Сварочный плавленый флюс

 

Изобретение относится к сварке и касается составов плавленых флюсов для механизированной многопроходной сварки. Цель изобретения - повышение производительности процесса многопроходной сварки кольцевых швов изделий диаметром 100-500 мм. Содержание компонентов флюса и соотношение между ними обеспечивает интервал кристаллизации шлака в интервале температур 1200-1450°С, что позволяет удалить шла1<овую корку до момента окончательной кристаллизации шва^ Вязкость шлака не менее 0,04 Па • с при температуре кристаллизации стали обеспечивает необходимое удерживание сварочной ванны от стекания. Флюс содержит, мае.%: диоксид кремния 33-37; монооксид марганца 3-6; оксид алюминия 15-21; оксид кальция 5-9; оксид магния 18-22; фторид кальция 6-12; фторид магния 1-4; фторид натрия 3-6. 1 табл., 1 ил.(Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАЛистических

РЕСПУБЛИК (я)5 В 23 К 35/362

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ (21) 4428854/27 (22) 23.05;88 (46) 15.02.92. Бюл, М 6 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения и Производственное объединение атомного турбостроения "Харьковский турбинный завод". им. С.М.Кирова (72) С.А,Курланов, Н.Н.Потапов, А,В.Баженов, А,С.Зубченко, В.Б.Назарук, Н.П.Водиченко и А.А.Бугаец (53) 621.791.04(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 733933, кл. B 23 К.35/362, 12.04.77.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1169279, кл. В 23 К 35/362, 20.02.84. (54) СВАРОЧНЫЙ ПЛАВЛЕНЫЙ ФЛЮС (57) Изобретение относится к сварке и касается составов плавленых флюсов для меха1

Изобретение относится к сварке и касается составов флюсов для механизированной многопроходной сварки, в том числе сварки кольцевых швов труб и патрубков диаметром от 100 мм и выше, с расположением швов как на горизонтальной, так и на вертикальной поверхности.

Целью изобретения является повыше-. ние производительности процесса многопроходной сварки кольцевых швов изделйй диаметром 100 — 150 мм за счет увеличение температурного интервала кристаллизацйи шлака и уменьшения времени до его отделения, Флюс благодаря указанному содержа- нию компонентов и соблюдению установленного соотношения обладает широкий

„> SU „„1712113 А1 низированной многопроходной сварки.

Цель изобретения — повышение производительности процесса многопроходной сварки кольцевых швов изделий диаметром

100 — 500 мм. Содержание компонентов флюса и соотношение между ними обеспечивает интервал кристаллизации шлака в интервале температур 1200-1450 С, что позволяет удалить шлаковую коркудо момента окончательной койсталлизации шва; Вязкость шлака не менее 0,04 Па . с при температуре кристаллизации стали обеспечивает необходимое удерживание сварочной ванны от стекания, Флюс содержит, мас. /: диоксид кремния 33 — 37; монооксид марганца 3-6; оксид алюминия 15 — 21; оксид кальция 5 — 9; оксид магния 18 — 22; фторид кальция 6 — 12; фторид магния 1 — 4; фторид натрия 3-6. 1 табл., 1 ил.

О

I

) температурным интервалом кристаллиза- 4 ции (1200 — 1450 С), что способствует, посте- 1 а пенному возрастанию сил сцепления на р межфазной границе шлак — металл и позволяет осуществлять удаление шлаковой корки в высокотемпературной части шва до момента ее окончательной кристаллизации,: 4 что и обеспечивает повышение производительности процесса многопроходной сварки кольцевых швов изделий диаметром

100 — 150 мм.

При значении установленного соотношения между СаО, CaFz, MgO u MgFz более

-0,7. повышается скорость кристаллизации шлака с соответствующим увеличением сил адгезии, что затрудняет удаление шлака в высокотемпературной области шва; При

1712113 шения менее 0,4 100 мм из стали 22К, Полученные при этом значениях этого соотношения менее структура шлака прио рета т б етает камневидное сварные соединения были подвергнуты констроение, нарушается формировани иф вание по- тролю просвечиванием, результаты которого приведены в таблице. верхности шва. ида кальция менее 5 На высокотемпературном р ц ида кал виб а ионПри содержании оксида кал т оп е еляли вязкость о овышается плотность шла- ном вискозиметре опред л ка что зат дняет удаление газов из зоны флюсов в диапазоне темпера ур т 1000сварки и отрицательно сказывается на фор-, по ре

1700 С, по езультатам которой устанавливали температурный интервал кристалмировании поверхности шва.

При повышении содержания ержания оксида 10 лизации. При этом определяли работу удакальция более 9 увеличивается к ается концент- ления шлака в зависимости от температуры рация двухкальциевого силиката, ч иликата, что повы- контактирующей поверхности шлак — мек исталлизации и талл, Полученные зависимости для предлалюсов увеличивает адгезию (сцепление) поверхно- гаемого (3) и известного (1,2, флюсов стных слоев металла и шлака. 15 приведены на чертеже.

При снижении содерж н о ержания оксида маг- B процессе сварки определялось время

18 у ф а магния ниже 1 от момента прохождения сварочной дуги до ния ниже 18, и фторида магния ниж суммарное количество ионов м нов магния в шла- . начала отделения шлаковои корки. Для р ковом расплаве становится недо т. с аточным лизации непрерывного процесса многопро-1 0 в результате чего о разующаяся шл б шлаковая 20 ходной сварки изделий диаметром 100- 5 т Ос.т к, б ет необхо имой прочно- мм это время не должно превышать3 с. т.к, б ется остановка стью для ее механического удаления в высо- в противном случае .тре у котемпературной о ласти коте р ур б асти шва. При процесса для охлаждения изделия.

220 и Как показали проведенные исследовасодержании оксида магния выше,, и то ида магния выше у снижает я

4 у е ся вяз- 25 ния, сварочные флюсы М 1-4, соответствуф рд итемпе ат евыше1500 С, ющие предлагаемому составу, за счет кость шлака при температуре выше (0 С) темпе ат ного ино черезмерно жидкотекучим и увеличенного (25 ) тем р ур что делает его чр неспособным удерживать жидкую свароч- тервала кристаллизац ии и связанного с н ю ванну ме -. ла от стекания при в ри сварке этим постепенного нарастания сил сцеплеУ ти, 30 ния шлака с поверхностью металла шва на вертикал ой плоскости, Снижение содержания фторид фторида каль- обеспечивают условия для легкого удаления ция ниже б у отрицательно сказыв тельно сказывается на шлаковой корки через 15 — 20 с после сварки стойкости против пороо разования.

При повышении содержания фторид жания фторида теж, зависимость 3). Флюсы ММ 5 — 7, содеркальция более 12 уменьшается темпера- 35 жание компонентов у которых выходит за турный интервал кристаллизации шлак, шлака установленные пределы, имеют узкий(50 С) что уменьшает высокотемпературн а урную об- температурный интервал кристаллизации, ласть отделимости шлака, затрудняя рудняя непре- что не позволяет удалять шлаковую корку в высокотемпературной области из-за быстрывное ведение процесса сварки.

Снижение содержания диоксида крем- 40 рого нарастания сил сцепления шлака с по. ния или оксида алюминия юминия ниже 33 и 15 верхностью металла шва, соответственно ухудшает формиру ф р ирующую Отделение шлаковой корки этих флюсов способность шлака и дел делает его нетехноло- становится возможным только через 80-180 с погичным при сварке в разделку, лк, Повышение сле прохождения дуги, поэтому их нельзя содержания оксида кремния ол ремния более 37 и 45 использовать при многопроходной сварке м10— оксида алюминия более 21 вызывает рост кольцевых швов изделий диаметром 0— содержания окисных включений в металле 500 мм. шва, что отрицательно сказывается к зывается на пла- Проведенные исследования показали, в йствах сварного соединения, что вторым необходимым условием для реастических свойствах сварн са сва ки на ве тикальной

Из енение установленных пределов 50 лизации процесса сварк р ф а натрия наруша- поверхности и изделий малого диаметра явПа с ет характер протекания металлургических ляется определенная (не менее 0,04 а с) реакций в сварочной ванн, ч рочной ванне, что снижает вязкость шлака при 1530 С вЂ” температуре . Флюсы механические свойства металла ш и тва металла швов. кристаллизации свариваемой стали. люсы арочно-технологиче- 55 N- 5 — 7, составы которых выходят за установДля проверки сварочн— ских возможностеи предлаг тей и едлагаемого состава ленные пределы, не обеспечивают требуефлюса были изготовлены флюсы, составы мых значений вязкости при указанной которых приведены в та лице. аблице. температуре и не способны удерживать

Указанные флюсы были использованы жидкую сварочную ванну металла от стекадля сварки макетов патру атрубков диаметром ния при сварке на вертикальной поверхно1712113

8яэкоств алака при темпер ре

1530 С, Il4 ° с

Время до отд ленив амкв,с

Суммарная площадь включения на

\00 мм протяженности шва, ммэ

Температурный интервал кристаллиэации, С

Со е жанн во люсе мас. вв п/и мро

NsF

ДЖэ заа МпО

1к го

16О

1п

Î4

0.7

О,7

0,6

0.6 о.з

0.65

1200-1450

12

7

22 г1

16

21

2О

22

5

7

6

11

21

17

16

22

14 з з

4

6

2 зз

37

34 зз

36

32

О,O5

0,05

О,O5

О,О3

О.02

0,02

1200-1450

1200-1450

1200-1450

1200-1250

1400-1

1150-1200

45

55 сти, что приводит к образованию дефектов в сварных соединениях.

Контроль качества сварных соединений при сварке под флюсами, составы которых приведены в таблице, осуществлялся методом просвечивания. Согласно нормам, максимально допустимая суммарная приведенная площадь включений на любые 100 мм протяженности шва при сварке изделий данного типа не должна превышать 36 мм2.

Приведенные в таблице данные показывают, что при использовании флюсов предлагаемого состава (М 1-4) количество .получаемых включений в 2-3 раза ниже допустимых значений, а флюсы, содержание компонентов у которых выходит за установ-, ленные пределы, требуемого качества не обеспечивают.

Формула изобретения

Сварочный плавленый флюс. содержащий диоксид кремния, монооксид марганца, оксиды алюминия, магния и кальция, фториды кальция, магния и натрия, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности процесса многопро5 ходной сварки кольцевых швов изделий диаметром 100 — 500 мм за счет увеличения температурного интервала кристаллизации шлака и уменьшения времени до его отделения, флюс содержит компоненты в следу10 ющем соотношении, мас.ф,:

Диоксид кремния 33-37

Монооксид марганца 3-6

Оксид алюминия, 15 — 21

Оксид кальция 5 — 9 5 Оксид магния 18-22, Фторид кальция 6 — 12

Фторид магния 1 — 4

Фторид натрия 3 — 6 при этом отношение суммарного содер20 жания оксида и фторида кальция к суммарному содержанию оксида и фторида магния составляет 0,4-0,7, /

1712113

9дельная работа удаления шлака, Джеи

1500 000 500

Темперагпура контакт ц уюиуи лодерхносгпец, С

g0 og

40

50

Составитель Т.Арест

Техред М.Моргентал

Корректор Н,Ревская

Редактор М.Циткина

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

Заказ 495 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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