NO334604B1 - Sveisetråd med flussmiddelkjerne for sveising av rustfritt stål - Google Patents
Sveisetråd med flussmiddelkjerne for sveising av rustfritt stål Download PDFInfo
- Publication number
- NO334604B1 NO334604B1 NO20031935A NO20031935A NO334604B1 NO 334604 B1 NO334604 B1 NO 334604B1 NO 20031935 A NO20031935 A NO 20031935A NO 20031935 A NO20031935 A NO 20031935A NO 334604 B1 NO334604 B1 NO 334604B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- content
- flux
- welding
- welding wire
- source
- Prior art date
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 151
- 230000004907 flux Effects 0.000 title claims abstract description 59
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 title claims description 22
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 title claims description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 36
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 62
- 239000002893 slag Substances 0.000 abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 10
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 238000004017 vitrification Methods 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminium flouride Chemical compound F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 2,3,7,8-tetrachloro-dibenzo-p-dioxin Chemical compound O1C2=CC(Cl)=C(Cl)C=C2OC2=C1C=C(Cl)C(Cl)=C2 HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017082 Fe-Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002593 Fe-Ti Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017133 Fe—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010342 TiF4 Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001632 barium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Inorganic materials [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001512 metal fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004021 metal welding Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XROWMBWRMNHXMF-UHFFFAOYSA-J titanium tetrafluoride Chemical compound [F-].[F-].[F-].[F-].[Ti+4] XROWMBWRMNHXMF-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
- B23K35/368—Selection of non-metallic compositions of core materials either alone or conjoint with selection of soldering or welding materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3053—Fe as the principal constituent
- B23K35/308—Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3053—Fe as the principal constituent
- B23K35/308—Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent
- B23K35/3086—Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent containing Ni or Mn
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
En sveisetråd med flussmiddelkjerne innbefatter et metallrør og et flussmiddel i metallrøret. Innholdet av en Si-kilde i så vel metallrøret som i flussmiddelet eller i enten metallrøret eller flussmiddelet uttrykt som Si-innhold [Si] uttrykt som prosentforholdet av Si-kildemassen relativt den totale masse avflussmiddelkjerne-sveisetråden, ligger i området fra 1,0 til 4,0 masse %. Flussmiddelkjerne-sveisetråden inneholder en Ti-kilde og/eller en Zr-kilde, og innholdet av Ti-kilden uttrykt som Ti-innhold [Ti] og innholdet av Zr-kilden uttrykt som Zr-innhold [Zr] tilfredsstiller en ulikhet: [Si] / ([Ti]+ [Zr]) > 0,8. Flussmiddelkjerne-sveisetråden har et Cr-innhold [Cr] i området fra 16 til 30 masse %. Flussmiddelkjerne-sveisetråden har et Na-innhold [Na] og et K-innhold [K] som tilfredsstiller en ulikhet: ([Na] + [K]) x [Cr]2 < 50. Denne sveisetråden gir reduserte konsentrasjoner av seksverdig Cr i slagg og gasser og gir tilfredsstillende sveiseytelse.
Description
Oppfinnelsen vedrører en sveisetråd med flussmiddelkjerne for sveising av rustfritt stål og med egenskaper for redusering av vannløselig Cr i slagg og gasser som dannes under sveising med bruk av sveisetråd med flussmiddelkjerne.
Den anvendte mengde av sveisetråd med flussmiddelkjerne har i de senere år øket som følge av sveisetrådenes evne til å sikre utmerket sveiseresultat og effektiv sveising. Mengdeforholdet mellom sveisetråd med flussmiddelkjerne og den totale mengde av sveisetråd som benyttes for sveising av rustfritt stål er høyt, og det har vært utviklet ulike typer flussmiddelkjerne-sveisetråder med sammensetninger som egner seg for ulike typer basismetallsveisinger, og der har også blitt utviklet ulike typer flussmiddel-kjerne-sveisetråder for ulike sveiseposisjoner. Slagg og gasser som dannes når de konvensjonelle flussmiddelkjerne-sveisetråder for sveising av rustfritt stål benyttes for sveising, inneholder Cr i et Cr-innhold på 10 masse % eller mer. Dette Cr inneholder vannløselig Cr, nemlig seks verdig Cr.
I de senere år har kjennskapen til globale miljøproblemer i forbindelse med miljø-forgiftning med dioksin og flon øket, og bruken av Cr-platerte stålplater for automotive formål er blitt begrenset. Det har vært gitt restriksjoner med hensyn til deponering av slagg som fremkommer under sveising, fordi slagget inneholder seksverdig Cr. Innholdet av seksverdig Cr i slagget målt ved hjelp av en test for bestemmelse av frigjort metall, må ikke overstige en referanseverdi på 1,5 ppm. Det har vært foreslått metoder for redusering av innholdet av frigjort seksverdig Cr i sveisegasser (JP-A nr. 114447/1977).
I US 5124529 A beskrives en sveisetråd med flussmiddelkjerne for sveising av rustfritt stål.
Frigjort seksverdig Cr i gasser som behandles med en oppfinnelse som er beskrevet i JP-A nr 52-114447 er minst 700 ppm, hvilket representerer et meget høyt innhold.
I JP-A nr. 113676-1998 og 248543-1997 foreslås det metoder for redusert frigjøring av seksverdig Cr ved kjemisk å behandle faststoffer som inneholder seksverdig Cr og avfallsvæsker som inneholder seksverdig Cr. Det er imidlertid grunnleggende viktig å kunne redusere dannelsen av seksverdig Cr, som er skadelig for mennesker.
Foreliggende oppfinnelse tar utgangspunkt i de foran nevnte problemstillinger, og det er derfor en hensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en sveisetråd med fluss middelkjerne for sveising av rustfritt stål, hvilken sveisetråd har den egenskap at det oppnås redusert innhold av seksverdig Cr i slagg og gasser som dannes under sveisingen av rustfritt stål, samtidig som man skal være sikret et tilfredsstillende sveiseresultat.
Sveisetråd med flussmiddelkjerne for sveising av rustfritt stål, innbefatter ifølge oppfinnelsen et metallrør, og et flussmiddel i metallrøret som definert i det vedlagte uavhengige krav 1. Ytterligere egenskaper er definert i avhengige krav 2 og 3.
Innholdet av en Si-kilde i så vel metallrøret som i flussmiddelet, eller enten i metallrøret eller flussmiddelet, angitt som prosentinnholdet av Si-kildemassen relativt den totale massen til flussmiddel-kjerne-sveisetråden, skal ligge i området mellom 1,0 til 4,0 masse %, innholdet av en Ti-kilde i så vel metallrøret som i flussmiddelet, eller enten i metallrøret eller flussmiddelet, uttrykt som Ti-innhold [Ti], og innholdet av en Zr-kilde i så vel metall-røret som i flussmiddelet, eller enten i metallrøret eller flussmiddelet, uttrykt som Zr-innhold [Zr], skal tilfredsstille ulikheten:
[Si] /([Ti] + [Zr]>0,8,
innholdet av en Cr-kilde i så vel metallrøret som i flussmiddelet, eller enten i metall-røret eller flussmiddelet, uttrykt som Cr-innholdet [Cr], ligger i området 16 til 30 masse%, og flussmiddelet skal inneholde en eller to typer av en Na-kilde, og en K-kilde i et Na-kildeinnhold uttrykt som Na-innhold [Na] og i et K-kildeinnhold uttrykt som et K-innhold [K], hvilket innhold skal tilfredsstille ulikheten:
([Na] + [K])X[Cr]<2><50.
Flussmiddelkjerne-sveisetråden for sveising av rustfritt stål er videre kjennetegnet ved innholdet av en F-kilde i flussmiddelet uttrykt som F-innhold er 0,010 til 0,0120 masse %, regnet på den totale massen til flussmiddelkjerne-sveisetråden.
Flussmiddelkjerne-sveisetråden for sveising av rustfritt stål er videre kjennetegnet i at metallrøret er tilformet av et rustfritt stål som inneholder Cr med et Cr-innhold på 18 masse % eller mer.
Flussmiddelkjerne-sveisetråden for sveising av rustfritt stål er videre kjennetegnet ved at Ti-innholdet [Ti], Zr-innholdet, [Zr] eller summen av kalium-innholdet [K] og Zr-innholdet [Zr] ligger i området fra 0,8 til 3,0 masse %, og at Na-innholdet [Na], K-innholdet [K] eller summen av Na-innholdet [Na] og K-innholdet [K] ligger i området fra 0,03 til 0,15 masse %.
Foreliggende oppfinnelse reduserer konsentrasjonen av seksverdig Cr i slagg og gasser som dannes ved sveising av rustfritt stål, og gir bedret sveiseytelse. Fig. 1 er en graf som viser hvordan de respektive vannløselige Cr-konsentrasjoner i gasser og slagg som dannes under sveising, varierer med Cr-innholdet i en sveisetråd. Fig. 2 er en graf som viser hvordan den vannløselige Cr-konsentrasjonen i gasser avhenger av Na + K-innholdet og av Cr-innholdet i sveisetråder. Fig. 3 er en graf som viser hvordan den vannløselige Cr-konsentrasjonen i gasser varierer i avhengighet av sveisestrømmen (dekkgass:100 % CC>2-gass). Fig. 4 er en graf som viser hvordan den vannløselige Cr-konsentrasjonen i gasser varierer i avhengighet av Ar-konsentrasjonen i dekkgassen (sveisestrøm: 200 A).
Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere. Oppfinnerne har funnet, ved undersøkelser av flussmiddelkjerne-sveisetråder beregnet for sveising av rustfritt stål, at når både slagg og gasser inneholder seksverdig Cr, vil Cr-innholdet i gassene alltid være flere titall til flere hundre ganger høyere enn i slagget. Mengden av seksverdig Cr i slagget kan derfor reduseres til et ønskelig nivå ved å redusere mengden av seksverdig Cr i gassene. Man har funnet, ved undersøkelser av sammensetningene til slagg som dannes av flussmiddelkjerne-sveisetråder med samme Cr-innhold, at den frigjorte mengde av seksverdig Cr i slagg som dannes av sveisetråder med et Si-innhold, er mindre enn i slagg som dannes av rutildekkede sveisetråder. Oppfinnerne har foretatt eksperimentelle studier på basis av disse fakta, i den hensikt å løse de nevnte problemer, og har funnet at mengden av frigjort seksverdig Cr i slagg og gasser kan reduseres ved å endre sveisetrådenes slaggdannende komponenter, ved redusering av mengden av Na og K og øking av mengden av Cr i kveiler (rør), samtidig som tilfredsstillende sveise-resultater kan oppnås.
Virkningene til komponentene og den begrensede sammensetning av en flussmiddel-kjerne-sveisetråd for sveising av rustfritt stål ifølge oppfinnelsen, skal beskrives nærmere. I den etterfølgende beskrivelse betyr [Si] Si-kildeinnholdet som Si-innhold, og innholdet av de andre elementkildene vil bli uttrykt på tilsvarende måte.
(1) Si: 1,0 til 4,0 masse %
En omdannelse av slagg og gasser til amorfe substanser, det vil si vitrifisering av slagg og gasser, er vesentlig for oppnåelse av redusert mengde frigjort Cr. Tilsetting av en Si-kilde virker til å fremme vitrifisering uten derved å ødelegge sveiseytelsen. Tilsettingen av Si er ineffektivt dersom Si-kildeinnholdet er under 1,0 masse %, og slaggfjerningen hemmes vesentlig dersom Si-kildeinnholdet overskrider 4,0 masse %. Si-kilder er Si som inneholdes i metallrøret til flussmiddelkjerne-sveisetråden, metallisk Si og Si-blandinger som innbefatter Fe-Si, silikasand og feltspat i flussmiddelet.
(2) Ti og/eller Zr: [Si] / ([Ti] + [Zr]) > 0,8
Ti og Zr tilsettes for innstilling av sveiseytelsen. Er Ti-innholdet, Zr-innholdet eller summen av Ti-innholdet og Zr-innholdet større enn Si-innholdet, vil vitrifiseringstallet for slagg og gasser være lavt og mengden av frigjort Cr vil ha en tendens til å øke. Derfor avpasses Ti-innholdet Zr-innholdet eller summen av Ti- og Zr-innholdet i forbindelse med Si-innholdet. For å øke vitrifiseringstallet og redusere mengden av frigjort Cr, ([Ti] + [Zr]) < [Si] /0,8. Ti og Zr bedrer dekningsvirkningen til sveiseslagget og bedrer vulstformen og det foretrekkes derfor at ([Ti] + [Zr]) > 0,8 masse %. Dersom ([Ti] + [Zr]) > 3,0 masse %, vil slagget være for hardt og muligheten for slaggfjerning svekkes. Det foretrekkes derfor at (([Ti] + [Zr]) ligger i området fra 0,8 til 3,0 masse %.
Ti-kilder innbefatter Ti i metallrøret, og metallisk Ti eller Fe-Ti, og et oksyd, så som rutil, i flussmiddelet. Zr-kildene innbefatter Zr i metallrøret, en Zr-oksyd eller en Zr-blanding, så som Zr-sand, i flussmiddelet.
(3) Cr: 16 til 30 masse %
Mengden av frigjort Cr i sveiseslagg og -gasser vil ligge på et ubetydelig nivå dersom Cr-innholdet, en vesentlig komponent i rustfritt stål, er mindre enn 16 masse %. Innstillingen av sveiseytelsen vil være meget vanskelig dersom Cr-innholdet overskrider 30 masse %. Derfor holdes Cr-innholdet i området fra 16 til 30 masse %.
Mer fordelaktig lages metallrøret av rustfritt stål med et Cr-innhold på 18 masse % eller mer, idet metallrøret med et slikt Cr-innhold på 18 masse % eller mer benyttes istedenfor flussmiddelet som Cr-kilde for reduksjonen av mengden frigjort Cr. Rustfrie stål med et Cr-innhold på 18 % eller mer er eksempelvis SUS430, SUS304, SUS304L, SUS309S og slike stål som er spesifisert av JIS.
(4) Na-kilde og/eller K-kilde: ([Na] + [K] x [Cr]2 <50
Da en øking i Na-innholdet og K-innholdet medfører øking av mengden frigjort Cr, foretrekkes det å holde Na- og K-innholdet lavt. Imidlertid virker en tilsetting av Na og K til å bedre buestabiliteten. Oppfinnerne har funnet at mengden frigjort Cr og Cr-innholdet i sveisetrådene henger sammen, og at mengden frigjort Cr øker eksponensielt når Cr-innholdet i sveisetråden øker.
Fig. 1 er en graf som viser hvordan de respektive vannløselige Cr-konsentrasjoner i sveisegassene og -slagget varierer med Cr-innholdet i en sveisetråd. Sveisingen ble gjennomført under sveisebetingelse nr 1 i tabell 5. Som det klart går frem av fig. 1 er det en korrelasjon mellom Cr-innholdet i sveisetråden og mengder av anløp slik Cr i henholdsvis sveiseslaget og sveisegassene, og mengdene av vannløselig Cr i henholdsvis slagg og gasser øker eksponensielt når sveisetråd-Cr-innholdet øker. Den vannløselige Cr-konsentrasjonen i gassene er mer enn hundre ganger større enn i slagget for samme sveisetråd-Cr-innhold.
Oppfinnerne har foretatt undersøkelser vedrørende relasjon mellom Cr-innholdet, Na-innholdet og K-innholdet i en sveisetråd og de vannløselige Cr-konsentrasjoner i gassene og har funnet at mengden frigjort Cr kan reduseres og tilfredsstillende sveiseytelser kan bibeholdes når ulikheten: ([Na] + [K]) x [Cr]<2>< 50 tilfredsstilles. Fig. 2 er en graf som viser den vannløselige Cr-konsentrasjonen i gassers avhengighet av Na + K-innholdet og Cr-innholdet i sveisetråder, idet Na + K-innholdet er avsatt på den vertikale akse og Cr-innholdet er avsatt på den horisontale akse. Sveisingen ble gjennomført under sveisebetingelse nr 1 i fig. 5. I fig. 2 indikerer trekanter tilstander hvor den vannløselige konsentrasjonen er 100 ppm eller lavere, sirkler indikerer tilstander hvor den vannløselige Cr-konsentrasjonen er 10 ppm eller lavere, og korsene indikerer tilstander hvor den vannløselige Cr-konsentrasjonen er større enn 100 ppm. Som det klart går frem av fig. 2 kan den vannløselige Cr-konsentrasjonen i gassene reduseres til 100 ppm eller mindre (tilstander indikert av trekanter og sirkler) ved å redusere Na + K-innholdet i sveisetråden i samsvar med Cr-innholdet i sveisetråden. En kurve gjennom trianglene kan uttrykkes som: ([Na] + [K]) x [Cr]<2>= 50. Tilstander indikert med trekanter og sirkler, hvor den vannløselige Cr-konsentrasjonen i gassene er 100 ppm eller lavere, befinner seg et område som er representert av ([Na] + [K]) x [Cr]<2>< 50. Flussmiddelkjerne-sveisetråden ifølge oppfinnelsen tilfredsstiller derfor:
([Na] + [K]x[Cr]<2><50.
Buestabiliteten blir utilfredsstillende dersom Na- og K-innholdet i flussmiddelkjerne-sveisetråden reduseres til null. Det foretrekkes derfor at sveisetråden med flussmiddel- kjerne inneholder Na og K slik at ([Na] + [K]) ligger i området fra 0,03 til 0,15 masse %. Mulige Na-kilder og K-kilder er fluorider eller oksyder av Na og K, og Na-blandinger og K-blandinger, så som feltspat. Fig. 3 er en graf som viser hvordan den vannløselige Cr-konsentrasjonen i gassene varierer med sveisestrømmen. Den vannløselige Cr-konsentrasjonen i gassene er avsatt langs den vertikale akse og sveisestrømmen er avsatt langs den horisontale akse. Dekkgassen var 100 % C02-gass. Som det klart kommer frem av fig. 3 øker gassenes vannløselige Cr-konsentrasjon når sveisestrømmen overstiger 250 A, og Cr-konsentrasjonen øker raskt når sveisestrømmen overstiger 300 A. Det foretrekkes derfor å holde sveisestrømmen på 250 A eller lavere, mer fordelaktig 200 A eller lavere. Fig. 4 er en graf som viser hvordan gassenes vannløselige Cr-konsentrasjon varierer med Ar-konsentrasjonen i dekkgassen. Den vannløselige Cr-konsentrasjonen er avsatt langs den vertikale aksen, og Ar-konsentrasjonen er avsatt langs den horisontale aksen. Sveisestrømmen var 200 A. Når dekkgassen er CCVgass vil konsentrasjonen av vannløselig Cr i gassene være meget liten. Konsentrasjonen av vannløselig Cr i gassene øker når Ar-konsentrasjonen øker over 60 %, og konsentrasjonen øker sterkt når Ar-konsentrasjonen går opp over 80 %. Det foretrekkes derfor å holde Ar-konsentrasjonen i en dekkgass bestående av Ar-gass og CC>2-gass på 80 % eller lavere, mer fordelaktig 60 % eller lavere.
(5) F: 0,010 til 0,120 masse %
Fluorider løser seg lett i en sveisebue og reduserer oksygen-partialtrykket. Fluorider virker derfor til å hindre en oksidering av Cr. Videre tilsettes fluorider for å kunne styre slaggets strømningsevne og redusere gropdannelser. Et fluorid av Na eller K benyttes vanligvis som fluorid. Imidlertid skal innholdet av Na og K reduseres i foreliggende oppfinnelse. Oppfinnerne undersøkte metallfluorider som ikke gir noen uønsket virkning med hensyn til mengden av frigjort Cr, men gir de ønskede fluid-virkninger. Man fant at A1F3, MgF2og LiF var virkningsfulle i stedet for en liten mengde av NaF. Når innholdet av en F-kilde i flussmiddelet uttrykt som F-innhold var mindre enn 0,010 masse % regnet på den totale masse av sveisetråden med flussmiddelkjerne, var virkningene ikke tilstrekkelige. Et fluorinnhold på mer enn 0,12 % ga ekstrem økning av sprutingen. Andre virkningsfulle fluorider med hensyn til reduksjon av frigjort Cr er CaF2, BaF2og TiF4. Det er imidlertid meget vanskelig å oppnå god sveiseytelse ved bruk av disse fluorider.
Eksempler
Flussmiddelkjerne-sveisetråder som angitt i tabellene 1 til 3 ble fremstilt av metallrør med de komposisjoner (masseprosent) som er angitt i tabell 4, og sveiseprøver ble gjennomført med de i tabell 5 gitte sveisebetingelser. Resultatene av evalueringene av vannløselig Cr-konsentrasjoner og sveiseytelser er vist i tabellene 6 og 7.
Prøvemetodene vil bli beskrevet nedenfor.
[Sveisemetode og prøvetakingsmetoder for gasser og slagg]
Gassprøver ble tatt med en metode i samsvar med "Method of Measuring Total Furnes Produced by Coated Electrode" som spesifisert i Z3930, JIS. Gassen ble prøvetatt med en gassprøvetakingsmetode med bedret måling av totalgassen som oppstår ved bruk av en dekket elektrode som angitt i Z3930, JIS. En sveisepistol, en prøveplate og en bærer ble plassert i et apparat for måling av gassmengde, for oppsamling av gasser som oppstår ved bruk av en flusmiddelkjerne-sveisetråd. Sveiseoperasjoner med bruk av prøve-sveisetråder ble gjennomført under sveisebetingelser som i tabell 5, og de dannede gasser ble oppsamlet. Et filter ble fjernet etter ferdig sveiseoperasjon, og de oppsamlede gasser ble undersøkt.
Påleggs sveis ing ble gjennomført i en planstilling under sveisebetingelser som i tabell 5, og slagg ble oppsamlet fra sveisevulstene i det andre lag og lag over det andre lag. Da det oppsamlede slagg har udefinerte former og lengder, ble slagget knust i en agat-morter og bragt til pulverform. Pulveret ble siktet og pulver med partikkelstørrelser i området fra 0,5 til 5,0 mm ble undersøkt.
[Frigjørings-prøvemetode]
Vannløselig Cr ble frigjort ved hjelp av en metode i samsvar med en metode for detektering av metaller i industrielt avfall (Environmental Advice in Japan No. 13, Feb. 17, 1973, revised later). Mer bestemt ble vannløselig Cr frigjort fra slagg ved hjelp av den nedenfor angitte prosedyre. (1) Destillert vann og 50 g slagg ble blandet for tilveiebringelse av 500 cm<3>av en prøvevæske. (2) Den tilveiebragte prøvevæsken ble ristet i en shaker i 6 timer, med en frekvens på 200 ganger/min og ved ordinær temperatur og normalt trykk. (3) Prøvevæsken ble deretter filtrert gjennom et glassfiberfilter (1 um) hvorved det ble tilveiebragt en prøvemengde.
Da gassene bare ble dannet i små mengder ble en liten gassmengde prøvetatt med en enkel metode og vannløselig Cr ble frigjort med følgende prosedyre. (1) Destillert vann og 1 g gass ble blandet for derved å tilveiebringe 100 cm<3>av en prøvevæske. (2) Denne prøvevæsken ble rystet 5 min under ordinær temperatur og normalt trykk, og deretter ble prøvevæsken rystet i en termostatisk rystetank ved en temperatur på 70 °C i 2 timer. (3) Denne rystede prøvevæske ble så satt rolig, ble avkjølt til romtemperatur og deretter ble prøvevæsken filtrert med et glassfiberfilter (0,45 um) for tilveiebringelse av en prøvemengde.
Konsetntrasjonene av seksverdig Cr i prøvemengdene ble målt med en metode ifølge K0102, JIS. De måleresultater som fremkom ved måling av gassene ble multiplisert med 10 for å justere disse målingene til konsentrasjonen av prøvevæsken oppnådd ved behandling av slagget.
Tabellene 6 og 7 angir resultatene av prøvingene av flussmiddelkjerne-sveisetrådene i form av sammenligningseksempler og eksempler. I tabell 1 er trådene nr 9 til 19 flussmiddelkjerne-sveisetråder ifølge oppfinnelsen. Som det går frem av tabell 7 viser eksemplene 1 ti 14, hvor det benyttes flussmiddelkjerne-sveisetråder nr 9 til 19, at disse sveisetråder ifølge oppfinnelsen både ga reduksjon av mengden frigjort Cr og tilfredsstillende sveiseytelse.
Konsentrasjonen av vannløselig Cr i sveisegassene i eksempel 2, hvor det ble benyttet flussmiddelkjerne-sveisetråd nr 9 og en høy sveisestrøm (sveisebetingelse nr 2 i tabell 5) og i eksempel 4, hvor det ble benyttet sveisetråder nr 4 og C02-dekkgass som inneholdt 20 % argongass (sveisebetingelse nr 4 i tabell 5) var noe høyere enn i gassene ifølge eksempel 3, hvor det ble benyttet lav sveisestrøm (sveisebetingelse 3 i tabell 5) og i eksempel 1, hvor det ble benyttet 100 % C02-dekkgass (sveisebetingelse 1 i tabell 5).
Eksempel 7, hvor det ble benyttet tråd nr 12 med en liten ([Ti] + [Zr]), var noe utilfredsstillende med hensyn til slaggdekningen. Det slagg som fremkom i eksempel 8, hvor det ble benyttet sveisetråd nr 13 med en større ([Ti] + [Zr]) var hardt og noe utilfredsstillende med hensyn til slagg-fjerningen.
Metallrør nr 2 i flussmiddelkjerne-sveisetråd nr 12 har et lite Cr-innhold som vist i tabell 4 relativt Cr-innholdet i flussmiddelkjerne-sveisetråden, og metallrør nr 1 i flussmiddelkjerne-sveisetråd nr 16 har et mindre Cr-innhold sammenlignet med et forholdsvis stort Cr-innhold i flussmiddelkjerne-sveistråden som vist i tabell 1. Eksemplene 11 og 13, hvor flussmiddelkjerne-sveisetrådene 16 og 18 benyttes, har noe større konsentrasjoner av vannløselig Cr. I eksempelet 14, hvor det benyttes flussmiddelkjerne-sveisetråd nr 19 med et større ([Na] + [K]), er konsentrasjonen av vannløselig Cr noe større.
De flussmiddelkjerne-sveisetråder som benyttes i sammenligningseksemplene nr 1 til 8, har følgende problemer. Sveisetråden i sammenligningseksempel 1 har et lavt Si-innhold og en liten verdi av [Si] / ([Ti] + [Zr]) gir ingen reduksjon av Cr-konsentrasjonen i den frigjorte mengde. Flussmiddelkjerne-sveisetråden i sammenligningseksempel 2 har et meget stort Si-innhold og gir sveiseslagg som er meget vanskelig å fjerne, og denne tråden egner seg derfor ikke for praktisk sveising. Sveisetrådene i sammenligningseksemplene 3 og 4, som har små verdier av [Si] ([Ti] + [Zr]) gir ikke tilfredsstillende reduksjon av Cr-konsentrasjonen. Sveisetrådene i sammenligningseksemplene 5 og 6, som har et meget stort ([Na] + [K]) relativt [Cr] har en meget stor verdi for ([Na] + [K]) x [Cr]<2>og gir ingen tilfredsstillende reduksjon av Cr-konsentrasjonen. Sveisetråden i sammenligningseksempel 7 har en meget stor verdi for [Cr] sammenlignet med verdien til ([Na] + [K]) og har en meget stor verdi (
[Na] + [K]) x [Cr] og kan ikke på tilfredsstillende måte redusere Cr-konsentrasjonen. Flussmiddelkjerne-sveisetråden i sammenligningseksempel 8 har et meget stort Cr-innhold og var utilfredsstillende med hensyn til evnen til redusering av Cr-konsentrasjonen, og også med hensyn til sveiseytelsen.
Claims (3)
1.
Sveisetråd med flussmiddelkjerne for sveising av rustfritt stål, innbefattende et metallrør og et flussmiddel i metallrøret,karakterisert vedat
innholdet av en Si-kilde i så vel metallrøret som i flussmiddelet, eller enten i metallrøret eller flussmiddelet, angitt som prosentinnholdet av Si-kildemassen relativt den totale massen til flussmiddelkjerne-sveisetråden, ligger i området 1,0 til 4,0 masse %, hvor masse % for de forskjellige forbindelsene er uttrykt i % av den totale massen av flussmiddelkjerne-sveisetråden,
innholdet av en Ti-kilde i så vel metallrøret som i flussmiddelet, eller enten i metall-røret eller flussmiddelet, uttrykt som Ti-innholdet [Ti], og innholdet av en Zr-kilde i så vel metallrøret som i flussmiddelet, eller enten i metallrøret eller flussmiddelet, uttrykt som Zr-innhold [Zr], tilfredsstiller ulikheten
[Si]/([Ti] + [Zr])>0,8,
innholdet av en Cr-kilde i så vel metallrøret som i flussmiddelet, eller enten i metallrøret eller flussmiddelet, uttrykt som Cr-innholdet [Cr] ligger i området 16 til 30 masse %, flussmiddelet inneholder en eller to typer av en Na-kilde og en K-kilde i et Na-kildeinnhold uttrykt som Na-innhold [Na] og i et K-kildeinnhold uttrykt som et K-innhold [K], hvilke innhold tilfredsstiller ulikheten: ([Na] + [K])x[Cr]<2><50, summen av Ti-innholdet [Ti] og Zr-innholdet [Zr] ligger i området rundt 0,8 til 3,0 masse %, og summen av Na-innholdet [Na] og K-innholdet [K] ligger i området fra 0,03 til 0,15 masse %
2.
Sveisetråd med flussmiddelkjerne for sveising av rustfritt stål ifølge krav 1, hvor innholdet av en F-kilde i flussmiddelet uttrykt som F-innhold er 0,010 til 0,120 masse % relatert til den totale massen av flussmiddelkjerne-sveisetråden.
3.
Sveisetråd med flussmiddelkjerne for sveising av rustfritt stål ifølge krav 1 eller 2, hvor metallrøret er av et rustfritt stål med Cr i et Cr-innhold på 18 masse % eller mer.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002129419A JP3765772B2 (ja) | 2002-04-30 | 2002-04-30 | ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤ |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20031935D0 NO20031935D0 (no) | 2003-04-29 |
NO20031935L NO20031935L (no) | 2003-10-31 |
NO334604B1 true NO334604B1 (no) | 2014-04-22 |
Family
ID=19194307
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20031935A NO334604B1 (no) | 2002-04-30 | 2003-04-29 | Sveisetråd med flussmiddelkjerne for sveising av rustfritt stål |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1361016B1 (no) |
JP (1) | JP3765772B2 (no) |
DE (1) | DE60302179T2 (no) |
NO (1) | NO334604B1 (no) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8269144B2 (en) | 2006-02-21 | 2012-09-18 | Lincoln Global, Inc. | High strength stick electrode |
JP5065733B2 (ja) * | 2007-03-29 | 2012-11-07 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤおよびその製造方法 |
JP5289760B2 (ja) * | 2007-12-26 | 2013-09-11 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤおよびその製造方法 |
JP4995929B2 (ja) | 2010-01-27 | 2012-08-08 | 株式会社神戸製鋼所 | ステンレス鋼フラックス入りワイヤ |
JP5410466B2 (ja) | 2011-03-01 | 2014-02-05 | 株式会社神戸製鋼所 | ステンレス鋼フラックス入りワイヤ |
CN112692465B (zh) * | 2021-03-25 | 2021-06-04 | 四川西冶新材料股份有限公司 | 以长纤维硅灰石为框架的低密度堆焊焊剂及其制备方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52114447A (en) * | 1976-03-23 | 1977-09-26 | Kobe Steel Ltd | Welding materials containing chromium |
JPS6313695A (ja) * | 1986-07-02 | 1988-01-20 | Kobe Steel Ltd | ステンレス鋼溶接用フラツクス入りワイヤ |
JPH03243296A (ja) * | 1990-02-22 | 1991-10-30 | Kobe Steel Ltd | ステンレス鋼用フラックス入りワイヤ |
CA2036834A1 (en) * | 1990-03-22 | 1991-09-23 | David B. O'donnell | Stable low fume stainless steel welding electrode |
US5124530A (en) * | 1990-03-22 | 1992-06-23 | Inco Alloys International, Inc. | Stable low fume stainless steel welding electrode |
KR100355369B1 (ko) * | 2000-06-07 | 2002-10-11 | 고려용접봉 주식회사 | 오스테나이트계 스테인레스강 용접용 플럭스 코어드 와이어 |
-
2002
- 2002-04-30 JP JP2002129419A patent/JP3765772B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-04-23 DE DE2003602179 patent/DE60302179T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-04-23 EP EP20030008814 patent/EP1361016B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-04-29 NO NO20031935A patent/NO334604B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1361016B1 (en) | 2005-11-09 |
NO20031935L (no) | 2003-10-31 |
JP2003320480A (ja) | 2003-11-11 |
DE60302179T2 (de) | 2006-07-27 |
EP1361016A1 (en) | 2003-11-12 |
DE60302179D1 (de) | 2005-12-15 |
JP3765772B2 (ja) | 2006-04-12 |
NO20031935D0 (no) | 2003-04-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Antonini et al. | Pulmonary effects of welding fumes: review of worker and experimental animal studies | |
Hewett | The particle size distribution, density, and specific surface area of welding fumes from SMAW and GMAW mild and stainless steel consumables | |
EP2361719B1 (en) | Stainless steel flux cored wired | |
US4131784A (en) | Coated welding electrode containing chromium | |
Edmé et al. | Assessment of biological chromium among stainless steel and mild steel welders in relation to welding processes | |
NO334604B1 (no) | Sveisetråd med flussmiddelkjerne for sveising av rustfritt stål | |
Seo et al. | Thermodynamic assessment of the Al deoxidation reaction in liquid iron | |
GRAY et al. | The evolution of hexavalent chromium in metallic aerosols | |
Hewitt et al. | A systems approach to the control of welding fumes at source | |
Schaller et al. | Elimination kinetics of metals after an accidental exposure to welding fumes | |
Dyg et al. | Preparation of filters loaded with welding dust. A homogeneity and stability study of hexavalent chromium | |
Dennis et al. | Control of occupational exposure to hexavalent chromium and ozone in tubular wire arc-welding processes by replacement of potassium by lithium or by addition of zinc | |
JP5065733B2 (ja) | ステンレス鋼溶接用フラックス入りワイヤおよびその製造方法 | |
Davis et al. | Evidence from inclusion chemistry of element transfer during submerged arc welding | |
Bagg | Modified buffer for use with fluoride-selective electrodes | |
Shimizu et al. | Fluoride evaporation from CaF2-SiO2-CaO slags and mold fluxes in dry and humid atmospheres | |
Makarenko et al. | Increasing desulphurisation of the metal of welded joints in oil pipelines | |
Park et al. | Thermodynamics of fluoride vaporisation from slags containing CaF2 at 1773 K | |
Westin et al. | New weldable 316L stainless flux-cored wires with reduced Cr (VI) fume emissions: part 2—round robin creating fume emission data sheets | |
GB1581182A (en) | Coated welding electrode containing chromium | |
Michaud et al. | Characterization of airborne dust from two nonferrous foundries by physico-chemical methods and multivariate statistical analyses | |
Gedeon | Hydrogen assisted cracking of high strength steel welds | |
PANTUCEK | Influence of filler materials on air contamination in manual electric arc welding | |
Il'Yaschenko et al. | Effect Of Dynamic Characteristics of Power Supplies on Aerosol Composition While Welding With Coated Electrodes | |
Serageldin et al. | Development of welding emission factors for Cr and Cr (VI) with a confidence level |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MK1K | Patent expired |