RU1836203C - Керамический флюс дл сварки низколегированных высокопрочных сталей - Google Patents

Abstract

Использование: сварка металлоконструкций , изготавливаемых из низколегированных сталей повышенной прочности. Керамический флюс содержит магнезит обожженный, плавленый флюс АНФ-6, глинозем , волластонит, марганец металлический , ферротитан, ферробор. медь, гематит и алюмомагний при следующем соотношении компонентов, мас.%: магнезит обожженный 26,0-34,0; плавленный флюс АНФ-6 36.0-45,0; глинозем 8,0-10.0; волластонит 13,0-19,0; гематит 0.5-0,9; марганец метал лический 0,8-1,8; ферротитан (TI - 67%) 0,5- 2,5; ферробор (В 20%) 0,1-1,1; медный порошок 0,2-0,8; алюмомагний 0.1-0,2. При этом отношение процентного, содержани  во флюсе титана к бору выбрано в пределах 1,67-41,9, меди к бору 1,36-40,0 и гематита к алюмомагнию 2,5-7,5. 3 табл. :ц

Description

Изобретение относитс  к сварочным материалам, в частности к керамическим флюсам дл  механизированной сварки низколегированных сталей.

Цель изобретени  состоит в разработке керамического флюса дл  сварки низколегированных сталей повышенной прочности, который в сочетании с обычными низколегированными проволоками должен обеспечивать получение уровн  ударной в зкости металла шва (определ емой на образцах с острым надрезом) не менее 70 Дж/см2 при температуре (-60) С, а также обладать отличными сварочно-технологическими свойствами в услови х одно- и многопроходной сварки, сварки в угол с повышенной скоростью (до 100 м/ч) и не содержать в своем

составе дефицитных и дорогосто щих компонентов .

Высокий коэффициент основности за вл емого флюса (В 2,7) обеспечиваетс  относительно высоким содержанием в нем МдО и CaFa (составл ющим в 2/3 флюса АНФ-6), а также СаО, содержащимс  в вол- ластоните. Выбранные соотношени  шлако- образующих компонентов флюса, отсутствие в нем карбонатов, а также наличие во флюсе активных раскислителей (алю- момагни , ферротитана, обеспечивают отличные сварочно-технологические свойства флюса в широком диапазоне режимов и условий сварки, в том числе при однодуго- вой сварке в угол со скоростью 100 м/ч, при выполнении горизонтальных швов на верти00

u

кальной плоскости, при величине сварочного тока до 900 А.

Использование во флюсе синтетического шлака - плавленого флюса АНФ-6 крупного помола (вместо плавикового шпата) позвол ет снизить содержание фосфора во флюсе и, соответственно, в наплавленном металле.

Относительно небольшое количество глинозема в за вл емом флюсе (8-10%) практически не сказываетс  на процессе гранулировани  флюсовой массы и не вызывает существенного увеличени  гигроскопичности флюса.

Получение оптимальной структуры игольчатого феррита в металле шва при сварке под за вл емым флюсом обеспечиваетс  главным образомчга счет комплексного микролегировани  наплавленного металла титаном и бором, а также медью, позвол ющей повысить растворимость бора в стали и тем самым расширить концентрацию бора в металле, исключа  (или значительно уменьша ) при этом веро тность образовани  по границам аустенит- ных зерен сетки включений хрупкой боридной фазы, снижающей в зкость металла .

Введение в за вл емый флюс небольших количеств (около 1%) гематита, позвол ет существенно повысить стойкость швов против образовани  кристаллизационных трещин. При этом достаточно низкое содержание кислорода в металле шва обеспечиваетс  за счет введени  во флюс микродобавок алюмомагни ,

Количества титана, бора и меди в за вл емом флюсе выбраны из условий получени  в направленном металле от 0,0 до 0,05% титана, от 0,002 до 0,007% бора., от 0,34 до 0,48% меди.

Дл  получени  оптимальной концентрации марганца в металле шва в за вл емый флюс введен металлический марганец марки МпО в количестве от 0,8 до 1,8% (в зависимости от содержани  марганца а проволоке).

Выбранные соотношени  процентного содержани  шлакообразующих и легирующих компонентов в за вл емом флюсе обеспечивают при сварке низколегированных сталей повышенной прочности с применением обычных стандартных низколегированных проволок получение заданной хладостойкое™ металла швов (Ан45 70 Дж/см2 при (-60)°С), в большинстве случаев превосход щей по этому показателю свариваемые низколегированные стали (10ХСД, 09Г2С и др.). При этом за вл емый флюс обладает отличными сварочно-технологическими свойствами в широком диапазоне режимов сварки, в том числе при сварке в угол и при выполнении горизонтальных швов на вертикальной плоскости, а также не содержит в своем составе дефицитных компонентов .

В табл. 1 приведены варианты состава за вл емого флюса.

Опытные партии этих флюсов изготавливались по обычной технологии с применением жидкого стекла в количестве 18-20% от массы сухой шихты флюса. Прокалка флюсов производилась в камерной садочной печи при температуре 600-700°С в течение 1-2 ч.

Под флюсами, состав которых приведем в табл. 1, были получены сварные соединени  из сталей 09Г2С и 10ХСНД толщиной от .14 до 30 мм с применением сварочных проволок марок Св-ОбМХ, Св-08ХМ, Св-ЮНМХ. Св-08ГНМ диаметром 4 мм. Сварка производилась на посто нном токе обратной пол рности на режимах: 1Св 700-900 A; Ug 32-37 В; VCB 30-32 м/ч.

Химический состав и механические характеристики металла швов, выполненных с применением дев ти вариантов за вл емого флюса, приведены в табл. 2, 3 и 4.

Как видно из данных, приведенных в

табл. 1, 2, 3 и 4 и прилагаемого акта испытаний , требуемые механические характеристики металла шва ( 2; 70 Дж/см2 при температуре испытаний минус 60°С), а также отличные свэрочно-технрлогические

свойства флюса могут быть получены при использовании флюса за вл емого состава. За вл емый флюс должен найти широкое применение дл  сварки металлоконструкций ,изготавливаемых .из

низколегированных сталей повышенной прочности с применением широка распространенных в сварочном производстве стандартных проволок, что позволит повысить качество, надежность и долговечность

сварных металлоконструкций, работающих в услови х низких температур.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и   Керамический флюс дл  сварки низколегированных высокопрочных сталей, содержащий обожженный магнезит, синтетический шлак типа флюса АНФ-6, оксид алюмини , волластонит, гематит, металлический марганец, ферротитан, ферробор,

отличающийс  тем, что. с целью повышени  хладостойкое™ металла шва и улучшени  сварочно-технологичееких свойств флюса при сварке с использованием стандартных сварочных проволок, флюс дополнительно содержит медный порошок

алюмомагний при следующем соотношеи компонентов флюса, мол.%: Обожженный

магнезит26,0-34,0

Плавленый

флюсАНФ-636,0-45,0

Глинозем8,0-10,0

Волластонит13,0-19,0

Гематит0,5-0,9

Металлический

0

марганец0,8-1,8

Ферротитан

(Т 67%)0,5-2,5 Ферробор (В - 20%) 0,1-1,1 Медный порошок0,2-0,8

Алюмомагний0,1-0,2

при этом отношение процентного содержани  во флюсе титана к бору выбрано в пределах 1,67-41,9, меди к бору - 1,36-40,0 и гематита к алюмомагнию 2,5-7,5.

Примера и и е. Т|. 8, Си. гематит, AlMg - процентное содержание во флюсе титан, бора, медного пороше, гематита, алюмомагни  соответственно..

Таблица 1

Т 6лиц«2

; П р и м е ч а и и е. Приведены результаты испытаний не менее трех образцов на ударный изгиб, тип 1Х (с острым надрезом). В числителе показаны минимальные и максимальные, а в знаменателе - средние значени  ударной в зкости.

Таблица 3

Т а б л и ц а 4

Механические характеристики металла швов при сварке с применением вариантов за вл емого флюса

Примечание. Приведены средние результаты испытаний не менее трех образцов.