Керамический флюс для механизированной сварки

 

>768582

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ е, г (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14.09.78 (21) 2662590/25-27 (51) M. Кл.з

В 23 К 35/362 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комитет (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.10.80, Бюллетень № 37 по делам изобретений и открытий (53) УДК 621,791.048 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07.10.80

В. М. Кирьяков, В. И. Кабацкий, В. В. Подгаецкий, Н. Б. Фишбейн и Л. Я. Данилевский

Ордена Ленина и ордена Трудового Красного .т а1 11и;3 -р

Знамени институт электросварки им. Е. О. Пато а 1. ."".- .. ",: .у 1к : ф тД (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) КЕРАМИЧЕСКИЙ ФЛЮС ДЛЯ

МЕХАНИЗИРОВАННОЙ СВАРКИ

Изобретение относится к сварке, в частности к керамическому флюсу для механизированной сварки, применяемого преимущественно для сварки сталей.

Известны различные составы керамических флюсов, например, флюс 11), содержащий следующие компоненты, вес. с о

Магнезит 25 — 32

Плавиковый шпат 26 -30

Глинозем 15 — 25

Мрамор 5-- 10

Полевой шпат 3 — 8

Феррохром 7 — 9

Ферромарганец 2 — 3

Алюминиевый порошок 1 — 2

Ферротитан 0,5--1,5

Однако известный флюс не обеспечивает требуемой стойкости швов против образования отрывов.

Известен также флюс 12), содержащий следующие компоненты, вес.

Рутил 3 — 9

Полевой шпат 3 — 8

Магнезит 22 — 40

Плавиковый шпат 20 — 30

Глинозем 14 — 20

Мрамор 3 — 8

Гематит 1Г) — -12

Марганцевая руда 2 — 5

Алюминиевый порошок 2 — 5

Ферротитан 0,2 — 2,5

Ферросилиций 0,2 — 2

Ферромарганец 0,2 — 2

Недостатком известного керамического флюса является то, что он не обеспечивает достаточной стойкости металла шва против образования трещин.

Для повышения стойкости сварных швов против образования трещин флюс

1Q дополнительно содержит бихромат калия и алюмоцериевую лигатуру, а алюминий содержит в виде ферросплава при следующем соотношении компонентов, вес.

Плавиковый шпат 32 — 40

15 Мрамор 10 — 20

Магнезит 15 — 24

Глинозем 12 — 18

Гематит 1 — 5

Марганцевая руда 2---6

Ферротитан 1 — 4

Ферроалюминий 3 — 6

Бихромат калия 0,05 — 0,8

Алюмоцериевая лигатура 0,02 — 0,6

Повышение стойкости швов против об25 разования холодных трещин достигается за счет рафинирования и комплексного модифицирования металла шва.

Рафинирование металла шва обеспечп. вается за счет введения в состав предлагаемого флюса алюмоцериевой лигатуры, 768582

3 бихромата калия (хромпика) и выбора оптимального соотношения основных шлакообразующих компонентов. Комплексное модифицирование металла шва досгигается за счет титана, алюминия; церия и других редкоземельных элементов, вводимых во флюс с помощью ферротитана, ферроалюминия и алюмоцериевой лигатуры.

Как показали исследования, введение в состав керамического флюса алюмоцериевой лигатуры (содержащей, % 38 — 42, А1;

25 — 32 Се, 25 — -32 Р3М и 4 — 10 e) существенно снижает в зоне сплавления общее количество неметаллических включений сульфидного происхождения и благоприятно влияет на характер их образования.

Экспериментально установлено, что введение во флюс определенного количества указанной лигатуры позволяет на 30—

40% повысить стойкость аустенитных швов против образбванйя холодных трещин-отрывов.

Выбор оптимального содержания во флюсе плавикового шпата, магнезита и мрамора, а также введенис в небольших количествах бихромата калия существенно снижают общее количество сульфидных и других неметаллических включений в металл шва. При этом установлено, что наилучшее рафинирующее действие шлаковой основы достигается при следующих преде- 30 лах соотношений весовых процентов cocMgO+ CaCO3 тавных частей флюса:, =- 0,8...1,2.

СаРг

Рафинирование и модифицирование металла шва повышают вязкость зоны 35 сплавления, что также в определенной степени увеличивают стойкость швов против образования отрывов.

Флюс данного состава имеет и более высокие сварочно-технологические свойст- 40 ва, которые получаются за счет выбора оптимального содержания и соотношений . шлакообразующих компонентов, обеспечивающих получение высокоосновного шлака с требуемыми физико-химическими свойст- и5 вами, Введение во флюс бихромата калия

Содержание компонентов, вес. /, Компоненты

35,43

16,5

12

18

Плавиковый шпат

Магнезит

Мрамор

Глинозем

Марганцевая руда

Гематит

Ферроалюминий (50 /о

АI)

Ферротитан (ТиО)

Бихромат калия

Лигатура алюмоцериевая, о/о (38 — 42 Al

25 — 32 РЗМ, 25 — 32 Се, 4 — 10 Fe) 35

23

18,6

36

2I

14

6

0,05

1,7

0,2

1

0,8

0,6

0,02

0,1

Механические характеристики металла шва

2

Сварочные .материаггя а„кгс/см при б, кгс/ми

o кгс/ммг о,г, /о

Ф /о

+ 20 С I — 40 С

Предлагаемый фгпос (состав 1)

То же (состав 2)

То же (состав 3)

Флюс-прототип

9,0

8,0

7,5

5,0

61,5

G1,0

64,5

52,3

19,8

18,9

19,1

15,2

21,6

20,6

21,2

1 7,4

62,5

63,5

61,5

66,5

58,5

57,0

59,5

47,6

31,6

32,4

30,8

36,4

60 2. Сварка выполнялась проволокой

ЭП-244 состава, . .0,09 С, 0,57 Si, 31,87 Мн, 10,23 Сч, 0,011 $, 0,015 Р.

3. Образцы для механических испытаний вырезались из средних слоев много65 слойного шва.

Примечание. 1. Сварка выполнялась переменным током на автомате АДС-1000—

4 в режиме: первый валик — 1„=550 А, U = 28 В; V„= 15 м/ч; второи и последующие валики — 1„ =- 600 — 650 А, U = 32 — 36 В, V„= 15 — 18 м/ч.

4 и повышение содержания карбопата кальция способствуют стабилизации горения дуги и позволяют получать хорошие технологические свойства флюса при сварке как постоянным, так и переменным током.

При сварке термически обработанной стали типа ЗОХГ2СНА аустенитной проволокой ЭП-244 могут быть применены, например, флюсы, приведенные в табл. 1.

Таблица 1

Примечание. Во флюсах 1, 2 и 3 содержание дополнительно введенных компонентов и соотМдО+СаСОг ношения взяты с соответственно на

СаРг среднем и граничных пределах.

В табл. 2 приведены механические характеристики и данные по стойкос1и против образования холодных трещин — отpbIBoB многослойных швов, выполненных с применением указанных выше составов предлагаемого флюса аустенитной прово локой ЭП-244 О 5 мм на стали типа

ЗОХГСНА. В таблице для сравнения, также приведены результаты по сварке про. волокой ЭП-244 под керамическим флюсом †прототип.

Таблица 2

768582

Плавиковый шпат

Мрамор

Магнезит

Глинозем

Гематит

Марганцевая руда

Ферротитан

Ферроалюминий

Бихромат калия

Алюмоцериевая лигатура

32- — 40

10 — 20

15 — 24

12 — 18

1 — 5

2 — 6

1 — 4

3 — 6

0,05 — 0,8

0,02 — 0,6

30

Составитель Н. Козловская

Техред И. Пенчко Корректор Т. Трушкина

Редактор Г. Петрова

Изд. № 521 Тираж 1160

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 7476

Подписное

Загорская типография Упрполнг Мособлисполкома

Стойкость швов против образования трещин — отрывов (кр. мм) оценивалась по методике, в основу которой положен статический изгиб стыковых образцов после сварки (расстояние между опорами при изгибе стыковых образцов составляло

1 = 180 мм).

Как видно из таблицы, данньш флюс обеспечивает более высокую стойкость швов протйв образования отрывов. По этому показателю швы, выполненные под предлагаемым керамическим флюсом, на

50 — 80% выше швов, выполненных под флюсом-прототипом.

Керамический флюс данного состава при сварке аустенитной хромомарганцевой проволокой как постоянным, так и переменным током в широком диапазоне режимов обладает хорошими сварочно-технологическими свойствами. Он прошел всесторонние лабораторные испытания при автоматической сварки проволокой ЭП-244 жестких стыковых образцов из термически обработанной стали типа ЗОХГСНА толщиной 30 — 80 мм с типовыми разделками. Испытания пока" зали, что известный флюс обеспечивает: устойчивый процесс горения дуги, газовы деление — незначительное, хорошее формирование валиков, легкую отделимость шлаковой корки с поверхности всех валиков при сварке в глубокую разделку и требуемую стойкость швов против образования пор, горячих и холодных грещин.

Металлографические исследования также подтвердили высокое качество швов, выполненных под предлагаемым флюсом.

Использование керамического флюса данного состава в производстве отвсгствен6 ных металлоконструкций из термически обработанных сталей типа ЗОХГСНЛ позволит существенно повысить качество сварки, улучшить условия труда автосварщцков.

Формула изобретения

Керамический флюс для механизированной сварки преимущественно стали, со

10 держащий плавиковый шпат, мрамор, магнезит, глинозем, гематит, марганцевую руду, ферротитан, алюминий, -о тл и ч а юшийся тем, что, с целью повышения стойкости сварных швов против образова

15 ния трещин, он дополнительно содержит бихромат калия и алюмоцериевую лигатуру, а алюминий содержит в виде ферросплава при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

35 № 216151, кл. В 21 К Зоо/362, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР № 323233, кл. В 23 К 35/362, 1970 (прототип).