RU2086379C1 - Самозащитный гранулированный флюс для электродуговой сварки и способ его получения - Google Patents
Самозащитный гранулированный флюс для электродуговой сварки и способ его получения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2086379C1 RU2086379C1 SU925052525A SU5052525A RU2086379C1 RU 2086379 C1 RU2086379 C1 RU 2086379C1 SU 925052525 A SU925052525 A SU 925052525A SU 5052525 A SU5052525 A SU 5052525A RU 2086379 C1 RU2086379 C1 RU 2086379C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flux
- polymer
- particles
- fluxing
- components
- Prior art date
Links
Images
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
- B23K35/3601—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 with inorganic compounds as principal constituents
- B23K35/3602—Carbonates, basic oxides or hydroxides
-
- 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
-
- 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
- B23K35/362—Selection of compositions of fluxes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
Использование: получение флюсов для электродуговой сварки, в частности самозащитных гранулированных флюсов для сварки высокопрочной стали. Сущность изобретения: cамозащитный гранулированный флюс содержит, мас.%: оксид магния 25-37, оксид алюминия 10-20, фторид кальция 20-32, галогенированный полимер 0,1-5,0, а также другие легирующие и/или шлакообразующие, и/или раскисляющие, и/или связующие компоненты - остальное. Размер частиц полимера составляет 0,1-30 мкм. В качестве полимера может быть использован политетрафторэтилен. Частицы флюса могут быть агломерированы или сплавлены. Согласно способу получения флюса флюсующие ингредиенты смешивают с 0,1-5,0 мас.% галогенированного полимера с размером частиц 0,1-30 мкм. В частном случае флюсующие ингредиенты и частицы полимера измельчают до порошкообразного состояния, смешивают с порошкообразным связующим, нагревают до получения агломерированного материала и распыляют для получения гранул флюса. Частицы флюса нагревают до температуры выше температуры плавления полимера и ниже температуры его испарения. 2 с. и 10 з.п.ф-лы, 3 табл., 1 ил.
Description
Изобретение относится к получению флюсов для дуговой сварки и, в частности, к получению гранулированного флюса, подходящего для электродуговой сварки под флюсом того типа, который включает в себя агломерированные или сплавленные частицы, содержащие флюсующие ингредиенты с добавками или без добавок стандартных легирующих компонентов. Изобретение, в частности, применимо для использования с агломерированными флюсами, используемыми в электродуговой сварке под флюсом, и будет описано с конкретной ссылкой на этот способ. Однако оно имеет более широкие возможности применения и может быть использовано со сплавленными частицами флюсующих компонентов с добавками или без добавок входящих в его состав легирующих и других материалов. Кроме того, изобретение может быть с преимуществом использовано при его применении к наполняющим компонентам электродов с сердечником или к обмазочным компонентам ручных электродов для дуговой сварки под флюсом.
Изобретение можно применить непосредственно к оболочке и/или к месту соединения электродов с сердечником или к прутку-сердечнику ручных электродов для дуговой сварки под флюсом. Оно применимо, в частности, к сварке высокопрочных низколегированных сталей, таких марок стали, как НУ-80, НУ-100 и даже НУ-130, и будет описано с конкретной ссылкой на флюсы такого типа, которые используются для сварки этих высокопрочных, низколегированных сталей, хотя не ограничивается каким-либо конкретным типом флюса. Однако изобретение относится к уменьшению содержания диффундирующего водорода до уровней, приближающихся к значению менее чем 3,0 мл/100 г наплавленного металла (далее "мл/100 г"). Металлы с минимальным значением предела текучести более 102.000 фунтов/дюйм2 должны иметь по техническим условиям менее чем 3.0 мл/100 г и предпочтительно менее чем 2.0 мл/100 г. Такой пониженный уровень диффундирующего водорода является самым важным фактором при сварке высокопрочных, низколегированных сталей, имеющих предел текучести больше 80.000 фунтов/дюйм2.
Высокопрочные, низколегированные стали известны своей высокой ударной вязкостью, особенно при низких температурах, и их широко применяли при изготовлении криогенных сосудов и крупного транспортного оборудования, прежде всего железнодорожных вагонов, надводных кораблей и подводных лодок. Эти сосуды сделаны из листов высокопрочных, низколегированных сталей, сваренных вместе для образования сборных конструкций. Стало уже аксиомой, что такие сварные соединения должны характеризоваться низким содержанием диффундирующего водорода, чтобы предотвратить вызванное водородом растрескивание. Изобретение относится к усовершенствованию стандартного агломерированного или сплавленного флюса, используемого для электродуговой сварки под флюсом мягкой стали и высокопрочных, низколегированных сталей. Изобретение можно применить к любому процессу дуговой сварки под флюсом, где требуется уменьшение содержания диффундирующего водорода, такому как сварка мягких сталей, особенно толстых листов мягкой стали, как это делается в импортных конструкциях для буровых платформ в открытом море.
При использовании дуговой сварки под флюсом для высокопрочной стали высокие скорости наплавления и высококачественное сваривание влечет за собой использование специфических флюсов, которые имеют тенденцию к достижению низкого уровня содержания диффундирующего водорода, измеренного с помощью стандартного, принятого "Америкен Велдинг Сосайети" (Американское общество сварки) метода определения водорода, обозначаемого как AWS А4.3 (1986). В прошлом эти флюсы при нормальных условиях приводили к уровню содержания диффундирующего водорода в сварном шве между 5.0 и 10.0 мл/100 г; однако такие флюсы при дуговой сварке приводили к содержанию диффундирующего водорода более 3.0 мл/100 г. Такой уровень содержания диффундирующего водорода может быть приемлем при пределе текучести стали равном 80.000 фунтов/дюйм2 при использовании соответствующего контроля технологического процесса. Однако сейчас действуют технические условия, требующие существенно менее низкого содержания диффундирующего водорода, чтобы предотвратить вызванное водородом растрескивание сварного шва или зоны термического влияния (ЗТВ). Кроме того, в стадиях с более высокой прочностью изготовители требуют, чтобы содержание диффундирующего водорода в получаемом сварном шве было меньше чем 2.0 мл/100 г. Таких уровней содержания при дуговой сварке под флюсом достичь крайне трудно, если даже совсем невозможно, учитывая окружающие условия, при которых осуществляется такая сварка, и эффект содержания влаги в воздухе, где осуществляется сварочная операция. Следовательно, существует потребность во флюсе для дуговой сварки, который снизил бы содержание диффундирующего водорода в получаемом в результате сварном шве до уровня менее чем 3.0 мл/100 г и предпочтительно менее чем 2.0 мл/100 г, особенно при сварке более высокопрочных металлов, таких как стали НУ-100 и НУ-130. До сих пор применявшиеся флюсы не могли выполнить эту задачу с экономической точки зрения и многократно испытывались в различных средах при использовании технологий дуговой сварки под флюсом.
Изобретение относится к гранулированному флюсу, подходящему для электродуговой сварки под флюсом, содержащему частицы составных флюсующих ингредиентов, которые могут включать, а могут и не включать, в себя легирующие и различные другие компоненты, причем флюс проявляет тенденцию к уменьшению содержания диффундирующего водорода. Новый флюс для дуговой сварки может уменьшать содержание диффундирующего водорода до уровня менее чем 3.0 мл/100 г.
В соответствии с изобретением разработан гранулированный флюс, подходящий для электродуговой сварки, содержащей частицы составных флюсующих ингредиентов, с добавкой или без добавки легирующих компонентов, и галогенированный полимер в качестве восстановителя для диффундирующего водорода в наплавленном металле и, в частности, фторированный полимер. На практике полимер включает в себя политетрафторэтилен, который смешивают с флюсующими частицами. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения полимер покрывает поверхность флюсующих частиц и частиц политетрафторэтилена до температуры выше температуры плавления политетрафторэтилена, но ниже его температуры испарения. В этом предпочтительном способе для соединения фторированного полимера с флюсующими частицами, называемом агломерация, фторированный полимер расплавляется и покрывает поверхность флюсующих частиц. Следовательно, когда флюс используют повторно, фторированный полимер остается вместе с флюсующими частицами. Если полимер не агломерируется на флюсующих частицах, то полимерный порошок может отделяться от флюсующих частиц, особенно в процессе использования; однако преимущества полимера, заключающиеся в восстановлении водорода, все-таки сохраняются.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения флюсующие ингредиенты смешивают со стандартным связующим веществом, таким как силикат натрия и/или силикат калия. Затем эту смесь нагревают до тех пор, пока силикат или силикаты не отвердеют и не свяжут различные флюсующие ингредиенты в относительно крупные куски материала. Затем куски измельчают до требуемых размеров, чтобы получить агломерированные флюсующие частицы, связанные вместе с нерастворимыми силикатами. Эти частицы соединяют со фторированым полимером в соответствии с изобретением, либо смешивая частицы, либо смешивая частицы и нагревая их для покрытия поверхности флюсующих частиц слоем полимера. Для того чтобы получить флюс сплавленного типа, флюсующие ингредиенты можно тонко помолоть, смешать вместе и нагреть до температуры выше температуры плавления компонентов, после чего материал оставляют охлаждаться и затвердевать. Затем затвердевшую массу измельчают до требуемого размера гранул. Эти гранулированные частицы смешивают с полимером, чтобы получить гранулированный флюс для дуговой сварки в соответствии с изобретением. Целесообразно, чтобы полимер покрывал поверхность флюсующих частиц для предотвращения их разделения.
В соответствии с другой отличительной особенностью изобретения фторированный полимер соединяют с флюсующими частицами в количестве, обеспечивающем наличие 0.10-5.0 вес. полимера от общего веса флюса. Предпочтительно этот интервал составляет 0.5-3.5 вес. полимера от веса флюса. Если процентное содержание полимера во флюсе увеличивается, то количество диффундирующего водорода уменьшается. Фактически после достижения уровня приблизительно 1.0 мл/100 г не наблюдается дальнейшего уменьшения количества водорода, регистрируемого измерительными приборами. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения флюсующие частицы, с которыми соединяют полимер, включают в себя стандартные флюсующие ингредиенты, использующиеся для сварки мягких сталей, когда требуется низкое содержание диффундирующего водорода, и для сварки высокопрочных, низколегированных сталей, таких как НУ-80 НУ-130; причем эти флюсующие компоненты в предпочтительном варианте осуществления изобретения включают в себя оксид магния в пределах 25.0-37.0 вес. оксид алюминия 10.0-20.0 вес. и фторид кальция 20.0-32.0 вес. Наряду с этими основными ингредиентами обычно предусматривается включение оксида натрия, оксида калия, оксида кальция, диоксида кремния и оксида магния для получения требуемой флюсующей системы для дуговой сварочной операции под флюсом. Конечно, соответствующие раскислители и легирующие компоненты могли бы быть включены во флюсующие ингредиенты частиц. Частицы ингредиентов могут быть образованы различными материалами, которые применяются как в агломерированном флюсе, так и в сплавленном флюсе для дуговой сварки под флюсом. Изобретение относится не к формованию флюсующих частиц, а к использованию таких частиц в комбинации с галогенированным полимером, таким как фторированный полимер, применяющемся с целью уменьшения количества диффундирующего водорода до низкого уровня менее 3 мл/100 г при сварке высокопрочных, низколегированных сталей. Кроме того, эти низкие уровни содержания водорода можно получить при наличии значительного количества влаги в воздухе окружающего пространства, где осуществляется сварочная операция.
В соответствии с другой отличительной особенностью изобретения разработан способ получения гранулированного флюса, подходящего для электродуговой сварки под флюсом, причем этом способ включает в себя стадии формования флюсующих частиц составных флюсующих ингредиентов и приготовления смеси частиц фторированных полимеров с флюсующими частицами.
Другая отличительная особенность изобретения включает стадию нагревания смеси флюсующих частиц и частиц полимерного порошка до температуры выше температуры плавления полимера, но ниже температуры испарения полимера в течение достаточного количества времени, чтобы покрыть полимером флюсующие частицы. Этот способ обеспечивает существенное усовершенствование, поскольку фторированный полимер остается вместе с флюсующими частицами даже в процессе повторного использования гранулированного флюса для дуговой сварки.
В соответствии с еще одной отличительной особенностью изобретения флюсующие частицы формуют с помощью процесса агломерации, в котором флюсующие ингредиенты в порошкообразной форме смешивают со стандартным связующим веществом и нагревают с получением агломерированного материала. Полученный материал затем измельчают, чтобы превратить агломерированный материал во флюсующие частицы. В предлагаемом изобретении полимерные частицы имеют размеры в интервале 0.10-30 мкм, т.е. меньше 30 мкм. Частицы просеивают для выделения требуемого размера. Полимер составляет 3% от веса сухой смеси, которую нагревают, чтобы сплавить полимер с базовым флюсом.
Основной целью изобретения является разработка гранулированного флюса, подходящего для электродуговой сварки, причем этот флюс уменьшает количество диффундирующего водорода в получаемом сварном шве или сварном изделии и может быть использован либо с агломерированным флюсом, либо со сплавленным флюсом для дуговой сварки под флюсом.
Другой целью изобретения является разработка способа формования гранулированного флюса для дуговой сварки, описанного выше, причем этот способ экономичен и приводит к получению флюса, который уменьшает содержание диффундирующего водорода для того, чтобы уменьшить тенденцию к вызванному наличием водорода растрескиванию мягких сталей и высокопрочных, низколегированных сталей.
Еще одной целью изобретения является разработка флюса и способа, описанного выше, причем этот флюс уменьшает количество диффундирующего водорода в высокопрочных, низколегированных сталях до уровня менее 3.0 мл/100 г и предпочтительно менее 2.0 мл/100 г.
Еще одной целью изобретения является разработка флюса для дуговой сварки и способа его получения, причем этот флюс приводит к получению высокой ударной вязкости и уменьшает тенденцию к появлению растрескивания для высокопрочных сталей. Изобретение может быть использовано или в агломерированных, или в сплавленных флюсах для дуговой сварки под флюсом.
Общая и основная цель изобретения состоит в разработке гранулированного флюса для дуговой сварки под флюсом, который уменьшил бы содержание диффундирующего водорода в наплавленном металле и способа получения этого флюса.
Другой целью изобретения является разработка флюса, описанного выше, причем этот флюс можно использовать применительно к сварке высокопрочных сталей, таких, как стали марок НУ-80, НУ-100 и НУ-130, в которых растрескивание под влиянием водорода более широко распространено и его необходимо устранить за счет уменьшения содержания диффундирующего водорода до очень низкого уровня.
На чертеже представлен график, иллюстрирующий влияние повышенного процентного содержания фторированного полимера во флюсе для дуговой сварки на количество диффундирующего водорода в наплавленном металле.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения.
Современная тенденция в области промышленного производства стали состоит в использовании высокопрочных сталей для уменьшения толщины листа. Поскольку более высокопрочные стали более склонны к водородному охрупчиванию, то требуется очень низкое содержание диффундирующего водорода в наплавленном металле. Низкое содержание водорода становится решающим фактором в промышленности независимо от того, какой сварочный процесс используется и какая сталь сваривается. При любой заданной прочности листа тенденции к появлению вызванного наличием водорода растрескивания возрастает при увеличении уровня содержания диффундирующего водорода. Следовательно, уменьшение диффундирующего водорода необходимо для дуговой сварки и становится более настоятельным требованием при возрастании прочности стали. Это справедливо даже тогда, когда для снижения тенденции к растрескиванию используют изменение следующих факторов: толщина листа, конструкция, окружающие условия, параметры сварки, такие как температура предварительного нагрева и послесварочная обработка. Было обнаружено, что использование галогенированного, т.е. фторированного полимера, такого как политетрафторэтилена или для агломерированного, или для сплавленного флюса для дуговой сварки, уменьшает содержание диффундирующего водорода в получаемом наплавленном металле. Полимер может быть либо смешан с гранулированным флюсом или более целесообразно сплавлен или агломерирован с индивидуальными частицами или гранулами во флюсе для более удобного хранения, поставки, использования и повторного использования флюса.
Фторированный полимер добавляют к базовому нейтральному флюсу, который имеет следующий состав:
Компонент Вес.
Компонент Вес.
Na2O 0.5-2.0
MgO 25.0-37.0
Al2O3 10.0-20.0
K2O 0.5-2.0
CaO 3.0-10.0
MnOx 5.0 макс.
MgO 25.0-37.0
Al2O3 10.0-20.0
K2O 0.5-2.0
CaO 3.0-10.0
MnOx 5.0 макс.
CaF2 20.0-32.0
Sio2 5.0-20.0
Базовый флюс стандартный агломерированный флюс для дуговой сварки, который формуется с подходящим связующим веществом в соответствии со стандартными технологиями получения агломерированного флюса. Изобретение может быть использовано с различными флюсами, т.е. основными, кислыми и нейтральными. Базовый флюс обычно применяют для дуговой сварки листов из высокопрочной, низколегированной стали. При использовании этого флюса содержание диффундирующего водорода обычно лежит между 3-5 мл/100 г и зависит главным образом от количества влаги во флюсе и от количества влаги в сухом воздухе окружающего пространства, где осуществляется сварочная операция. Среди компонентов, указанных в базовом флюсе, основными элементами являются: оксид магния, оксид алюминия и фторид кальция. Другие материалы используют в предпочтительном варианте осуществления изобретения. Могут быть существенны различные изменения основных компонентов и остальных компонентов, так как изобретение относится к концепции добавления фторированного полимера к флюсующим частицам для уменьшения количества диффундирующего водорода в получаемом сварном шве.
Sio2 5.0-20.0
Базовый флюс стандартный агломерированный флюс для дуговой сварки, который формуется с подходящим связующим веществом в соответствии со стандартными технологиями получения агломерированного флюса. Изобретение может быть использовано с различными флюсами, т.е. основными, кислыми и нейтральными. Базовый флюс обычно применяют для дуговой сварки листов из высокопрочной, низколегированной стали. При использовании этого флюса содержание диффундирующего водорода обычно лежит между 3-5 мл/100 г и зависит главным образом от количества влаги во флюсе и от количества влаги в сухом воздухе окружающего пространства, где осуществляется сварочная операция. Среди компонентов, указанных в базовом флюсе, основными элементами являются: оксид магния, оксид алюминия и фторид кальция. Другие материалы используют в предпочтительном варианте осуществления изобретения. Могут быть существенны различные изменения основных компонентов и остальных компонентов, так как изобретение относится к концепции добавления фторированного полимера к флюсующим частицам для уменьшения количества диффундирующего водорода в получаемом сварном шве.
Пример изобретенного флюса.
Компонент Вес.
MgO 25.0-37.0
Al2O3 10.0-20.0
CaF2 20.0-32.0
(CF2)n 0.10-3.0
Компоненты шлака, сплавы и связующее вещество Oстальное
Пример был подготовлен с различным процентным содержанием фторированных полимеров, чтобы получить результаты, приведенные в табл.1:
Содержание диффундирующего водорода было резко уменьшено ниже уровня, по крайней мере приблизительно 5.0 мл/100 г, характерного при использовании базового флюса. 0.5-2.0% полимерных частиц смешивали с частицами флюса после того, как частицы флюса формовали в соответствии со стандартной практикой. Содержание диффундирующего водорода лежало в пределах ограниченного техническими условиями уровня не более 2.0 мл/100 г. Данные табл.1 указывают на то, что полимерные частицы уменьшают содержание диффундирующего водорода. Для того чтобы проверить это наблюдение, были проведены дополнительные испытания, результаты которых приведены в табл.2:
При включении 1.5% частиц политетрафторэтилена, имеющих размеры в общих пределах 0.10-30 мкм, в базовый флюс даже безо всяких изменений его состава содержание диффундирующего водорода было уменьшено до 1.26 мл/100 г. Это испытание подтвердило результаты, показанные в табл.1, т.е. добавление фторированного полимера приводит к более низкому содержанию диффундирующего водорода в наплавленном металле.
Al2O3 10.0-20.0
CaF2 20.0-32.0
(CF2)n 0.10-3.0
Компоненты шлака, сплавы и связующее вещество Oстальное
Пример был подготовлен с различным процентным содержанием фторированных полимеров, чтобы получить результаты, приведенные в табл.1:
Содержание диффундирующего водорода было резко уменьшено ниже уровня, по крайней мере приблизительно 5.0 мл/100 г, характерного при использовании базового флюса. 0.5-2.0% полимерных частиц смешивали с частицами флюса после того, как частицы флюса формовали в соответствии со стандартной практикой. Содержание диффундирующего водорода лежало в пределах ограниченного техническими условиями уровня не более 2.0 мл/100 г. Данные табл.1 указывают на то, что полимерные частицы уменьшают содержание диффундирующего водорода. Для того чтобы проверить это наблюдение, были проведены дополнительные испытания, результаты которых приведены в табл.2:
При включении 1.5% частиц политетрафторэтилена, имеющих размеры в общих пределах 0.10-30 мкм, в базовый флюс даже безо всяких изменений его состава содержание диффундирующего водорода было уменьшено до 1.26 мл/100 г. Это испытание подтвердило результаты, показанные в табл.1, т.е. добавление фторированного полимера приводит к более низкому содержанию диффундирующего водорода в наплавленном металле.
В табл.2 проиллюстрировано испытание, выполненное на стандартном агломерированном флюсе того типа, который используется для высокопрочных, низколегированных сталей и продается в конструкции с испытанным базовым флюсом. Этот коммерческий флюс привел к содержанию диффундирующего водорода в направленном металле 5.10 мл/100 г. Этот уровень содержания водорода отчасти подобен содержанию водорода, полученному в испытаниях с базовым флюсом без полимера.
Несколько испытаний подтверждают преимущества и усовершенствования, являющиеся следствием изобретения. На основе приведенных выше примеров было обнаружено, что частицы политетрафторэтилена, смешанные с частицами стандартного флюса, имеют тенденцию к разделению в процессе поставки, манипуляций, сварки и повторного использования. Поэтому теперь полимерный порошок вводят во флюс посредством нагревания смеси, состоящей из частиц флюса и частиц полимера, до температуры выше температуры плавления полимера, но ниже его температуры испарения. Таким образом, смесь перемешивают и нагревают либо отдельными порциями, либо в непрерывном режиме при температуре выше температуры плавления фторированного полимера, но ниже температуры испарения полимера. Этот процесс нагрева приводит к тому, что полимер покрывает поверхность флюсующих частиц так, что последующие поставка, всевозможные манипуляции с флюсом, сварка и повторное использование флюса не вызывают отделения полимера от поверхности гранулированных частиц флюса.
Испытание, демонстрирующее упомянутый процесс нагрева, использующийся для покрытия полимером поверхности флюсующих частиц, приведено в табл.3 и обозначается как "агломерированная смесь". Полученный этим способом флюс характеризовался уровнем содержания диффундирующего водорода 2.13 мл/100 г, в то время как флюсы с частицами политетрафторэтилена, которые просто смешивали с флюсующими частицами, привели к уровню содержания водорода 1.90 мл/100 г.
В табл. 3 показано влияние агломерирования полимера на частицах флюса. Сухое смешение 2% полимера с частицами флюса приводит к содержанию диффундирующего водорода 1.90 мл/100 г. Агломерирование той же самой смеси приводит к содержанию диффундирующего водорода 2.13 мл/100 г.
Эти результаты в общем те же самые и показывают, что частицы флюса можно покрыть полимером для улучшения физических характеристик получаемого в результате гранулированного флюса для дуговой сварки под флюсом без изменения в заметной степени эффективности частиц полимера. Изобретение может быть использовано с другими шлаковыми системами различных флюсов для дуговой сварки под флюсом, таких как флюсы общего назначения, для сварки с упрочнением поверхности и для сварки труб.
Дуговая сварка под флюсом в большинстве случаев приводит к уровню содержания диффундирующего водорода 5-10 мл/100 г наплавленного металла даже при использовании флюсов, предназначенных для уменьшения содержания диффундирующего водорода. Количество водорода изменяется при изменении содержания влаги в окружающем воздухе. При использовании высокоосновного флюса достижимое содержание диффундирующего водорода для дуговой сварки имеет типичное значение около 5 мл/100 г. Этот основной флюс имеет показатель основности примерно 3. Таким образом, наплавленный металл характеризуется низким содержанием кислорода, что способствует получению более высокого значения ударной вязкости этого металла. Итак, изобретение относится к использованию высокоосновного флюса, который уменьшает содержание кислорода, вместе с частицами политетрафторэтилена для еще большего уменьшения содержания диффундирующего водорода в наплавленном металле. При использовании способа агломерации или нагревания получаемый в результате флюс более стабилен в физическом смысле и полимер остается на частицах флюса в соответствии с требуемой схемой распределения. Полимер не отделяется от частиц флюса. В соответствии с изобретением полимер добавляют в количестве приблизительно 0.10-5.0 вес. от веса флюса. Флюс может быть либо агломерирован в соответствии со стандартной практикой, либо сплавлен в соответствии со стандартной практикой.
Новый гранулированный флюс, который предпочтительно является высокоосновным флюсом, получается с помощью формования частиц флюса из составных ингредиентов флюса. Эти флюсующие частицы могут включать в себя сплавы или другие элементы. Тонко помолотые частицы фторированных полимеров смешивают с флюсующими частицами. На практике размеры этих частиц составляют 0.10-30 мкм, однако можно использовать частицы любого размера лишь бы осуществить отвечающее требованиям перемешивание. Эта смесь представляет собой флюс, который уменьшает количество диффундирующего водорода. В соответствии с другой отличительной особенностью изобретения смесь нагревают до температуры выше температуры плавления полимера, но ниже температуры его испарения, чтобы позволить полимеру прилипнуть к поверхности частиц, образующих базовый флюс. В предпочтительном варианте осуществления изобретения частицы базового флюса получают в соответствии со стандартными технологиями производства агломерированного флюса, включающими смешивание флюсующих ингредиентов в порошкообразной форме со связующим веществом, таким как силикат натрия и/или силикат калия, сплавление порошкообразных ингредиентов в агломерированный материал и затем измельчение агломерированного материала во флюсующие частицы, к которым примешивают частицы политетрафторэтилена. В предпочтительном варианте осуществления изобретения базовый флюс нагревают до такой температуры, чтобы обеспечить требуемые свойства низкого содержания влаги в получаемом в результате флюсе.
Окружающие условия могут оказать влияние на уровень содержания диффундирующего водорода в сварных соединениях, полученных с помощью процесса дуговой сварки под флюсом, так же как с помощью других сварочных процессов. Для того чтобы проверить действие окружающих условий на полимерсодержащий флюс, были накоплены данные за несколько дней, которые значительно отличались по окружающим условиям. Использованный флюс содержал 3% полимера в агломерированном виде. Относительная влажность изменялась в интервале 35-62% Содержание диффундирующего водорода изменялось между 1.53 мл/100 г и 2.40 мл/100 г в прямой зависимости от влажности. Результаты свидетельствуют о том, что уровень содержания влаги в воздухе в процессе сварки оказывал минимальное воздействие на получаемый в результате уровень диффундирующего водорода. Испытания с флюсами, которые не содержали полимер, дали значения, колеблющиеся в пределах от 5 до 10 мл водорода на 100 г наплавленного металла для тех же самых относительных изменений в окружающих условиях. Таким образом, усовершенствование, являющееся результатом использования изобретения - существенное. По экономическим соображениям применяется максимум около 5% полимера. Выше этого количества, как показано на чертеже, достигнуто небольшое уменьшение детектируемого водорода. Однако изобретение нельзя аннулировать простым добавлением большего объема относительно дорогого порошка полимера. Такие добавки дают аналогичные результаты тем же самым путем, что и изобретение.
Claims (8)
1. Самозащитный гранулированный флюс для электродуговой сварки высокопрочной стали, флюсующие ингредиенты которого включают оксиды магния и алюминия, фторид кальция, а также легирующие, и/или шлакообразующие, и/или раскисляющие, и/или связующие компоненты, отличающийся тем, что для уменьшения содержания диффундирующего водорода в сварном шве до менее 3,0 мл/100 г флюс содержит дополнительно галогенированный полимер с размером частиц 0,1 30 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.
MgO 25 37
Al2O3 10 20
CaF2 20 32
Галогенированный полимер 0,1 5,0
Легирующие, и/или шлакообразующие, и/или раскисляющие, и/или связующие компоненты Остальное
2. Флюс по п.1, отличающийся тем, что он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.
Al2O3 10 20
CaF2 20 32
Галогенированный полимер 0,1 5,0
Легирующие, и/или шлакообразующие, и/или раскисляющие, и/или связующие компоненты Остальное
2. Флюс по п.1, отличающийся тем, что он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.
Na2O 0,5 2,0
MgO 25 37
Al2O3 10 20
K2O 0,5 2,0
CaO 3 10
MnO До 5
CaF2 20 32
SiO2 5 20
Галогенированный полимер 0,1 5,0
3. Флюс по п.1 или 2, отличающийся тем, что полимер составляет 0,5 3,5 мас.
MgO 25 37
Al2O3 10 20
K2O 0,5 2,0
CaO 3 10
MnO До 5
CaF2 20 32
SiO2 5 20
Галогенированный полимер 0,1 5,0
3. Флюс по п.1 или 2, отличающийся тем, что полимер составляет 0,5 3,5 мас.
4. Флюс по любому из пп.1 3, отличающийся тем, что полимер составляет 0,5 2,0 мас.
5. Флюс по любому из пп.1 4, отличающийся тем, что в качестве полимера использован политетрафторэтилен.
6. Флюс по любому из пп.1 5, отличающийся тем, что частицы флюса агломерированы.
7. Флюс по любому из пп. 1 5, отличающийся тем, что частицы флюса представляют собой сплавленную массу.
8. Способ производства самозащитного гранулированного флюса для электродуговой сварки высокопрочных сталей, при котором выбирают флюсующие ингредиенты, включающие оксиды магния и алюминия, фторид кальция, а также легирующие, и/или шлакообразующие, и/или раскисляющие, и/или связующие компоненты, отличающийся тем, что для уменьшения содержания диффундирующего водорода в сварном шве до менее 30 мм/100 г, флюсующие ингредиенты смешивают с 0,1 5,0 мас. галогенированного полимера с размером частиц 0,1 30,0 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.
MgO 25 37
Al2O3 10 20
CaF2 20 32
Легирующие, и/или шлакообразующие, и/или раскисляющие, и/или связующие компоненты Остальное
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что получают флюс следующего состава, мас.
Al2O3 10 20
CaF2 20 32
Легирующие, и/или шлакообразующие, и/или раскисляющие, и/или связующие компоненты Остальное
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что получают флюс следующего состава, мас.
Na2O 0,5 2,0
MgO 25 37
Al2O3 10 20
K2O 0,5 2,0
CaO 3 10
MnO До 5
CaF2 20 32
SiO2 5 20
Галогенированный полимер 0,1 5,0
10. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что флюсующие ингредиенты и частицы полимера нагревают до температуры выше температуры плавления полимера и ниже температуры испарения полимера.
MgO 25 37
Al2O3 10 20
K2O 0,5 2,0
CaO 3 10
MnO До 5
CaF2 20 32
SiO2 5 20
Галогенированный полимер 0,1 5,0
10. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что флюсующие ингредиенты и частицы полимера нагревают до температуры выше температуры плавления полимера и ниже температуры испарения полимера.
11. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что флюсующие ингредиенты и частицы полимера измельчают до порошкообразного состояния, смешивают с порошкообразным связующим, нагревают до получения агломерированного материала, а затем распыляют материал для получения гранул флюса.
12. Способ по любому из пп.8 11, отличающийся тем, что флюсующие ингредиенты смешивают с 0,5 2,0 мас. полимера.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/725,963 US5300754A (en) | 1989-09-11 | 1991-07-05 | Submerged arc flux and method of making same |
| US725963 | 1991-07-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2086379C1 true RU2086379C1 (ru) | 1997-08-10 |
Family
ID=24916649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU925052525A RU2086379C1 (ru) | 1991-07-05 | 1992-07-03 | Самозащитный гранулированный флюс для электродуговой сварки и способ его получения |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0521518A1 (ru) |
| JP (1) | JPH0732959B2 (ru) |
| KR (1) | KR960002116B1 (ru) |
| AU (1) | AU641594B2 (ru) |
| CA (1) | CA2073109C (ru) |
| PL (1) | PL169668B1 (ru) |
| RU (1) | RU2086379C1 (ru) |
| TW (1) | TW210299B (ru) |
| UA (1) | UA29386C2 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2494847C1 (ru) * | 2012-05-29 | 2013-10-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Способ гранулирования флюса |
| RU2526623C1 (ru) * | 2013-02-13 | 2014-08-27 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "ЦНИИТМАШ" | Флюс для автоматической наплавки ленточным электродом |
| RU2680031C1 (ru) * | 2017-12-12 | 2019-02-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Способ гранулирования флюса |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100340640B1 (ko) * | 1997-12-16 | 2002-07-18 | 이구택 | 고강도내열스테인레스강의서버머지드아크용접용플럭스 |
| KR100462038B1 (ko) * | 2000-07-20 | 2004-12-16 | 현대종합금속 주식회사 | 고장력강 후판 다층용접을 위한 서브머지드 아크용접용플럭스 |
| FR2945759A1 (fr) * | 2009-05-19 | 2010-11-26 | Air Liquide | Flux pour le soudage a l'arc submerge avec indicateur d'humidite. |
| KR101579927B1 (ko) * | 2014-10-28 | 2015-12-29 | 현대종합금속 주식회사 | 다전극 고염기성계 서브머지드 아크 용접용 소결형 플럭스 |
| CN108907508A (zh) * | 2018-09-07 | 2018-11-30 | 南京工程学院 | 一种利用双层气体进行保护的无渣药芯焊丝的制备方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3272667A (en) * | 1964-12-10 | 1966-09-13 | Du Pont | Submerged arc welding process and flux composition utilizing fluorocarbon |
| US3959031A (en) * | 1973-12-28 | 1976-05-25 | Wacker-Chemie Gmbh | Molten basic welding fluxes low in manganese and with low moisture sensitivity |
| JPS596758A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-01-13 | Toshiba Corp | ステツピングモ−タ用ロ−タの磁極 |
| JPS59150693A (ja) * | 1983-02-16 | 1984-08-28 | Kobe Steel Ltd | 潜弧溶接用フラツクス |
| JPS6313694A (ja) * | 1986-07-02 | 1988-01-20 | Kobe Steel Ltd | サブマ−ジア−ク溶接用焼成型フラツクス |
| JPS6431996A (en) * | 1987-07-28 | 1989-02-02 | Nippon Steel Corp | Method for preventing coagulation of fine grain in electroplating bath |
-
1992
- 1992-07-03 EP EP92111305A patent/EP0521518A1/en not_active Withdrawn
- 1992-07-03 PL PL92295147A patent/PL169668B1/pl unknown
- 1992-07-03 AU AU19436/92A patent/AU641594B2/en not_active Ceased
- 1992-07-03 RU SU925052525A patent/RU2086379C1/ru active
- 1992-07-03 CA CA002073109A patent/CA2073109C/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-07-03 JP JP4214451A patent/JPH0732959B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1992-07-04 KR KR1019920011900A patent/KR960002116B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1992-07-28 TW TW081105960A patent/TW210299B/zh active
-
1993
- 1993-02-18 UA UA93002205A patent/UA29386C2/ru unknown
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент Великобритании N 1472889, кл. B 23 K 35/362, 1977. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2494847C1 (ru) * | 2012-05-29 | 2013-10-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Способ гранулирования флюса |
| RU2526623C1 (ru) * | 2013-02-13 | 2014-08-27 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "ЦНИИТМАШ" | Флюс для автоматической наплавки ленточным электродом |
| RU2680031C1 (ru) * | 2017-12-12 | 2019-02-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Способ гранулирования флюса |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0521518A1 (en) | 1993-01-07 |
| AU1943692A (en) | 1993-01-07 |
| TW210299B (ru) | 1993-08-01 |
| KR930002033A (ko) | 1993-02-22 |
| PL169668B1 (pl) | 1996-08-30 |
| UA29386C2 (ru) | 2000-11-15 |
| CA2073109C (en) | 1997-12-16 |
| JPH05185281A (ja) | 1993-07-27 |
| AU641594B2 (en) | 1993-09-23 |
| CA2073109A1 (en) | 1993-01-06 |
| PL295147A1 (en) | 1993-03-22 |
| JPH0732959B2 (ja) | 1995-04-12 |
| KR960002116B1 (ko) | 1996-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5300754A (en) | Submerged arc flux and method of making same | |
| EP1537940B1 (en) | Colloidal silica binder for a welding flux, wleding flux and method | |
| MXPA04002737A (es) | Sistema de fundente para soldar. | |
| RU2086379C1 (ru) | Самозащитный гранулированный флюс для электродуговой сварки и способ его получения | |
| US4338142A (en) | Melting flux composition for submerged arc welding | |
| JPH11188496A (ja) | サブマージアーク溶接用焼成型フラックスおよびその製造方法 | |
| AU2006225236B2 (en) | Sintered flux for submerged arc welding | |
| JPH0468079B2 (ru) | ||
| CN104339100B (zh) | 单面埋弧焊用焊剂 | |
| JP2001038486A (ja) | 耐吸湿性と耐粉化性に優れたサブマージアーク溶接用焼成型フラックスおよびその製造方法 | |
| JP2003245794A (ja) | サブマージアーク溶接用焼成型フラックスの製造方法 | |
| KR100466205B1 (ko) | 서브머지드 아크 용접용 플럭스 조성물 | |
| JPS5847959B2 (ja) | 低水素系被覆ア−ク溶接棒 | |
| US5147579A (en) | Moisture resistant sodium titanate and potassium titanate | |
| US2865798A (en) | Arc welding flux compositions | |
| JPH0378197B2 (ru) | ||
| JPS5843197B2 (ja) | テイスイソコウエンキセイセンコヨウセツヨウフラツクス | |
| JP2001239394A (ja) | サブマージアーク溶接材料用原料 | |
| CN104339101A (zh) | 单面埋弧焊用焊剂 | |
| JPS646875B2 (ru) | ||
| SA521421388B1 (ar) | قضيب لحام قوسي مطلي وطريقة لحام قوسي مطلي | |
| JPS605396B2 (ja) | サブマ−ジア−ク溶接用溶融型フラツクス | |
| US3413163A (en) | Arc welding flux and method of manufacturing the same | |
| JPH0377794A (ja) | 低水素系被覆アーク溶接棒 | |
| JPS6048280B2 (ja) | 低水素系被覆ア−ク溶接棒の製造方法 |