Активирующий флюс для электродуговой сварки

 

Активирующий флюс для электродуговой сварки содержит следующие компоненты, мас.%: гексафторалюминат лития 17 - 25, двуокись титана 17 - 25, соединение, выбранное из группы: двуокись кремния, двуокись германия, двуокись теллура, 35 - 40, хлорид кальция 20 - 30. Технический результат заключается в увеличении формирования стабильности сварочного шва.

Изобретение относится преимущественно к машиностроению и может быть применено, например, при ручной и автоматической дуговой сварке теплоустойчивых и жаропрочных сталей в инертном газе.

Известен флюс для дуговой сварки нержавеющих сталей (Перель Л.И, Баркан Б. Л., авторское свидетельство СССР N 349535 от 3.02.1971 г.), который содержит 28 - 32% фтористого кальция, 38 - 42% хлористого магния, 5 - 7% хлористого лития и 23 - 25% хлористого кальция. Этот флюс позволяет повысить качество сварных швов, улучшая их формирование, однако он не обеспечивает повышения проплавляющей способности дуги при сварке деталей с толщиной кромок более 8 - 10 мм.

Известен также активирующий флюс (Корягин К.Б., Казаков Ю.В., Плиско В. Н. и Бушуев Ю.Г., авторское свидетельство СССР N 1342649, от 18.11.1985 г.), принятый за прототип. Он содержит 20 - 30% гефсафторалюмината лития, 20 - 30% двуокиси титана и 40 - 60% тугоплавкого соединения, выбранного из группы: двуокись кремния, двуокись германия, двуокись теллура. Этот флюс, наносимый на кромки свариваемых деталей в виде порошка, смоченного этиловым спиртом в соотношении 1:1, обеспечивает концентрацию тепловой мощности дуги и увеличивает ее проплавляющую способность, что позволяет сваривать за один проход листы толщиной до 20 мм. Однако частицы этого флюса недостаточно хорошо сцепляются между собой и с поверхностью детали. При сварке флюс перед движущейся дугой нагревается, спирт испаряется, частицы флюса могут выдуваться потоком защитного газа. Количество флюса в зоне сварки при этом уменьшается, что снижает проплавляющую способность дуги. Кроме того, флюс по прототипу содержит тугоплавкие компоненты, шлак этого флюса имеет высокое поверхностное натяжение, что увеличивает краевой угол смачивания сварочной ванны шлаком, ограничивая площадь активного взаимодействия расплавленного шлака с металлом ванны. Это ухудшает стабильность формирования шва.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение стабильности формирования сварного шва.

Сущность изобретения заключается в том, что флюс содержит гексафторалюминат лития, двуокись титана и тугоплавкое соединение, выбранное из группы: двуокись кремния, двуокись германия, двуокись теллура. В отличие от прототипа в состав флюса дополнительно введен хлорид кальция, а компоненты взяты в следующем соотношении (мас.%): Гексафторалюминат лития - 17 - 25 Двуокись титана - 17 - 25 Соединение, выбранное из группы: двуокись кремния, двуокись германия, двуокись теллура - 35 - 40 Хлорид кальция - 20 - 30 Такая совокупность признаков обеспечит более полное введение компонентов флюса в сварочную ванну и в атмосферу дугового промежутка вследствие улучшения сцепления частиц флюса между собой и с поверхностью свариваемой детали в результате воздействия хлорида кальция, улучшающего адгезионные свойства флюса. Хлорид кальция, кроме того, уменьшит поверхностное натяжение расплава флюса. Все это увеличит по сравнению с прототипом стабильность формирования сварного шва.

Предлагаемый флюс содержит гексафторалюминат лития, двуокись титана, соединение, выбранное из группы: двуокись кремния, двуокись германия, двуокись теллура, а также хлорид кальция. Компоненты флюса взяты в соотношении (мас. %): Гексафторалюминат лития - 17 - 25 Двуокись титана - 17 - 25 Соединение, выбранное из группы: двуокись кремния, двуокись германия, двуокись теллура - 35 - 40 Хлорид кальция - 20 - 30
Такой состав флюса обеспечит стабильность формирования сварного шва за счет того, что наличие хлорида кальция повысит адгезию части флюса между собой и с поверхностью свариваемых деталей, что уменьшит сдувание флюса перед дугой потоком защитного газа. Уменьшение под действием хлорида кальция поверхностного натяжения расплава флюса увеличит площадь активного взаимодействия расплавленного шлака с металлом сварочной ванны. Некоторое уменьшение содержания основных действующих компонентов в предлагаемом составе флюса компенсируется тем, что большее количество флюса будет использовано непосредственно в сварочной ванне и в атмосфере дугового промежутка.

Примером применения предлагаемого флюса может служить аргоно-дуговая сварка неплавящимся электродом труб диаметром 80 мм из теплоустойчивой стали 15ХМ с толщиной стенки 10 мм встык без разделки кромок. Предварительно готовили флюс путем смешивания измельченных до 50 мкм компонентов. Хлористый кальций перед смешиванием с другими компонентами прокаливали при температуре 250 - 300^oC в течение 1,5 - 2 часов. Компоненты флюса смешивали в следующем соотношении (мас.%):
Гексафторалюминат лития - 20
Двуокись титана - 20
Двуокись кремния - 35
Хлорид кальция - 25
Полученную смесь разводили этиловым спиртом в соотношении 1:1 и хранили в герметичной стеклянной таре. Непосредственно перед сваркой смесь кистью наносили на поверхность состыкованных свариваемых кромок слоем толщиной 1 мм и шириной по 10 мм от стыка в обе стороны. Затем производили дуговую сварку неплавящимся электродом в среде аргона. Было получено полное проплавление стыка. Высота проплава составила 2 - 3 мм по всей длине стыка, что свидетельствует о том, что предлагаемый флюс обеспечивает стабильное формирование шва.

Таким образом, предлагаемый активирующий флюс обеспечивает технический результат, выражающийся в повышении стабильности формирования сварного шва, а также может быть изготовлен и применен с помощью известных в технике компонентов и средств. Следовательно предлагаемый флюс обладает промышленной применимостью.

Формула изобретения

Активирующий флюс для электродуговой сварки, содержащий гексафторалюминат лития, двуокись титана и тугоплавкое соединение, выбранное из группы: двуокись кремния, двуокись германия, двуокись теллура, отличающийся тем, что в его состав дополнительно введен хлорид кальция, а компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:
Гексафторалюминат лития - 17 - 25
Двуокись титана - 17 - 25
Соединение, выбранное из группы: двуокись кремния, двуокись германия, двуокись теллура - 35 - 40
Хлорид кальция - 20 - 30