NO115982B - - Google Patents

Description

Flussmiddel for pulverdekket buesveising.

Foreliggende oppfinnelse vedrorer flussmiddel for buesveising og mer spesielt slike flussmidler som avsettes på et arbeidsstykke for å dekke og beskytte sveisesonen.

Ettersom den pulverdekkede buesveising har utviklet seg, har industrien stadig sokt nye flussmidler for å mote nye sveiseanvendelser, eller bedre flussmidler for å forbedre gamle sveiseanvendelser. Et hovedformål er naturligvis alltid å forbedre flussmidlet samtidig som man enten bibeholder eller reduserer prisen på nevnte middel.

Slike flussmidler inneholder vanligvis flere oksyder, et uorganisk fluorid og, i visse tilfeller, et metallisk desoksydasjonsmiddel slik som ferrosilisium eller ferromangan. De spesielle kombinasjonersav oksyder som anvendes og deres mengdeforhold i flussmidlet er i alminnelighet valgt slik at den spesielle egenskap som er onsket oppnåes. For å oppnå maksimal elektrodeavsetning med en minimum mengde flussmiddel-forbruk, har det således vært foreslått et flussmiddel som består av 40-46$ Si02, 24-46$ MnO, 4-8$ CaF2, opp til 2$ FeO, opp til 1$ AlgO^, opp til 3$ CaO, opp til 1$ Ti02, opp til 3$ BaO, opp til 0.5$ Na20,

opp til 0.5$ KgO og opp til 1$ MgO. Når det på den annen side onskes at sveisen skal ha en hoy slagstyrke, er det foreslått å anvende et flussmiddel inneholdende 8-20$ Si02, 15-35$ A120^, opp til 17$ TiOg, 7-20$ CaO, 3-10$ MgO, 15-30$ MnO, 4-20$ CaF2og opp til 4$ alkalioksyd. Videre er det oppdaget at vanskelighetene som er forbundet med fjerning av det sammensmeltede flussmiddel fra sveiseavsetningene inneholdende krom, betydelig reduseres ved anvendelse av et flussmiddel inneholdende 40-45$ CaO, 45-55$ A120^, 2-15$ CaF2og maksimalt 5$ silisiumdioksyd og tilfeldige urenheter.

Man har videre innsett at Fe20^kan være tilstede som en urenhet i de råmaterialer som anvendes ved fremstilling av flussmidlene. I et flussmiddel som typisk inneholder 30-65$ Si02, 0-55$ MnO, 0-40$ CaO, 0-20$ MgO, 0-20$ Ti02, 0-25$ Na20+K20, 0-15$ A<l>^, 3-15$ CaF2, 0-0.15$ S, og 0-0.15$ P, kan således innholdet av Fe20^ være opp til 4 vektprosent av flussmidlet.

Foreliggende oppfinnelse er basert på den oppdagelse at, i visse flussmidler hvori mengden av aluminiumoksyd er storre enn mengden av silisiumdioksyd, må oksydene av jern og mangan av hoyeste valens, nemlig Fe20^, Fe^O^og Mn02, holdes under et forutbestemt maksimum for å gi

et flussmiddel som lett kan skilles fra den stivnede sveiseavsetning og som gir jevne og gode sveiser, som er frie for overflatedefekter.

Oksydene Fe20^, Fe^O^og Mn02dissosieres raskt av varmen i sveisesonen og det dissosierte oksygen danner, ved reaksjon med de leg-erende elementer i tråden og hovedmetallet, oksyder av disse elementer og gjor dem ved dette ineffektive. Karbon kan f.eks. forbinde seg med det dissosierte oksygen i buen for således å danne de gassformige pro-dukter CO og C02. Utviklingen av disse gasser kan forstyrre det smelt-ede sveisemetall for således å gi overflateeffekter, typisk kalt "pocking". Hvis det er resterende fritt oksygen tilgjengelig, kan det oppstå porositet eller nålehull i sveisen såvel som "pocking". I tillegg til dette reagerer det dissosierte oksygen med desoksydasjonsmidler i sveisekjernen og flussmidlet og forårsaker at desoksydasjonsmidlene blir mindre dyktige når det gjelder å utfore deres funksjon i sveisen. Det er derfor onskelig at innholdet av disse oksydene holdes så lavt som mulig.

Ifolge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt et flussmiddel for pulverdekket buesveising inneholdende en relativt stor mengde kl^ O^ og mindre mengder Ti02, MnO, MgO, Si02, et uorganisk fluorid og et metallisk desoksydasjonsmiddel, idet resten er urenheter om-. fattende ett eller flere av oksydene Fe20^, Fe^ O^ og Mn02, kjennetegnet ved at flussmidlet består av 30-60$ AlgO^, 5-20$ Ti02, 5-25$ MnO, 1-20$ MgO, 3-25$ Si02, 2-10$ av det uorganiske fluorid og 1-10$ av det metalliske desoksydasjonsmiddel, og at det samlede innhold av oksydene Fe20^, Fe^O^ og Mn02er under 5$.

Kildene for de vesentlige oksyder velges slik at man med hensikt ekskluderer de ustabile oksyder med hoy valens nemlig Fe20^, Fe^O^ og Mn02og for å holde slike oksyder som er tilstede som en urenhet, ved et minimum. Aluminiumoksyd kan tilsettes som bauxitt, korund, feltspat, eller som et aluminiumoksydholdig slagg. Titandioksyd tilsettes fortrinnsvis som rutil, hvilket i alt vesentlig er Ti02. Andre titanoksyd-holdige forbindelser kan imidlertid anvendes, slik som titanoksydslagg med lavt innhold av jernoksyder. Manganoksyd tilsettes fortrinnsvis fra- en malm som har en meget liten prosentdel Mn02>Vanlig manganmalm inneholder i alminnelighet hoye prosentvise mengder Mn02, slik at MnO og Mn02 er tilstede i like mengdeforhold. Visse malmer som er rike på Mn02kan brukes forutsatt at MnOg-forbindelsen lett kan reduseres til MnO under ovnsdriften ved fremstillingen av flussmidlet, eller hvis en slik malm kalsineres for bruken i flussmidlet for å frigjore noe av oksygenet. Manganoksyd tilsettes som kalsinert magnesitt. Andre kilder for magnesiumoksyd kan brukes, f.eks. magnesiumoksyd ekstrahert fra sjovann.

Flussmidlet inneholder også et uorganisk fluorid slik som kryo-litt, CaF2eller natriumfluorid i området fra 2 til 10 vektprosent. Fluoridene tilsettes på grunn av deres nyttige effekt på flussmidlets sveisbarhet.

Desoksydasjonsmidler er også inkludert i flussmidlet. Typiske desoksydasjonsmidler er silisiummangan, ferrosilisium, ferromangan, ferromangansilisium, kalsiumsilisium eller andre materialer kjent som desoksydasjonsmidler, som utviser den samme virkning. Desoksydasjonsmidlene er tilstede i området på fra 1 til 10 vektprosent.

Alle bestanddelene males og blandes. Blandingen bindes sammen med et silikatbindemiddel, f.eks. natrium- eller kaliumsilikat, og fores deretter gjennom en torker som har tilstrekkelig varme til å avdrive eventuell fuktighet. Det er viktig at eventuelt kjemisk bundet vann avdrives. Det er faktisk viktig at silikatbindemidlet, som tilsettes som en vandig opplosning, smeltes for derved å sikre fullstendig fjernirg av hydratvannet. Videre bor eventuelle tilstedeværende karbonater under varmeoperasjonen nedbrytes slik at de gassformige komponenter avdrives.

Folgende tabell illustrerer området for bestanddeler i vektprosent ifolge foreliggende oppfinnelse, som analysert etter at flussmiddel-bestanddelene er sammenblandet og torket som beskrevet ovenfor.

Foretrukne nominelle verdier i vektprosent for bestanddelene andre enn de ustabile oksyder med hoy valens, er vist i folgende tabell:

Innholdet av de ustabile jern- og manganoksyder med hoy valens som er forårsaket av uunngåelige urenheter, er fortrinnsvis mindre enn yfo for sammensetningene 1 og 2, og mindre enn 5$ for sammensetningene 3 og 4-

I et typisk sammenligningsforsok ble en sveis laget med et tidligere kjent flussmiddel sammenlignet med en sveis laget med et flussmiddel ifolge foreliggende oppfinnelse ved bruk av en sandblåst plate som arbeidsstykke, dvs. en plate som var fri for eventuelle overflate-jernoksyder„ Sveisen som ble laget med det tidligere kjente flussmiddel, som inneholdt oksydene med hoy valens i overkant av de angitte grenser, viste en uregelmessighet i midtsonen. I tillegg til dette viste det seg tydelig innen denne uregelmessigheten en metallisk utbulning. Sveisen som ble laget med flussmidlet ifolge foreliggende oppfinnelse hadde en jevn overflate som var fri for fremspring.

Den konklusjon som kan trekkes fra en slik sammenligning, er

at under ellers like sveiseforhold og på en oksydfri overflate, som ikke er den vanlige praktiske sveisesituasjon, vil flussmidlet ifolge oppfinnelsen frembringe jevnere og mer feilfrie sveiseoverflater.

I et annet forsok ble sveisene foretatt på en plate som hadde glodeskall på overflaten. Glodeskall er Fe^ O^ dannet under varmebe-handlingen av stålbasismetallet. Tidligere kjent flussmiddel frem-bragte en sveis hvori senteruregelmessigheten var blitt mer utpreget enn på den sandblåste platen. En sammenligning av overflateutseende viste at flussmidlet ifolge oppfinnelsen oppforte seg bedre i forbind-else med glodeskall, idet det fremdeles ga jevne solide sveiser.

De skadelige virkninger fra de tre ustabile oksyder med hoy valens ble klart vist ved de etterfølgende forsok, hvor store mengder av disse oksyder med hensikt ble tilsatt til et flussmiddel ifolge oppfinnelsen .

I det forste forsoket ble det laget tre sveiser med flussmidlet ifolge oppfinnelsen hvori Skede prosentvise mengder av glodeskall ble' tilsatt til flussmidlet. Den forste sveisen, laget med 3% tilsatt glodeskall, var jevn og i alt vesentlig fri for metalliske fremspring. En annen sveis, laget med 5$ tilsatt glodeskall, viste et betraktelig antall metallfremspring og den midtre delen av sveisen begynte å vise uregelmessigheter. En tredje sveis laget med 8% glodeskall i flussmidlet, hadde mange uregelmessigheter med flere overflatefeil.

I det andre forsoket ble det laget tre sveiser med flussmidlet ifolge oppfinnelsen, hvori storre og storre prosentvise mengder Fe20^ble tilsatt til flussmidlet. Den forste sveisen, laget med 3% tilsatt Fe20^, begynte akkurat å vise metalliske fremspring på overflaten. I den andre sveisen, laget med 5$ tilsatt Fe^ O^ til flussmidlet, kunne man tydelig se metalliske fremspring. I den tredje sveisen laget med 8% Fe20^ tilsatt til flussmidlet, fantes det svært mange overflate-uregelmessigheter og feil.

I det tredje forsoket ble det laget tre sveiser med flussmidlet ""ifolge oppfinnelsen hvori storre og storre mengder Fe^O^, tilveiebragt fra en malm i motsetning til Fe^0^tilveiebragt fra glodeskall, tilsatt til flussmidlet. Den forste sveisen, laget med 3% Fe^^ tilsatt til

flussmidlet, var god idet fremspring akkurat begynte a danne seg på overflaten. Den andre sveisen laget med 5$ ^ e^/\. tilsatt til fluss-

midlet, hadde flere uregelmessigheter med en okende mengde overflatefeil. Den tredje sveisen, laget med 8$ Fe^ O^ tilsatt til flussmidlet, var meget dårlig med en mengde feil.

Til slutt ble det laget tre sveiser med flussmidlet ifolge oppfinnelsen hvori storre og storre mengder Mn02ble tilsatt til flussmidlet. Den forste sveisen, laget med 3$ tilsatt MnCv,, var god og relativt fri for overflateujevnheter. Den andre sveisen, laget med 5$ MnOg i flussmidlet, utviste allerede uregelmessigheter og et dårlig sveisutseende..Med 8% Mn02i flussmidlet, var sveisen fullstendig uakseptabel.

Ifolge foreliggende oppfinnelse bor således flussmidlet inneholde mindre enn 5$ av slike bestanddeler som Fe^ O^, Fe^O^,. og Mn02, separat eller i kombinasjon. Flussmidlet bor fortrinnsvis inneholde mindre enn 3% av slike materialer.

Claims (1)

1. Flussmiddel for pulverdekket buesveising inneholdende en relativt stor mengde AlgO^og mindre mengder Ti02, MnO, MgO, Si02, et uorganisk fluorid og et metallisk desoksydasjonsmiddel, idet resten er urenheter omfattende ett eller flere av oksydene Fe^ O^, Fe^ O^ og Mn02,karakterisert vedat flussmidlet består av 30-60$ AlgO^, 5-20$ Ti02, 5-25$ MnO, 1-20$ MgO, 3-25$ Si02, 2-10$ av det uorganiske fluorid og 1-10$ av det metalliske desoksydasjonsmiddel, og at det samlede innhold av oksydene Fe20^, Fe^ O^ og MnOp er under 5$«