RU2226144C1 - Activating material for welding and surfacing - Google Patents

Activating material for welding and surfacing Download PDF

Info

Publication number
RU2226144C1
RU2226144C1 RU2002118422/02A RU2002118422A RU2226144C1 RU 2226144 C1 RU2226144 C1 RU 2226144C1 RU 2002118422/02 A RU2002118422/02 A RU 2002118422/02A RU 2002118422 A RU2002118422 A RU 2002118422A RU 2226144 C1 RU2226144 C1 RU 2226144C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
activating
flux
polymer
welding
arc
Prior art date
Application number
RU2002118422/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002118422A (en
Inventor
С.Г. Паршин
С.С. Паршин
Original Assignee
Паршин Сергей Георгиевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Паршин Сергей Георгиевич filed Critical Паршин Сергей Георгиевич
Priority to RU2002118422/02A priority Critical patent/RU2226144C1/en
Publication of RU2002118422A publication Critical patent/RU2002118422A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2226144C1 publication Critical patent/RU2226144C1/en

Links

Landscapes

  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

FIELD: welding and surfacing of metallic parts. SUBSTANCE: activating material is in the form of core coated with envelope. The last is made of mixture of polymer and activating flux at next relation of ingredients, mass. %: activating flux, 5 - 80; polymer, 20 - 95. Core may be made of metallic wire or metallic band or from metal powder. Polymer is selected of group containing polytetrafluoroethylene, polyamide, polyimide. Density of surfaced metal is increased due to degassing welding bath and due to reducing oxides. EFFECT: enhanced quality of welded joints. 3 cl, 1 ex

Description

Изобретение относится преимущественно к машиностроению и может быть применено, например, для сварки и наплавки металлических деталей.The invention relates primarily to mechanical engineering and can be applied, for example, for welding and surfacing of metal parts.

Известен активирующий флюс для электродуговой сварки (Патент Р.Ф. №2164849 от 10.04.2001г., МКИ 7В23К35/362) следующего состава: гексафторалюминат лития 17...25%, двуокись титана 17...25%, двуокись кремния 35...40%, хлорид кальция 20...30%. Этот активирующий флюс в виде раствора порошка флюса в этиловом спирте наносят на поверхность стыкуемых кромок. Данный способ сварки принят за прототип. После испарения спирта производят сварку по слою флюса, что позволяет увеличить проплавляющую способность дуги. Однако, в состав флюса входят гигроскопичные соли, что способствует возникновению дефектов в виде газовых пор. Для удаления влаги требуется прокаливать флюс перед сваркой, что увеличивает трудоемкость сварочных операций.Known activating flux for electric arc welding (RF Patent No. 2164849 dated 04/10/2001, MKI 7V23K35 / 362) of the following composition: lithium hexafluoroaluminate 17 ... 25%, titanium dioxide 17 ... 25%, silicon dioxide 35. ..40%, calcium chloride 20 ... 30%. This activating flux in the form of a solution of flux powder in ethanol is applied to the surface of abutting edges. This welding method is adopted as a prototype. After the evaporation of alcohol, welding is carried out on a flux layer, which allows to increase the penetrating ability of the arc. However, the composition of the flux includes hygroscopic salts, which contributes to the occurrence of defects in the form of gas pores. To remove moisture, it is necessary to calcine the flux before welding, which increases the complexity of welding operations.

Известен способ сварки открытой дугой (Авторское свидетельство №1692783, МКИ В23К 9/14 от 23.11.91г.), при котором в дугу вводят оксид кальция совместно с полиэтиленом или фторопластом. Данный способ позволяет увеличить ударную вязкость и пластичность сварного шва за счет удаления азота, водорода и кислорода из сварочной ванны. Однако известный способ разработан применительно для сварки и наплавки голой электродной проволокой и не позволяет увеличить проплавляющую способность дуги. Кроме того, порошкообразные компоненты при введении в дугу рассеиваются потоком защитного газа, что снижает эффективность способа.A known method of welding with an open arc (Author's certificate No. 1692783, MKI V23K 9/14 of 11.23.91), in which calcium oxide is introduced into the arc together with polyethylene or fluoroplastic. This method allows to increase the toughness and ductility of the weld due to the removal of nitrogen, hydrogen and oxygen from the weld pool. However, the known method is developed for welding and surfacing with bare electrode wire and does not allow to increase the penetrating ability of the arc. In addition, the powder components, when introduced into the arc, are scattered by the protective gas flow, which reduces the efficiency of the method.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение глубины проплавления металла и улучшение качества сварных соединений путем применения активирующего материала, состоящего из сердечника, покрытого полимерной оболочкой.The technical result of the invention is to increase the depth of penetration of the metal and improve the quality of welded joints by using an activating material consisting of a core coated with a polymer shell.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в зону горения дуги при электродуговой сварке или наплавке подается активирующий материал, в состав которого входит активирующий флюс. В отличие от прототипа, активирующий флюс вводится в зону горения дуги вместе с полимером, например политетрафторэтиленом, полиамидом, полиимидом. Активирующие флюсы состоят из галогенидных солей, которые обладают сильной гигроскопичностью. Применение флюса совместно с полимером позволяет исключить насыщение гигроскопичных компонентов водяными парами и устранить рассеивание порошка флюса из зоны сварки.The essence of the invention lies in the fact that in the zone of arc burning during electric arc welding or surfacing, an activating material is supplied, which includes an activating flux. Unlike the prototype, an activating flux is introduced into the arc burning zone together with a polymer, for example polytetrafluoroethylene, polyamide, polyimide. Activating fluxes are composed of halide salts, which are highly hygroscopic. The use of flux together with the polymer eliminates the saturation of hygroscopic components with water vapor and eliminates the dispersion of flux powder from the welding zone.

Активирующий материал состоит из сердечника, который может быть выполнен из металлической проволоки или металлической ленты или металлического порошка. Металлический сердечник покрывается оболочкой, состоящей из смеси полимера с активирующим флюсом, при следующем соотношении компонентов, мас.%: активирующий флюс 5...80; полимер 20...95. При содержании активирующего флюса в оболочке менее 5% активирующий материал снижает проплавляющую способность дуги. При содержании активирующего флюса в оболочке более 80% снижается прочность оболочки и адгезия оболочки по отношению к сердечнику, в результате чего увеличивается рассеивание флюса.The activating material consists of a core, which can be made of metal wire or metal tape or metal powder. The metal core is covered with a shell consisting of a mixture of a polymer with an activating flux, in the following ratio of components, wt.%: Activating flux 5 ... 80; polymer 20 ... 95. When the content of the activating flux in the shell is less than 5%, the activating material reduces the penetrating ability of the arc. When the content of the activating flux in the cladding is more than 80%, the strength of the cladding and the adhesion of the cladding to the core are reduced, resulting in increased flux dispersion.

Активирующий материал, состоящий из металлического сердечника, покрытого оболочкой из смеси полимера с активирующим флюсом дополнительно служит присадкой для заполнения разделки свариваемых кромок. Применение данного материала для наплавки деталей способствует увеличению плотности наплавленного металла за счет дегазации сварочной ванны и восстановления оксидов.An activating material consisting of a metal core coated with a shell of a polymer mixture with an activating flux additionally serves as an additive to fill the grooves of the welded edges. The use of this material for surfacing parts contributes to an increase in the density of the deposited metal due to the degassing of the weld pool and the reduction of oxides.

При нагреве флюс, содержащийся в оболочке предлагаемого материала, расплавляется и реагирует с расплавленным металлом, образуя газоообразные галогениды типа FeF2, SiF4, TiF4, АlF3 и др. Пары воздействуют на дуговой разряд и уменьшают токопроводящий диаметр столба дуги, что увеличивает проплавляющую способность дуги. При нагреве полимера образуется дисперсный углерод, фтор и фторуглероды: CF, CF2, СF3, CF4. (см. Справочник по пластическим массам. /Под ред. Катаева В.М., Попова В.А., Сажина Б.И.-М.: Химия, 1975, т.2, 568 с.). Фтор и фториды углерода также увеличивают проплавляющую способность дуги. Частицы углерода распределяются по поверхности сварочной ванны и при высокой температуре восстанавливают оксиды, с образованием летучих соединений СО, СО2. Большое количество галогенидов в зоне горения дуги уменьшает содержание водорода в металле сварочной ванны за счет образования летучих соединений HF, HCl, НВr. Шлак, образующийся при расплавлении флюса, снижает поверхностное натяжение расплавленного металла и рафинирует его.When heated, the flux contained in the shell of the proposed material melts and reacts with the molten metal, forming gaseous halides such as FeF 2 , SiF 4 , TiF 4 , AlF 3 and others. Vapors act on the arc discharge and reduce the conductive diameter of the arc column, which increases the penetrating arc ability. When the polymer is heated, dispersed carbon, fluorine and fluorocarbons are formed: CF, CF 2 , CF 3 , CF 4 . (see Handbook of plastics. / Ed. by Kataev V.M., Popov V.A., Sazhin B.I.-M.: Chemistry, 1975, v.2, 568 p.). Fluorine and carbon fluorides also increase the penetration ability of the arc. Carbon particles are distributed over the surface of the weld pool and at high temperature they reduce oxides, with the formation of volatile compounds CO, CO 2 . A large number of halides in the arc burning zone reduces the hydrogen content in the weld pool metal due to the formation of volatile compounds HF, HCl, HBr. Slag formed during flux melting reduces the surface tension of the molten metal and refines it.

Технология изготовления активирующего материала с металлическим сердечником заключается в следующем. Порошок активирующего флюса с размером фракций менее 50 мкм смешивают с мелкодисперсным порошком полимера, например тетрафторэтиленом, полиамидом, полиимидом. Полученную смесь порошков флюса и полимера растворяют в этиловом спирте, а полученной суспензией многократно покрывают металлический сердечник. Затем покрытие нагревают до температуры расплавления полимера, в результате чего на поверхности сердечника образуется прочная газонепроницаемая оболочка толщиной 0,05...1 мм.The manufacturing technology of the activating material with a metal core is as follows. An activating flux powder with a fraction size of less than 50 μm is mixed with a finely divided polymer powder, for example tetrafluoroethylene, polyamide, polyimide. The resulting mixture of flux and polymer powders is dissolved in ethanol, and the metal core is repeatedly coated with the resulting suspension. Then the coating is heated to the polymer melting temperature, as a result of which a strong gas-tight shell with a thickness of 0.05 ... 1 mm is formed on the core surface.

Примером применения активирующего материала может служить сварка пластин толщиной 6 мм из титанового сплава ОТ4. Мелкодисперсный порошок активирующего флюса состава CaF2 - 30%; MgF2 - 20%; LiF - 35%; СаСl2 - 15% прокаливали и смешивали с порошком фторопласта-4Д, имеющим размер фракций 0,4 мкм, в соотношении, мас.% доли смеси: порошок флюса 40%; порошок полимера 60%. Полученную смесь растворяли в этиловом спирте и многократно наносили на поверхность титановой проволоки марки ВТ-1 диаметром 2 мм со спеканием каждого слоя при температуре 270°С, в результате чего получили оболочку толщиной 120 мкм. Свариваемые пластины соединяли без разделки кромок в нижнем положении. Дугу зажигали с вольфрамового электрода диаметром 4 мм при силе тока 240 А прямой полярности. Затем в зону горения дуги вводили активирующий материал, состоящий из титанового сердечника, покрытого оболочкой из смеси полимера и активирующего флюса. Оболочка материала плавилась перед дугой вместе с титановым сердечником и разлагалась с выделением пара галогенидов, увеличивая проплавляющую способность дуги. При перемещении дуги со скоростью 3,3 мм/с получили полное проплавление свариваемых пластин, с формированием облицовочного валика. Глубина проплавления металла при данном режиме увеличилась в 2,5 раза, по сравнению со сваркой без активирующего материала. Ультразвуковой контроль на дефектоскопе УД2-12 показал отсутствие дефектов в полученных сварных соединениях.An example of the use of activating material is the welding of plates with a thickness of 6 mm from a titanium alloy OT4. Fine powder activating flux composition CaF 2 - 30%; MgF 2 - 20%; LiF - 35%; CaCl 2 - 15% was calcined and mixed with fluoroplast-4D powder having a particle size of 0.4 μm in the ratio, wt.% Of the mixture: flux powder 40%; polymer powder 60%. The resulting mixture was dissolved in ethanol and repeatedly applied to the surface of a VT-1 titanium wire with a diameter of 2 mm with sintering of each layer at a temperature of 270 ° C, resulting in a shell with a thickness of 120 μm. The welded plates were joined without cutting the edges in the lower position. The arc was ignited from a tungsten electrode with a diameter of 4 mm with a current strength of 240 A of direct polarity. Then, an activating material consisting of a titanium core coated with a mixture of a polymer and an activating flux was introduced into the arc burning zone. The shell of the material melted in front of the arc along with the titanium core and decomposed with the release of a pair of halides, increasing the melting ability of the arc. When moving the arc at a speed of 3.3 mm / s, a complete penetration of the welded plates was obtained, with the formation of a facing roller. The depth of metal penetration in this mode increased by 2.5 times, compared with welding without activating material. Ultrasonic testing on a flaw detector UD2-12 showed the absence of defects in the resulting welded joints.

Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает технический эффект и может быть применено с использованием известных в технике средств, следовательно, оно обладает промышленной применимостью.Thus, the present invention provides a technical effect and can be applied using methods known in the art, therefore, it has industrial applicability.

Claims (3)

1. Активирующий материал для сварки и наплавки, включающий активирующий флюс, отличающийся тем, что активирующий материал выполнен в виде сердечника, покрытого оболочкой, при этом оболочка состоит из смеси полимера с активирующим флюсом при следующем соотношении компонентов, мас.%:1. Activating material for welding and surfacing, including an activating flux, characterized in that the activating material is made in the form of a core coated with a shell, while the shell consists of a mixture of polymer with an activating flux in the following ratio of components, wt.%: Активирующий флюс 5-80Activating flux 5-80 Полимер 20-95Polymer 20-95 2. Активирующий материал по п.1, отличающийся тем, что сердечник состоит из металлической проволоки, или металлической ленты, или металлического порошка.2. The activating material according to claim 1, characterized in that the core consists of a metal wire, or a metal tape, or a metal powder. 3. Активирующий материал по п.1, отличающийся тем, что он содержит полимер, выбранный из группы: политетрафторэтилен, полиамид, полиимид.3. The activating material according to claim 1, characterized in that it contains a polymer selected from the group: polytetrafluoroethylene, polyamide, polyimide.
RU2002118422/02A 2002-07-08 2002-07-08 Activating material for welding and surfacing RU2226144C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002118422/02A RU2226144C1 (en) 2002-07-08 2002-07-08 Activating material for welding and surfacing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002118422/02A RU2226144C1 (en) 2002-07-08 2002-07-08 Activating material for welding and surfacing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002118422A RU2002118422A (en) 2004-02-20
RU2226144C1 true RU2226144C1 (en) 2004-03-27

Family

ID=32390548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002118422/02A RU2226144C1 (en) 2002-07-08 2002-07-08 Activating material for welding and surfacing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2226144C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2544317C2 (en) * 2013-07-01 2015-03-20 Общество с ограниченной ответственностью "Северо-Западный институт сварки и наноматериалов" (ООО "ИСНАНО") Nanostructured welding material

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2544317C2 (en) * 2013-07-01 2015-03-20 Общество с ограниченной ответственностью "Северо-Западный институт сварки и наноматериалов" (ООО "ИСНАНО") Nanostructured welding material

Also Published As

Publication number Publication date
RU2002118422A (en) 2004-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7187137B2 (en) Welding electrode wire with alkaline earth metal
US20160144441A1 (en) Low heat flux mediated cladding of superalloys using cored feed material
US3922519A (en) Method for a build-up welding of different metals
RU2226144C1 (en) Activating material for welding and surfacing
FR2973727A1 (en) HOMOGENEOUS WELDING OF STEELS 9% NI
RU2702168C1 (en) Method of multi-electrode arc welding in protective gas medium
JP2007083303A (en) Shielding gas for mig brazing and welding method using the shielding gas
RU2539284C1 (en) Nanostructured flux cord wire for underwater welding
RU2544317C2 (en) Nanostructured welding material
EP4056312A1 (en) Fluxed core wire and method for manufacturing weld joint
RU2585605C1 (en) Flux cored wire for underwater welding steels
RU2224630C1 (en) Method of electric arc welding with use of activating flux
WO2017132020A1 (en) Low heat flux mediated cladding of superalloys using cored feed material
RU2536313C1 (en) Flux cord wire for underwater welding by wet method
RU2244615C1 (en) Electric arc welding electrode
RU2164849C1 (en) Activating flux for electric arc welding
RU2264897C1 (en) Electric arc welding method with use of activating material
RU2771341C1 (en) Method for underwater wet welding and cutting with core wire and flux tape
RU2198773C2 (en) Activating flux for electric arc welding
SU860971A1 (en) Welding flux
RU2187415C1 (en) Electric arc welding method
JP2004017161A (en) Use of helium/nitrogen gas mixture in up to 8kw laser welding
JPS63212092A (en) Seamless flux cored wire for submerged arc fillet welding
JPS5823596A (en) Method for horizontal electroslag build-up welding by tubular wire
JP6806109B2 (en) Bond flux for submerged arc welding

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040709