Керамический флюс для автоматической сварки и наплавки



Владельцы патента RU 2493945:

Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "ЦНИИТМАШ" (RU)

Изобретение может быть использовано при автоматической сварке или наплавке под флюсом изделий из высоколегированных коррозионно-стойких сталей аустенитного класса. Керамический флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.ч.: оксид алюминия, введенный в виде глинозема и/или электрокорунда, 14-27, оксид магния 14-27, оксид натрия 0,1-4.0, оксид калия 0,1-3,0, оксид кремния 14-23, оксид кальция 0,1-6,0, фторид кальция 14-25, алюминиевый порошок 0,1-2,5, оксид циркония 0,1-9,0, оксид хрома 0,1-5,0, феррохром или металлический хром 0,1-4,0, ферромарганец или металлический марганец 0,1-4,0, ферромолибден или металлический молибден 0,1-4,0, силикат натрия - остальное. Отношение содержания оксида кремния к суммарному содержанию оксида алюминия и оксида циркония составляет 0,62-0,99, а отношение содержания оксида кремния к суммарному содержанию оксида магния и оксида натрия составляет 0,7-0,99.

 

Изобретение относится к сварке и касается состава керамического флюса для автоматической сварки и наплавки изделий из высоколегированных коррозионно-стойких сталей аустенитного класса, работающих в различных отраслях машиностроения, например, в тяжелом, энергетическом, транспортном, нефтехимическом и др. отраслях народного хозяйства.

Известен керамический флюс для автоматической сварки низколегированных сталей, содержащий плавиковый шпат, электрокорунд, обожженный магнезит, марганец металлический, ферротитан, ферробор и связующую добавку, содержащий дополнительно ферросилиций в количестве 0,2-0,5 по отношению к количеству марганца металлического, а также сфеновый концентрат и титаномагнетит, а в качестве связующей добавки - силикат натрия-калия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Плавиковый шпат 22-30
Электрокорунд 14-25
Обожженный магнезит 22-31
Сфеновый концентрат 10-20
Марганец металлический 1,3-3,0
Ферротитан 1,2-2,8
Ферробор 0,1-0,8
Титаномагнетит 0,4-0,9
Ферросилиций 0,3-1,0
Силикат натрия-калия 7,7-8,9

(см., например, описание изобретения к патенту РФ №2228828, кл. В23К 35/362, опубл.20.05.2004).

Однако такой керамический флюс имеет ограниченную сферу применения, определяемую его функциональным назначением, и не предназначен для автоматической сварки и, наплавки высоколегированных коррозионно-стойких сталей аустенитного класса.

Наиболее близким из известных по своей технической сущности и достигаемому результату является выбранный в качестве прототипа керамический флюс для автоматической сварки и наплавки, содержащий, мас.%: оксид алюминия 15-25, введенный в виде глинозема и/или корунда, оксиды магния 25-38, кремния 25-38, фторид кальция 7-17, дополнительно содержащий, мас.%: алюминиевый порошок 0,1-2,0 и оксид титана 0,1-9,0 (см., например, описание изобретения к патенту РФ №2240907, кл. В23К 35/362, опубл. 21.11.2004).

Недостатками данного флюса являются низкие технологические свойства (затрудненная отделимость шлаковой корки с поверхности наплавленного металла, остатки шлаковой корки на поверхности валика в виде «березовой коры», способствующей возникновению шлаковых включений и, как следствие, к повышению вероятности возникновения микротрещин.

Сущность заявляемого изобретения выражается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения обеспечиваемого предлагаемым изобретением технического результата, который выражается в расширении функциональных возможностей за счет обеспечения возможности автоматической сварки и наплавки высоколегированных коррозионно-стойких сталей аустенитного класса, в повышении сварочно-технологических свойств флюса за счет саморегулирования содержания ферритной фазы и поддержания ее концентрации в металле сварного шва на уровне ее содержания в сварочной проволоке, а также в увеличении качества и срока службы сварного и наплавленного шва в широком диапазоне температур.

Указанный технический результат достигается тем, что керамический флюс для автоматической сварки и наплавки, содержащий оксиды магния, алюминия, натрия, кремния, кальция и фторид кальция, дополнительно содержит алюминиевый порошок, силикат натрия, оксид циркония, оксид хрома, феррохром или металлический хром, ферромарганец или металлический марганец, ферромолибден или металлический молибден, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: SiO2 14-23, Al2O3 14-27, MgO 14-27, CaF2 14-25, CaO 0,1-6,0, ZrO2 0,1-9,0, Cr2O3 0,1-5, Na2O 0,1-4, K2O 0,1-3, Cr(FeCr) 0,1-4, Mn(FeMn) 0,1-4, Mo(FeMo) 0,1-4, Al 0,1-2,5 силикат натрия - остальное, при этом отношение содержания оксида кремния к суммарному содержанию оксида алюминия и оксида циркония составляет 0,62-0,99, а отношение содержания оксида кремния к суммарному содержанию оксида магния и оксида натрия составляет 0,7-0,99.

Сравнение заявленного технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна", так как оно не известно из уровня техники.

Предложенное вещество отвечает такому условию патентоспособности как "промышленная применимость", поскольку может быть получено существующими техническими средствами и соответствует критерию "изобретательский уровень", т.к. оно явным образом не следует из уровня техники, при этом из последнего не выявлено каких-либо преобразований, характеризуемых отличительными от прототипа существенными признаками, на достижение указанного технического результата.

Таким образом, предложенное техническое решение соответствует установленным условиям патентоспособности изобретения.

Других известных технических решений аналогичного назначения с подобными существенными признаками заявителем не обнаружено.

Предложенная совокупность компонентов позволяет повысить технологические свойства флюса (самопроизвольная отделимость шлаковой корки, гладкая поверхность металла сварного шва) и снизить склонность наплавленного металла к образованию горячих трещин, а также повысить механические характеристики металла сварного шва и наплавленного металла.

Изменение соотношения между основными компонентами способствует образованию в наплавленном слое металла двухфазной аустенитно-ферритной структуры с содержанием ферритной фазы не менее 2% и благоприятных по форме и расположению неметаллических включений, за счет чего повышается стойкость наплавленного металла против образования горячих кристаллизационных трещин.

Оригинальность предлагаемого флюса заключается в том, что входящие в состав флюса оксиды магния, натрия и калия способствуют легкой отделимости шлаковой корки с поверхности металла сварного шва и наплавленного металла и устранению эффекта "побитости", вызываемого повышенной склонностью флюса к гидратации.

Опытно-экспериментальным путем установлено, что для получения хорошего формирования валика при сварке сталей аустенитного класса, особенно при сварке в узкие разделки, в составе флюса содержание комплексообразующих окислов (кремнезема, глинозема и/или электрокорунда,- оксида циркония) составляет 29-40 мас.%, так как при большем или меньшем содержании происходит ухудшение формирующих свойств флюса.

Повышение содержания кремнезема, хотя и улучшает сварочно-технологические характеристики флюса, ведет к повышению содержания кремния в наплавленном слое и засорению металла нежелательными силикатными включениями. Устранение такого противоречия решается с помощью подбора оптимального соотношения между SiO2, ZrO2, и Al2O3, что позволяет снизить термодинамическую активность флюса.

Поэтому содержание кремнезема ограничено пределами 14-23% при одновременном введении в состав флюса ZrO2, и Al2O3. Содержание кремнезема в составе флюса в указанных пределах способствует приданию флюса поверхностных свойств, позволяющих получать гладкую поверхность наплавки. Снижение концентрации кремнезема менее 14% приводит к ухудшению формирующих свойств флюса. Кроме того, возрастает склонность флюса к гидратации, в результате чего на поверхности валика появляется "побитость". Увеличение количества кремнезема более 23% приводит к интенсификации кремневосстановительного процесса и повышению концентрации кислорода в виде неметаллических включений эндогенного и экзогенного характера.

Введение в состав флюса в качестве комплексообразующего окисла двуокиси циркония способствуют улучшению внешних характеристик металла сварного шва и оказывает модифицирующий эффект на структуру наплавленного металла. Однако при введении двуокиси циркония менее 0,1 мас.% эффект модифицирования не заметен, а при введении двуокиси циркония более 9 мас.% ухудшается отделимость шлаковой корки, что является следствием снижения межфазного натяжения расплавленного шлака на поверхности металла и увеличением интенсивности взаимодействия двуокиси циркония с легирующими компонентами наплавленного металла.

Введение оксида алюминия в виде глинозема и/или электрокорунда в состав флюса наряду с оксидами кремния и циркония в качестве комплексообразующего компонента также способствует благоприятному формированию наплавленного валика. Совместное введение указанных компонентов в состав флюса в определенном соотношении способствует снижению склонности флюса к гидратации, однако содержание его во флюсе свыше 27 мас.% приводит к ухудшению отделимости шлаковой корки и появлению на поверхности наплавленного валика остатков шлака в виде "березовой коры", а в металле сварного шва тугоплавких неметаллических включений, снижающих механические характеристики металла шва. При концентрации оксида алюминия ниже 14 мас.% ухудшается формирование наплавленного валика.

Введение оксида магния в состав флюса в указанных пределах способствует созданию так называемого "короткого" шлака, что весьма важно при наплавке поверхностей вращения и предотвращает его стекание в процессе наплавки, что особенно важно при наплавке деталей, требующих предварительного подогрева и существенного повышения температуры детали по ходу наплавки.

Введение в состав предложенного флюса оксидов калия и магния повышает стабилизацию горения дуги, их содержание ниже заявленных параметров вызывает мерцание и нестабильность горения дуги, при этом соответствующее их превышение также повышает склонность флюса к гидратации и представляется экономически неоправданным.

Уменьшение концентрации оксида магния менее 14 мас.% уменьшает вязкость флюса при высоких температурах, что ухудшает формирование наплавленного металла при наплавке тел вращения. При количестве оксида магния более 27 мас.% вязкость флюса существенно повышается, что приводит к ухудшению формы шва, повышению высоты, наплавленного валика, что в свою очередь может привести к шлаковым включениям по границе сплавления соседних валиков.

Фторид кальция придает жидкому флюсу определенную жидкотекучесть, способствует очищению наплавленного металла от зашлаковок и вредных примесей, что в свою очередь повышает стойкость наплавленного слоя металла против образования пор и трещин при сварке и наплавке без ухудшения технологических и металлургических характеристик флюса. Кроме того, введение фторида кальция совместно с кремнеземом в определенном соотношении способствует уменьшению содержания водорода в наплавленном металле. При введение фторида кальция более 25 мас.% происходит нарушение стабильности дугового процесса и формирования валика, т.к. шлак становится слишком жидкотекучим и не способен удерживать и формировать металл сварного шва, особенно при сварке деталей малого диаметра. Количество фторида кальция менее 14 мас.% исключает эффект снижения концентрации водорода в наплавленном металле и отрицательно сказывается на технологических свойствах наплавленного металла.

Алюминий в указанных пределах вводится во флюс для обеспечения раскисления наплавленного металла. При концентрации алюминия во флюсе менее 0,1 мас.% он не выполняет своей функции и не раскисляет наплавленный металл. При содержании алюминия более 2,5 мас.% интенсифицируется процесс восстановления элементов из их окислов в составе флюса, что может отрицательно влиять на механические свойства наплавленного металла.

Введение оксида хрома совместно с металлическим хромом или феррохромом, совместно с молибденом или ферромолибденом, а также марганцем или феромарганцем в состав флюса в указанных пределах выполняет следующие функции: способствует поддержанию и стабилизации ферритной фазы на уровне ее концентрации в сварочной проволоке, что существенно снижает склонность сварного шва к образованию горячих трещин и способствует саморегулированию ферритной фазы независимо от колебаний режимов сварки. Кроме этого, указанные компоненты способствуют также торможению кремневосстановительного процесса. При содержании указанных компонентов выше верхнего предела происходит существенное повышение концентрации ферритной фазы, что может вызвать сигматизацию металла сварного шва и снижение механических характеристик. Количество указанных компонентов менее нижнего предела исключает эффект поддержания ферритной фазы в металле сварного шва на необходимом уровне.

Кроме того, отношение содержания оксида кремния к суммарному содержанию оксида алюминия и оксида циркония составляет 0,62-0,99. При указанных соотношениях ниже нижнего предела имеет место нестабильность электрической дуги и возможность образования пористой структуры металла сварного шва. При содержании выше верхнего указанного соотношения происходит резкая интенсификация окислительных процессов и, как следствие этого, повышение содержания кислорода за счет увеличения количества неметаллических включений эндогенного и экзогенного характера.

Кроме этого, отношение содержания оксида кремния к суммарному содержанию оксида магния и оксида натрия составляет 0,7-0,99. При указанных соотношениях ниже нижнего предела происходит ухудшение отделимости шлаковой коры с поверхности наплавленного слоя металла и образуются остатки шлака на поверхности наплавленного валика в виде "березовой коры" и, соответственно, выше верхнего указанного соотношения происходит повышение склонности флюса к гидратации и, как следствие этого, возможность появления пор в металле сварного шва и «побитости» поверхности наплавленного металла.

В качестве одного из предпочтительных примеров конкретного состава флюса для сварки сталей аустенитного класса, обеспечивающего необходимый комплекс металлургических и механических характеристик, может быть рекомендован следующий состав, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: SiO2 15, Al2O3 15, MgO 17, CaF2 18, CaO 6, ZrO2 1, Cr2O3 4, Na2O 3, K2O 3, Cr(FeCr) 4, Mn(FeMn) 4, Mo(FeMo) 4, Al 0,2 силикат натрия - остальное, при этом отношение содержания оксида кремния к суммарному содержанию оксида алюминия и оксида циркония составляет 0,93, а отношение содержания оксида кремния к суммарному содержанию оксида магния и оксида натрия составляет 0,83, что соответствует заявленному соотношению композиции.

Предложенная схема легирования керамического флюса позволяет осуществлять саморегулирование содержания ферритной фазы и поддерживать ее концентрацию в металле сварного шва на уровне ее содержания в сварочной проволоке.

Использование изобретения позволяет осуществлять бездефектную сварку коррозионно-стойких сталей аустенитного класса, в том числе и в узкие разделки в нижнем и горизонтальном положениях сварного шва, а также деталей вращения малого диаметра и выполнять наплавочные работы различных деталей ответственного назначения в атомноэнергетическом, тяжелом, нефтехимическом машиностроении с обеспечением высоких сварочно-технологических и металлургических характеристик. Предложенный флюс обеспечивает в широком диапазоне температур требуемое качество сварного шва и наплавленного металла.

Керамический флюс для автоматической сварки и наплавки, содержащий оксид алюминия, введенный в виде глинозема и/или электрокорунда, оксиды магния, натрия, кремния, кальция и фторид кальция, отличающийся тем, что он дополнительно содержит алюминиевый порошок, силикат натрия, оксид калия, оксид циркония, оксид хрома, феррохром или металлический хром, ферромарганец или металлический марганец, ферромолибден или металлический молибден при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Al2O3 14-27
SiO2 14-23
MgO 14-27
CaF2 14-25
ZrO2 0,1-9,0
CaO 0,1-6,0
Cr2O3 0,1-5,0
Na2O 0,1-4,0
K2O 0,1-3,0
Cr(FeCr) 0,1-4,0
Mn(FeMn) 0,1-4,0
Mo(FeMo) 0,1-4,0
Al 0,1-2,5

силикат натрия остальное, при этом отношение содержания оксида кремния к суммарному содержанию оксида алюминия и оксида циркония составляет 0,62-0,99, а отношение содержания оксида кремния к суммарному содержанию оксида магния и оксида натрия составляет 0,7- 0,99.



 

Похожие патенты:
Изобретение может быть использовано при сварке изделий, работающих при отрицательных температурах. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: пылевидные отходы производства извести 33,9-44,5, пылевидные отходы производства ферросилиция 20,5-31,1, пылевидные отходы производства алюминия 22-27, жидкое стекло 8-13.

Изобретение относится к электродуговой сварке сталей под флюсом, в частности к флюсам, предназначенным для примешивания к плавленым флюсам. .

Изобретение относится к сварочным материалам, в частности к керамическим флюсам для механизированной наплавки и сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей.
Изобретение относится к сварке, конкретно к электродуговой сварке под флюсом, в частности к флюсам, предназначенным для примешивания к плавленым флюсам. .

Изобретение относится к электродуговой сварке под флюсом и может быть использовано при сварке листовых металлоконструкций и резервуаров, работающих при отрицательных температурах.
Изобретение относится к сварочной отрасли, а именно к составам шихты для получения сварочного плавленого флюса, и может быть использовано при механизированной сварке и наплавке углеродистых сталей общего назначения низколегированной сварочной проволокой.

Изобретение относится к сварочным материалам, а именно к агломерированным флюсам, и может быть использовано для автоматической сварки низколегированных хладостойких сталей высокой прочности на высоких скоростях низколегированными проволоками в различных отраслях промышленности, например в производстве труб, судостроительной и нефтехимической промышленности.

Изобретение относится к способу получения хлорцинкатов аммония. .

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано при сварке неплавящимся электродом в среде аргона изделий из медных сплавов для уменьшения пористости в сварных швах.
Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано при сварке неплавящимся электродом в среде аргона изделий из меди для увеличения глубины проплавления основного металла без ухудшения качества металла шва.
Изобретение может быть использовано для нанесения высоколегированных плакирующих слоев путем автоматической наплавки ленточным электродом под слоем флюса в электрошлаковом режиме рабочих поверхностей современных корпусов атомных реакторов и других сосудов высокого давления. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, %: фторид кальция 40-70, оксид алюминия 15-30, оксид кремния 1-15, оксид кальция 0,5-12, алюминий 0,1-3, оксид железа 0,05-3, оксид хрома 0,05-3, натрий 0,01-3, калий 0,01-3. Отношение содержания фторида кальция к оксиду алюминия составляет 2,5-4,0, а отношение содержания оксида алюминия к оксиду кремния составляет 1,3-3,7.Флюс обеспечивает получение высококачественного бездефектного металла при однослойной наплавке в электрошлаковом режиме.

Изобретение может быть использовано для сварки нержавеющих сталей или наплавки антикоррозионного покрытия, например, оборудования атомных энергетических установок. Плавленый флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:SiO2 9-15, CaO 19-31, Al2O3 28-34, CaF2 29-33, Fe2O3 0,005-1,000, MgO 0,005-2,000, MnO 0,01-1,000. При этом должны выполняться соотношения:(CaO/2+5MgO+30MnO+2,6Fe2O3)/SiO2≥1 и (SiO2-8)4/(31F2O3+10MnO)≤1000. Сварочный флюс может применяться с аустенитными сварочными и наплавочными материалами с пониженным содержанием углерода, при этом он обеспечивает повышенную стойкость наплавленного металла к тепловому охрупчиванию в результате термического старения, что позволяет увеличить срок службы оборудования реакторных установок. 1 табл.

Изобретение может быть использовано для сварки низколегированных теплоустойчивых сталей перлитного класса, применяемых в нефтехимической промышленности. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: электрокорунд (19,0-25,0), синтетический шлак (14,0-18,0), плавиковый шпат (23,0-25,65), титаномагнетитовый концентрат (0,50-1,0), фтористый барий (0,40-1,5), марганец металлический (1,0-2,50), ферротитан (0,30-0,60), ферросилиций (0,20-0,50), обожженный магнезит (23,0-34,30), силикат натрия (5,0-8,0). Отношение суммарного содержания обожженного магнезита, плавикового шпата и 1/3 синтетического шлака, 1/3 силиката натрия к суммарному содержанию 2/3 синтетического шлака, 1/2 электрокорунда и 2/3 силиката натрия находится в пределах 2,25-3,18. Синтетический шлак имеет следующий химический состав, мас.%: SiO2 (15-35), СаО (45-60), Al2O3 (5-10), CaF2 (8-16). Флюс обеспечивает высокую ударную вязкость металла сварных швов, выполненных с использованием сварочной проволоки марки Св-15Х3ГМ1ФТА, после проведения высокого отпуска, при температуре испытаний от минус 30°C и одновременно высокую прочность металла шва при температурах до +454°C. 3 табл.
Изобретение относится к электродуговой сварке сталей под флюсом, в частности к флюсам. Флюс-добавка, предназначенный для примешивания к сварочным флюсам, на основе жидкого стекла содержит пыль электрофильтров алюминиевого производства и натриевого жидкого стекла при соотношении компонентов, мас.%: пыль электрофильтров алюминиевого производства 40-60, натриевое жидкое стекло 60-40. Изобретение позволяет повысить общий уровень механических свойств сварного шва и стабилизировать уровень твердости сварного соединения. 1 табл.

Изобретение может быть использовано при электродуговой сварке и наплавке легированных сталей под флюсом. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: пылевидный ковшевой шлак производства рельсовой стали 30,0-50,0, пылевидные отходы производства алюминия 5,0-30,0, жидкое стекло 40,0-65,0. Пылевидный ковшевой шлак производства рельсовой стали содержит, мас.%: FeO 0,3-1,5, MnO 0,1-2,0, СаО 50,8-53,8, SiO2 24,5-26,2, CaF2 0,01-1,0, Al2O3 3,4-5,0, MgO 7,8-8,7, Собщ 0,1-0,6, S 0,1-0,4, Р 0,3-0,6. Пылевидные отходы производства алюминия имеют следующий химический состав, мас.%: Al2O3 21-43,27, F 18-27, Na2O 8-13, K2O 0,4-6, СаО 0,7-2,1, SiO2 0,5-2,48, Fe2O3 2,1-2,3, Собщ 12,5-28,2, MnO 0,03-0,9, MgO 0,04-0,9, S 0,09-0,46, Р 0,1-0,18. Флюс обеспечивает снижение стоимости при его производстве, повышение прочности флюса и устойчивости горения дуги за счет оптимизации концентрации жидкого стекла, снижение угара легирующих элементов при сварке и наплавке за счет снижения окисленности и уменьшение уровня загрязненности стали экзогенными неметаллическими включениями. 1 табл.

Изобретение может быть использовано при электродуговой сварке и наплавке легированных сталей под флюсом. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %: пылевидный ковшевой шлак производства рельсовой стали 30,0-50,0 и жидкое стекло 50,0-70,0. Ковшевой шлак производства рельсовой стали содержит, мас. %: SiO2 20,7-28,6, MnO 0,01-2,0, СаО 45,6-54,8, MgO 0,1-10, Al2O3 0,1-7,0, К2О 0,1-4, Na2O 0,1-4, FeO 0,01-1,5, CaF2 0,01-1,5, Собщ 0,1-0,6. Флюс обеспечивает улучшение качественных характеристик сварного шва и наплавляемого металла за счет снижения загрязненности стали неметаллическими включениями, снижения угара легирующих элементов при сварке и наплавке и повышения устойчивости горения дуги, а также позволяет уменьшить себестоимость сварки за счет утилизации отходов производства. 1 табл.

Изобретение может быть использовано при изготовлении электродуговой сваркой под флюсом металлоконструкций из низкоуглеродистых сталей, стойких к электрохимической коррозии, например корпусов морских судов, нефте- и газопроводов. Зазор стыкового соединения заполняют металлохимической присадкой. Присадка содержит смесь рубленой металлической крупки фракцией 1,0-2,0 мм, изготовленной из обрези кромок обеих свариваемых заготовок в соотношении 1:1 с очисткой ее от окислов, а также соединения отрицательно активных элементов в количестве 0,5-0,8 мас.% и алюминий в количестве 0,2-0,34 мас.%. Ширину зазора устанавливают 0,6-0,8 толщины свариваемых деталей. Осуществляют одностороннюю или двухстороннюю сварку в несколько проходов на постоянном токе прямой полярности из условия обеспечения минимального перемешивания сварочной ванны. Заполнение зазора крупкой осуществляют путем ее предварительной засыпки или подачи в зону дуги с использованием дозатора. Приведенные приемы способа позволяют снизить градиент потенциала поперек сварного шва и обеспечивают повышение стойкости металлоконструкции к электрохимической коррозии. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл., 1 пр.

Флюс может быть использован для сварки низко- и среднелегированных сталей. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %: шлак производства силикомарганца 88,0-98,0, пылевидные отходы производства алюминия 1,0-6,0, жидкое стекло 1,0-6,0. Шлак производства силикомарганца содержит, мас. %: SiO2 25-49, Al2O3 4-28, СаО 15-32, CaF2 0,1-1,5, MgO 1,7-9,8 MnO 3-17, FeO 0,1-3,5, S≤0,20, P≤0,05. Пылевидные отходы производства алюминия имеют следующий химический состав, мас. %: Al2O3 21-38,27; F 18-27; Na2O 8-13; K2O 0,4-6,6, СаО 0,7-2,1; SiO2 0,5-2,48; Fe2O3 2,1-2,3; Собщ 12,5-27,2, MnO 0,03-0,9, MgO 0,04-0,9, S 0,09-0,46, P 0,1-0,18. Применение флюса при сварке обеспечивает повышение уровня механических свойств сварных конструкций за счет уменьшения уровня загрязненности стали оксидными неметаллическими включениями путем снижения концентрации FeO в шлаке и проведения углеродного раскисления, а также повышение устойчивости горения дуги и улучшение качества сварного шва.
Изобретение может быть использовано при электродуговой механизированной сварке и наплавке низколегированных сталей. Флюс состоит из шлака производства силикомарганца, который содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %: диоксид кремния 25-49, оксид алюминия 4-28, оксид кальция 15-32, фторид кальция 0,1-1,5, оксид магния 1,7- 9,0 оксид марганца 3-17, оксид железа 0,1-3,5. В качестве примесей флюс может содержать серу не более 0,12 мас.% и фосфора не более 0,02 мас.%. Флюс обеспечивает уменьшение стоимости сварочного процесса за счет утилизации отходов производства и снижение загрязненности стали неметаллическими включениями, а также позволяет снизить угар легирующих элементов при сварке и наплавке, что способствует повышению механических свойств сварного соединения.

Изобретение относится к сварочным и наплавочным материалам и может быть использовано для получения наплавленного металла и сварных швов на низко-, средне- и высоколегированных сталях и сплавах. В качестве порошков тугоплавкого химического соединения используют тугоплавкие химические соединения переходных металлов, выбранных из IV, V и VI групп Периодической системы, с углеродом, азотом или бором в виде порошкообразной смеси, содержащей нано-, ультра- и микроразмерные частицы. Сначала смешивают упомянутую смесь порошков со смешивающим агентом в соотношении от 2,3:1 до 4:1, полученную смесь продавливают через сито с образованием гранул размером не менее 500 мкм, просушивают их при температуре 250-300°C с обеспечением сухого остатка смешивающего агента 7-14% от массы полученных гранул, затем гранулы смешивают со шлакообразующим компонентом в виде флюса с образованием гранул с размерами в интервале 0,25-1,6 мм в соотношении от 1:2,3 до 1:0,75, нагревают полученную смесь в течение 5-10 мин при температуре Тх, выбираемой из соотношения Ттк>Тх≥Тш+50°C, где Ттк - температура плавления тугоплавкого химического соединения переходных металлов; Тш - температура плавления шлакообразующего компонента, после чего охлаждают, а закристаллизовавшийся шлак измельчают и разделяют на фракции с размером 50-100 мкм. Изобретение позволяет создать модификатор, обеспечивающий при его плавлении в реакционной зоне сварки высокую степень сохранности нано-, ультра- и микроразмерных частиц тугоплавких химических соединений в микрогранулах модификатора, а также повысить стабильность существования сварочной дуги. 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2013-09-27 2013-09-26T23:23:42
Наверх