Керамический флюс для автоматической сварки высоколегированных сталей и сплавов

 

КЕРАШЧБСКИЙ ФЛЮС ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ, содержащий ьфамор, флюоритовый концентрат, рутиловый концентрат, феррогшюминий, хромовую РУДУ iхром металлический марганец, отличающийся тем, что, с целью улучшения сварочно-технологических свойств флюса, он дополнительно содержит нефелиновый концентрат и ферротитан при следующем соотношении компонентов флюса, мас.% Флюоритовый концентрат 30-40 Рутиловый концентрат 28-34 Мрамор3-7 Ферроалюминий0,5-1,5 Хромовая руда8-15 Хром металлический 1-6 (Л Марганец1-4 Ферротитан0,5-2 Нефелиновый концентрат 8-14

ае аи

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

МЯ) В 23 К 35/362 (21 ) 3529112/25-27 (22) 31.12.82 (46) 15.03. 84. Бюл. 9 10 (72) IC.A Ющенко, В.Н. Липодаев, Ю.Н. Каховский, В.М. Кирьяков, В.Н. Ковальков и В.В. Геймур (71) Ордека Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. Е.О. Патона (53) 621.791.04(088.8) (56 ) 1. Каховский Н. И. Сварка высоколегированных сталей. — "Техника", K., 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

В 833405,.кл. В 23 К .35/365, 03.10.79.

3. Авторское свидетельство СС Р

9 335500661155, кл. В 23 К 35/3o2, 12.04.71 (прототнп). (54)(57) КЕРАМИЧЕСКИЙ ФЛЮС ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ

СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ, содержащий мрамор, флюоритовый концентрат, рутиловый концентрат, ферроалюминий, хромовую руду,,:хром металлический, марганец, отличающийся тем, что, с целью улучшения сварочно-технологических свойств флюса, он дополнительно содержит нефелиновый концентрат и ферротитан при следующем соотношении компонентов флюса, мас.Ъ

Флюоритовый концентрат 30-40

Рутиловый концентрат 28-34

Мрамор 3-7

Ферроалюмнний 0,5-1,5 а

Хромовая руда 8-15 ф

Хром металлический 1-6

Марганец 1-4

Ферротнтан 0,5-2

Нефелиновый концентрат 8-14

1079388

Известен керамический флюс для автоматической сварки глубокоаустенитных коррозионностойких сталей, содержащий компоненты в следующем соотношении, мас.В:

Рутиловый концентрат

Флюоритовый концентрат

Мрамор

Окись хрома

Гематит

Ферротитан

Ферроалюминий

Лигатура бариевая

50-60

15-30

2-6

2-8

2-4

6-10

0,5-5

0,2-0,8

40

Данный флюс обеспечивает высокую технологическую прочность металла полученных шков (2) .

Однако при сварке сталей повышенных толщин в сочетании с известным флюсом трещиноустойчивость металла швов значительно снижается, наплавленный металл имеет недостаточную растекаемость, что при сварке в глубокую разделку приводит к подворотам валиков и защлаковкам. Кроме того, опыт применения указанного флюса показал, что при определенных условиях его изготовления (когда содержащийся во флюсе ферротитан и ферроалюминий имеют много мелкодисперсной фракции) и сварке с повышенным на пряжением на дуге (более 36 В для повышения растекаемости валиков) 60 в наплавленном металле увеличивается содержание кремния вследствие восстановления последнего из флюса. При этом повышается склонность швов к трещинам, отделимость шлаковой корки 65

Изобретение относится к сварочным материалам, в частности к керамическим флюсам для автоматической сварки высоколегированных,стабильноаустенитных коррозионностойких сталей и спла-, вов. "5

При изготовлении химического обо рудования из аустенитных коррозионностойких сплавов 06Х23Н28МЗДЗТ (ЭИ 943), 03Х23Н28МЗДЗТ (ЭП 516), стали

04Х21Н21МЧБ (ЗИ 35), 06Х16Н15МЗТ 10 (ЭИ 580), ОЗХ16Н15МЗ (ЭИ 844) в настоящее время применяется для механизированной сварки плавленный флюс

АН-18 j1) .

Однако применение данного флюса 15 ограничено толщиной свариваемого металла (до 14 мм), что обусловлено недостаточным уровнем технологической прочности металла швов. Кроме того флюс характеризуется низкими сварочно-технологическими свойствами (образование на поверхности швов трудноудаляеьых частичек шлака, неудовлетворительная растекаемость наплавленного металла, приводящая к ухудшению формирования металла шва . и образованию дефектов в виде пор и шлаковых включений). заметно ухудшается. На поверхностй валиков появляется прилипший шлак, который трудно удаляется.

Наиболее близким к изобретению является керамический флюс для сварки высоколегированных аустенитных сталей, содержащий компоненты в следующем соотношении, мас.%

Флюоритовый конфентрат (плавленный гипат) 33,5-37

Мрамор 12-15

Двуокись титана (рутия)

Глинозем

Магнезий

Окись хрома (хромовая руда) 5-10

Ферросилиций 0,5-2

Хром 5-11

Ферромарганец (марганец) до 5%

3)люминий (ферроалюминий) 0,5-2

Данный флюс обеспечивает достаточно высокую технологическую прочность наплавленного металла (3) .

Однако сварочно-технологические свойства флюса при сварке больших толщин невысоки. К таким свойствам, требующим улучшения, относятся растекаемость наплавленного металла, отделимость шлаковой корки и формирование металла шва.

Цель изобретения — улучшение сварочно-технологических свойств флюса при сохранении высокой технологической прочности металла швов.

Поставленная цель достигается тем, что керамически флюс для автоматической сварки высоколегированных сталей и сплавов содержащий флюоритовый концентрат, рутиловый концентрат, мрамор, металлический хром, марганец, хромовую руду и ферроалюминий, дополнительно содержит нефелиновый концентрат и ферротитан при следующем соотношении компонентов флюса, мас. Ъ

Флюоритовый концентрат 30-40

Рутиловый концентрат 28-34

Мрамор 3-7

Ферротитан 0,5-2

Ферроалюминий 0,5-1,5

Нефелиновый концентрат 8-14

Хромовая руда 8-15

Хром металлический 1-6

Марганец 1-4

2, 5-5

12-15

12-15

Улучшение сварочно-технологических свойств достигается введением в керамический флюс нефелинового концентрата, а также активного рас.-. кислителя ферротитана, и выбранным соотношением остальных составляющих флюса. Нефелиновый концентрат, благодаря наличию в нем кремнезема и окиси алюминия, повышает растекаемость жидкого металла при плавлении, улучшает смачиваемость жидким металлом твердого. В связи с этим обеспе1079388 чивается плавный переход наплавленного валика к основному, т.е. хорошее формирование швов. Раскисление флюса ферроалюминкем и ферротитаном обеспечивает понижение активности в нем свободного кислорода и предотвращает образование шпинелей типа

МеО в Ь- ;на границе металл-шлак.

Благодаря укаэанному на поверхности закристаллизовавшихся швов отсуте ствуют участкк с прилипшим шлаком и обеспечивается легкая отделимость шлаковой корки.

Экспериментально установлено, что высокому уровню сварочно-технологических свойств флюса способствует f5 выбранное отношение флюоритового концентрата к рутиловому концентрату, которое. находится в пределах 1,1-1,3 °

Хромовая руда предотвращает окисление хрома из сварочной ванны, тем 2О самым способствует сохранению химического состава металла шва по хрому на требуемом уровне, и предотвращению.образования шпинелей на границе шлак - металл. Используется также благоприятное влияние хромовой руды на металлические процессы при сварке, а именно способность оккслять такой вредный элемент, как кремний.

Наличие хрома металлического во

Ялюсе в количестве 1-6 мас.В. способствует повышению скорости кристаллизации металла шва за счет захолаживания кристаллизующейся части сварочной ванны, тем саьым повьиаает технологическую. прочность швов иэ"за снижения времени пребывания металла

s температурном интервале хрупкости.

Наличие марганца металлического во флюсе в количестве 1-4 мас.В обес- о печивает долегирование металла чистоаустенитных швов марганцем, положительное влияние которого на технологическую прочность аустенитных швов общеизвестно. 45

Для сварки глубокоаустенитного корроэионностойкого сплава марки ЭИ-943 может быть приведен, например, флюс составов(мас.%),приведенных в табл.1.

В табл. 2 приведены химический 5П состав наплавленного металла, данные испытаний флюса на растекаемость

1 наплавленного металла (1 мм) к стойл кость многослойных швов против образования горячих трещин при сварке сплава ЭИ 943 проволокой l5 4 мм такого же состава.

Автоматическую сварку стыков кз стали ЭИ»943. 5 16 мм, выполняют в два прохода автоматом ТС-17М на постоянном токе обратной полярности на режиме: c 450А, 0 = 32-36В, Чса = 17 22 M/wРастекаемость нанлавленного металла оценивают по ширине (В мм) валиков, наплавляемых нахолодно на пластину из сталк ЭИ-943 толщиной 5 16 мм на постоянном режиме: lee = 450 A, U = 34Ву Чсв = 20 м/ч.

Стойкость многослойных швов про"тив горячих трещин (P >, мм/мин) оценивают прк статическом изгибе стыков образцов в.процессе сварки. . Керамический флюс нового состава обладает хорошими сварочно-технологическими характеристикамис газовыде- ление незначительное, дуга горит устойчиво, шлак легко удаляется с поверхности всех валиков, в том числе и при сварке в глубокую разделку даже на небольших напряжениях, валики имеют гладкую чистую поверхность, на оптимальных режимах в швах отсутствуют трещины, поры, шлаковые включения и другие дефекты.

Предлагаевый керамический флюс обладает хорошими сварочно-технологическими свойствами при сварке наиболее распространенных коррозионностойких сталей типа 18-10, 21-5, 17-13-3, 22-6-2 и др.

Флюс прошел всестороннюю проверку в лабораторных условиях при автоматической сварке стыковых образцов из стали ЭИ-943 толщиной 20-40 мм с типовыми разделками. Результаты испытаний подтвердили высокое качество сварки при использовании предлагаемого Флюса. Применение флюса предлагаемого состава" в производстве ответственных конструкций химического машиностроения позволит повысить качество сварки, улучшить условия труда сварщиков и получить значительный экономический эффект.

1029388

Таблица 1

Содержание в составах, мас.Ф

\ 4 \

II III IV V

Компоненты

36 35,5 40

Марганец металлический

1 2

0,5

Ферротитан

Ферроалюминий

1,5

1 0,5

Таблица 2

Содержание элементов в металле шва, в Ъ мм Критичес— кая скорость деформации, мм/мии

Сварочный флюс в составах

Mo Cu Ti S

Mn Si Cr

Ф

3,2 2,8 след. 0,007 0,020 26

3,1 2,7 -"- 0,008 0,016 25

0,035 0,59 0,24 22,8 27,9

0,038 0,41 0 18 23,5 27,5

12,0

10,5

0,040 0,76 0,26 22,4 27,8 3,1 2,8 -"- 0,010 0,017 25 11,0

0,035 0,54 0,17 22,0 27, 6 3,1 2,6 -"- 0,007 0,023 28 10,5

0,40 0,82 0,23 23,1 27,8 3,2 2,5 -"- 0,006 0,017 27 9,5

Составитель Т. Арест

Редактор Н. Воловик Техред A.âàáèíåö Корректор 10., Макаренко

Заказ 1219/11 Тираж 1037 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент ", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Флюоритовый концентрат

Рутиловый концентрат

Иефелиновый концентрат

Хромовая руда

Мрамор

Хром металлический

30 29

10 8

11 15

5 3

3 6

3 1

36 30

30 34

14 10

8 10

7 6

1 3

2 4

1,5 2

0,5 1