Сварочный флюс

 

Использование: изобретение относится к области сварки и может быть использовано при сварке и наплавке деталей, требующих предварительного и сопутствующего подогрева. Сущность изобретения: флюс содержит: оксид марганца 23,0-29,0%; фторид кальция 6,5-9,0%; оксид алюминия 6,5-8,0%; оксид кальция 7,0-10,5%; оксид магния 0,5-3,5%; оксид железа 1,0-1,8%; оксид калия и/или натрия 0,5-2,4%; оксид кремния - остальное. Соотношение содержания оксида кальция к оксиду кремния составляет 0,127-0,293. Соотношение оксидов натрия и/или калия к фториду кальция 0,092 - 0,267. При наплавке деталей под заявленным флюсом улучшается отделимость шлаковой корки, уменьшается пористость сварного шва, повышается ударная вязкость наплавленного металла. 3 табл.

Изобретение относится к области сварки и может быть использовано при сварке и наплавке деталей.

Известен сварочный флюс АН-60 (ГОСТ 9087-81), содержащий, мас.

SiO2 42,5-46,5 MnO 37,0-41,0 CaO 3,0-11,0 CaF2 5,0-8,0 MgO 0,5 3,0 Al2O3 < 5,0 Fe2O3 < 0,9 Недостатком известного флюса являются его низкие технологические свойства (плохая отделяемость шлаковой корки), приводящие к ухудшению качества сварного шва.

Наиболее близким по назначению и химическому составу является сварочный флюс АН-348В (ГОСТ 9087-81), содержащий мас.

SiO2 40,0-44,0 MnO 30,0-34,0 CaF2 4,0-6,0
TiO2 2,0-6,0
CaO < 10,0
MgO < 7,0
Al2O3 < 8,0
Fe2O3 < 2,0
Недостатком известного флюса является его низкие технологические свойства (плохая отделяемость шлаковой корки при повышенной температуре, а также низкое качество наплавленного металла и сварного шва.

Цель изобретения улучшение технологических свойств флюса и повышение качества наплавленного металла и сварного шва.

Поставленная цель достигается тем, что флюс содержит оксид марганца, фторид кальция, оксид алюминия, оксид кальция, оксид магния, оксид железа, оксид калия и (или) натрия и оксид кремния, отличающийся тем, что компоненты взяты в следующем соотношении, мас.

MnO 23,0-29,0
CaF2 6,5-9,0
Al2O3 6,5-8,0
CaO 7,0-10,5
MgO 0,5-3,5
Fe2O3 1,0-1,8
Na2O и/или K2O 0,6-2,4
SiO2 Остальное
причем соотношение содержания оксида кальция к оксиду кремния равно:

а соотношение суммарного содержания оксидов натрия и калия к фториду кальция:

Повышенная концентрация CaF2, наряду с высоким содержанием SiO2, делает флюс маловосприимчивым к образованию пор, т.к. при сварке под заявленным флюсом наблюдается значительная концентрация газа SiF4, предотвращающего растворение в сварочной ванне водорода. Кроме этого, CaF4 способствует удалению серы из зоны плавления при сварке с образованием летучего соединения SF6. Однако при введении во флюс оксидов щелочных металлов (которые необходимы для улучшения стабильности горения дуги) пористость сварных швов увеличивается. Причем установлено, что при соблюдении соотношения между содержанием оксидов щелочных металлов и фторидом кальция, равным 0,092-0,267, пор в сварном шве не наблюдается.

Как показали исследования, при соблюдении соотношения во флюсе оксидов кальция и кремния, равным 0,127-0,293, в шлаковой корке образуется ортосиликат кальция 2CaOSiO2, который при охлаждении до 675oC переходит из -модификации в g. Причем этот процесс сопровождается уменьшением плотности и увеличением объема шлака. В результате, при остывании шлаковой корки ниже 675oC в ней образуются трещины и происходит самопроизвольное отслоение шлаковой корки.

Таким образом, предложенная совокупность компонентов заявленного флюса и установленное соотношение его отдельных компонентов позволяет улучшить технологическое свойства флюса путем повышения устойчивости горения дуги, улучшения отделяемости шлаковой корки при повышенной температуре, а также повысить ударную вязкость наплавленного металла за счет уменьшения пористости.

Ниже приведены конкретные примеры использования заявленного флюса.

Пример 1. В лабораторных условиях производилось изготовление плавленного флюса по известной в металлургии технологии. В табл. 1 представлены химические составы изготовленных флюсов.

Пример 2. В лабораторных условиях производилась многослойная (8 10 слоев) наплавка на пластины из стали 3 размером 250х150х30 мм проволокой Св-18ХГС под флюсами, составы которых приведены в табл. 1, и под флюсом-прототипом. Режимы наплавки: ток 400 А; напряжение 34 В; скорость наплавки 30 м/ч. После наплавки пластины помещались в печь, где выдерживались 1 ч при температуре 400oC, затем охлаждались вместе с печью. Из верхних направленных слоев вырезались образцы на ударную вязкость по ГОСТ 9454-78. Наличие пор в металле шва определяли рентгеновским способом (учитывались поры диаметром более 1 мм). Результаты испытаний представлены в табл. 2.

Отделимость шлаковой корки определяли при температурах 300, 350, 400 и 450oC и оценивали по трехбалльной шкале:
хорошая отделимость шлаковая корка самопроизвольно отделяется без применения механических усилий;
удовлетворительная отделимость шлаковая корка полностью отделяется при постукивании молотком по образцу после сварки;
неудовлетворительная отделимость шлаковая корка прочно сцепляется с металлом шва и ее можно удалить только с помощью зубила и молотка.

Результаты экспериментов представлены в табл. 3.

Заявленный флюс при соблюдении рекомендуемых соотношений обладает хорошей отделимостью шлаковой корки при повышенной температуре, что особенно важно при наплавке деталей, требующих предварительного и сопутствующего подогрева до 300 400oC. При этом в металле шва отсутствует пористость и повышается ударная вязкость наплавленного металла.


Формула изобретения

Сварочный флюс, содержащий оксид марганца, фторид кальция, оксиды алюминия, кальция, магния, железа, калия и/или натрия и кремния, отличающийся тем, что компоненты взяты в следующем соотношении, мас.

Оксид марганца 23 29
Фторид кальция 6,5 9,0
Оксид алюминия 6,5 8,0
Оксид кальция 7,0 10,5
Оксид магния 0,5 3,5
Оксид железа 1,0 1,8
Оксид калия и/или натрия 0,6 2,4
Оксид кремния Остальное
причем отношение оксидов кальция и кремния составляет 0,127 0,293, а отношение суммарного содержания оксидов натрия и/или калия к фториду кальция составляет 0,092 0,267.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к материалам для дуговой сварки, а именно к составам электродных покрытий, которые используются для ручной дуговой сварки конструкций из углеродистых сталей с пределом прочности до 460 МПа

Изобретение относится к области сварочного производства, Б частости, к составу для индукционной наплавки твердых сплавов и может быть использовано для наплавки быстро изнашиваемых поверхностейрабочих органов почвообрабатывающих и сельскохозяйстИзрбретение относится к сварочному производству, в частности к составу флюса для индукционной наплавки твердых сплавов , и может быть использовано для наплавки быстро изнашиваемых поверхностей рабочих органов почвообрабатывающих и сельскохозяйственных машин

Изобретение относится к сварке, а именно к составам керамических флюсов для сварки низколегированных высокопрочных сталей в сочетании с серийными низколегированными проволоками

Изобретение относится к сварке в частности , к керамическим флюсам для сварки низколегированных сталей

Изобретение относится к сварке в заводских условиях газопроводных труб большого диаметра, предназначенных для эксплуатации в условиях Крайнего Севера

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

Изобретение относится к сварке, в частности к составам флюсов, используемых для механизированной сварки с повышенной скоростью, применяемых для восстановления изношенных деталей, работающих в условиях абразивного износа, в том числе колечатых валов

Изобретение относится к веществам, используемым для термической обработки металлов и сплавов, и может быть использовано в качестве теплоносителя при восстановлении деталей наплавкой металлических порошков

Изобретение относится к сварочному производству и предназначено для использования при нанесении высоколегированных плакирующих слоев путем автоматической электродуговой наплавки ленточным электродом под слоем заявляемого флюса

Изобретение относится к области сварочных материалов, а именно к флюсам для наплавки индукционно-металлургическим способом твердых сплавов

Изобретение относится к технологии восстановления изношенных деталей железнодорожной техники
Наверх