Способ прокалки флюса

 

Изобретение относится к области сварки, в частности к способам прокалки сварочных флюсов при их изготовлении и применении. Сущность изобретения: способ заключается в том, что температуру и продолжительность прокалки флюса выбирают в зависимости от основности флюса по формулам T = 211 + 308 ln (1+B); τ = 1,63 + 0,81 ln (2,1+B), где Т - температура прокалки, ^oC; t - время прокалки, час; B - основность флюса. При осуществлении способа удается в наиболее полной мере удалить влагу из флюса без его перегрева и нарушения его сварочно-технологических свойств. 2 табл.

Изобретение относится к сварке, в частности к способам прокалки сварочных флюсов при их изготовлении и применении.

Известен способ прокалки сварочного флюса при изготовлении и применении, включающий нагрев до 350-400^oC и выдержку при этой температуре (Сварочные материалы для дуговой сварки: Справочное пособие. В 2-х т. Т.1. Защитные газы и сварочные флюсы /Под ред. Н.Н.Потапова. М. Машиностроение, 1989, с. 512). Недостатком указанного способа является отсутствие регламентации температуры и времени прокалки флюса от его основности. В результате происходит или перегрев, или неполная прокалка флюса.

Наиболее близким является способ прокалки сварочного флюса, где температура прокалки определяется в зависимости от основности флюса и чем выше основность, тем выше температура прокалки (Потапов Н.Н. Основы выбора флюсов при сварке сталей М. Машиностроение, 1979, с.37, 38). Недостатком указанного способа является низкое качество прокалки, т.к. температура прокалки определяется в зависимости от основности флюса по номограмме, где параметры даны в широком интервале, например при основности флюса, равной 1, температура прокалки может изменяться от 210 до 390^oC, что приводит или к неполной прокалке флюса и в результате повышенному содержанию кислорода во флюсе и в металле шва, или к перегреву флюса, что приводит к ухудшению его технологических свойств. Другим недостатком является отсутствие зависимости продолжительности прокалки флюса от его основности, в результате ухудшается качество прокалки и снижаются технологические свойства флюса.

Цель изобретения повышение качества прокалки флюса и качества наплавленного металла.

Поставленная цель достигается тем, что температура и продолжительность прокалки флюса определяются в зависимости от его основности по формулам T 211 + 308 ln (1+B); τ = 1,63 + 0,81 ln (2,1 + B); где Т температура прокалки, ^oC; τ продолжительность прокалки, час; B основность флюса, которая определяется по формуле где все компоненты взяты в мас. которые указаны в сертификате на данную марку флюса (Сварочные материалы для дуговой сварки: Справочное пособие. В 2-х т. Т. 1. Защитные газы и сварочные флюсы./ Под ред. Н.Н.Потапова. -М. Машиностроение, 1989, c.86).

Предложенный способ прокалки учитывает химический состав флюса, который указан в сертификате на данную партию флюса, а не определяется по справочнику, где даны широкие интервалы прокалки. Это позволяет, с одной стороны, исключить перегрев флюса (при завышении температуры прокалки), который приводит к разрушению зерен флюса, а с другой стороны, исключить неполную прокалку флюса, что позволяет в максимально возможной степени удалить влагу и в целом приводит к уменьшению содержания водорода и кислорода в наплавленном металле.

Ниже приведены конкретные примеры реализации предложенного способа.

Пример 1. В лабораторных условиях проводилось изготовление плавленного флюса АН-20С по известной в металлургии технологии. Состав флюса: 22 SiO₂; 5 CaO; 10 MgO; 30 Al₂O₃; 3 (K₂O + Na₂O); 29 CaF₂; 0,5% MnO; 0,5 Fe₂O₂. Основность флюса равна 0,87. При изготовлении флюса производилась его прокалка по способу-прототипу (при минимальной и максимальной температурах согласно графику), а также по рекомендуемому способу, не менее чем через два часа после прокалки производилась многослойная (8-9 слоев) наплавка под флюсом на пластины из Ст. 3 проволокой Св-38А (диаметром 4 мм). Режимы наплавки: ток 400 А; напряжение 34 В; скорость наплавки 30 м/ч. После наплавки пластина помещалась в печь, где выдерживалась в течение 1 ч при 400^oC, затем охлаждалась вместе с печью. Из верхних наплавленных слоев вырезались образцы на ударную вязкость по ГОСТ 9454-78. Результаты испытаний представлены в таблице 1.

Как видно из табл.1, при прокалке флюса по способу-прототипу температура недостаточна для удаления влаги из флюса (NN 1 и 2), в результате наблюдается повышенное содержание кислорода в наплавленном металле, что приводит к снижению ударной вязкости наплавленного металла. При проведении прокалки флюса по заявленному способу наблюдается снижение содержания кислорода в наплавленном металле и повышение ударной вязкости (N 3).

Пример 2. В лабораторных условиях производилось изготовление сварочного флюса ОФ-6, который имеет высокую основность. Состав флюса: 4 SiO₂; 0,2 MnO; 53 CaF₂; 22 Al₂O₃; 17,5 CaO; 2,2 MgO; 1,1 Fe₂O₃. Основность флюса равна 3,75. Испытания флюса и режимы соответствовали примеру 1. Результаты испытаний представлены в табл.2.

Как видно из табл.2, при прокалке флюса по способу-прототипу происходит перегрев, флюс теряет свои технологические свойства (NN 1 и 2), наблюдается нарушение стабильности горения дуги, ухудшаются формирование валика и отделимость шлаковой корки. В результате снижаются механические характеристики наплавленного металла. При прокалке по заявленному способу сварочно-технологические характеристики флюса не ухудшаются (N 3).

Преимущества предложенного способа прокалки флюса заключаются в том, что при его осуществлении исключается перегрев флюса и производится наиболее полное удаление влаги, что приводит к уменьшению содержания газов в металле шва, снижается пористость, повышаются механические характеристики сварного шва. В результате повышается долговечность сварного изделия или наплавленной детали.

Формула изобретения

Способ прокалки флюса, при котором флюс выдерживают при температуре прокалки, которую выбирают в зависимости от основности флюса, отличающийся тем, что температуру прокалки определяют по формуле Т 211 + 308 lп (1 + В)^oC, где В основность флюса, при этом дополнительно определяют продолжитальность прокалки флюса в зависимости от его основности по формулам τ=1,63+0,81ln(2,1+B), ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1