен найти широкое применение для сварки металлоконструкций из низкоуглеродисs тых и низколегированных сталей взамен плавленых низкокремнистых и высоко" кремнистых марганцевых флюсов. При этом обеспечивается значительный экономический эффект за счет снижения

1О, трудоемкости и повышения производительности сварки, применения переменного тока вместо постоянного, улучшения качества сварных соединений.

Таблица 1

Содержание во флюсе, мас.3

967749

Продолжение табл ° 2

Среднее содержание элементов, 3

Cr Ni Мо Си

Мп Si

S P

15Г2АФДпс Св-10НМА 0,14 1,35 0,22 0,019 0,012 - 0,44 0,260 0,26

10ХСНД Св-09ГА 0,11 1,55 0,40 0,025 0,018 0,17 0,28

0,26

10ХСНД Св-10НМА 0,10 1,3 0,42 0,0?О 0,019 0,5 0,8 0,25 0,29

Табли ца 3

Механические характеристики металла рва н/мм н/мм 4 3

24,9-26, 3 60,.9-61,8

25,0 001,2

326-341

331

346-363 477-501

Толщина 20 мм Св"18ГА 3 3

26,6-30,3 62,0-62,0

27,0 а2,0

Топамма 17 мм Св-1ОНИА †52 — т91—

553-567 687-695

21,2-22,6 56,7-57,8

22,3 57

488-495 629-636

092 032

Св" 08ГА

714-731

51,0-51,0

Св-10НМА

51,0

21, 719

5 2

10ХСНД 402-410

Толщина 40 мм Св-10Г2 06

520-530

31 0-31 О

Св-10НМА

Я9

15Г2АФДпс

20,9

Таблиц а 4

Дж/см, при температуре, С

Ударная вязкость, -60 -70

+20 -40

133-145 75-89

Т01 577

35-52

Ст. 3

Толщина 20 мм Св"08ГА

135-147, 72-147

64-65

09Г2С

Толщина 17,мм Св-08ГА

92 53

32-57.Основной Сварочная металл проволока

Основной металл Сварочная проволока

Ст. 3

Толщина 18 мм Св-08Л

10ХСНД

Толщина 14 мм

Основной металл Сварочная проволака

Ст. 3

Толщина 18 мм Св-08А

548-579 — т—

436-452

Jj 9

527

692-700

Я94

21,3-28, 3

20,9

21,0-21,6 б

31,0

20,6-21,3

55-82

Я=

+б-71"

56,6-56,6

505

63,2-64,0, Г37

967749

Продолжение табл, 4

Сварочная Ударная вязкость, Дж/см, при температуре, С

Основной металл проволока

+20 -40 -60 -70

42-65

107" 126

54-60

150-71

-т—

Св-08ХМ

96-120

65-87

77k

60-70

45-55

Св-10НМА

105

Св-08ГА

52-64

10ХСНД

39-65

E 15-122

1ЛГ

Толщина 14 мм

Толщина 40 мм Св- 10Г2

67-137

50-65

152-169

87-112То

113

105-110

70-81

77(25-59

Толщина 14 мм Св-10НМА

56-75

7У

56-66

30-42

° 33

15Г2ФДпс

Толщина 15 мм

Св"10НМА

92-99

9 >

40-45

30-36

5" 10

3-7

2,5-4,5

2"6

2"4

05"15

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Технология элвктрической сварки металлов и сплавов плавлением. Под ред. Б.E. Патона. М., "Машиностроение", 1974, с. 346"351 °

2. Патент СНА Н 3480487, кл. 148«26, 25.11.69 (прототип).

Составитель М. Саленко

Редактор А. Козориз Техред С. Мигунова Корректор М. лароши

Заказ 7981/2 < Тираж 1 153 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раииская наб. а. 4/5 ее ее ° ее ° ееее ° «ееа ю ° Е е «а ° Е ««Ь» е «е «Л«е«

Филиал ППП ППатент", r. Уж™город, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Состав керамического флюса для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей, содержащий корунд, обожженный магнезит, марганцевую руду, фтористый кальций, ферромарганец, ферросилиций, двуокись кремния и за- И кись марганца, о т л и чающийс я тем, что, с целью повышения стойкости металла шва против порообразования, улучшения отделимости шлаковой корки и снижения стоимости флюса за 4В счет исключения из него дефицитных материалов, он дополнительно содержит . мрамор, а двуокись кремния и закись марганца введены в него в аиде плавленого высококремнистого марганцевого 4$ пемзовидного Флюса при следующем соотношении компонентов, вес.3:

Корунд

Плавленый высококремнистый марганцевый флюс

Обожженный магнезит

Марганцевая руда

Мрамор бтористый кальций

Ферромарганец

Ферросилиций