RU2249498C1 - Mineral alloy for coatings of welding electrodes and ceramic fluxes - Google Patents
Mineral alloy for coatings of welding electrodes and ceramic fluxes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2249498C1 RU2249498C1 RU2003128014/02A RU2003128014A RU2249498C1 RU 2249498 C1 RU2249498 C1 RU 2249498C1 RU 2003128014/02 A RU2003128014/02 A RU 2003128014/02A RU 2003128014 A RU2003128014 A RU 2003128014A RU 2249498 C1 RU2249498 C1 RU 2249498C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- mineral
- cao
- welding
- mineral alloy
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области сварочных материалов, в частности к компонентам, содержащим оксид алюминия, для покрытий сварочных электродов и керамических флюсов для электродуговой сварки конструкций из углеродистых и низколегированных сталей.The invention relates to the field of welding materials, in particular to components containing aluminum oxide, for coating welding electrodes and ceramic fluxes for electric arc welding of structures made of carbon and low alloy steels.
Введение оксида алюминия в покрытие сварочных электродов и соответственно после расплавления в шлак позволяет увеличить интервал затвердевания шлака при его охлаждении и вязкость в расплавленном состоянии, что благоприятно отражается на сварочно-технологических свойствах электродов.The introduction of aluminum oxide into the coating of welding electrodes and, accordingly, after melting into the slag allows to increase the interval of solidification of the slag when it is cooled and the viscosity in the molten state, which favorably affects the welding and technological properties of the electrodes.
В качестве компонентов, содержащих оксид алюминия в основных покрытиях электродов, а также в составах керамических флюсов обычно используют глинозем или корунд, иногда в малых количествах слюду-мусковит. При этом неизбежно возникают проблемы пористости в металле сварных швов. Использование глинозема в составе шихты сварочных плавленых флюсов, как правило, не приводит к появлению пористости в металле сварных швов. Следовательно, состояние оксида алюминия, в котором он вводится в покрытия сварочных электродов, может иметь существенное значение.Alumina or corundum, sometimes small amounts of muscovite mica, are usually used as components containing alumina in the main coatings of electrodes, as well as in ceramic flux compositions. In this case, porosity problems in the weld metal inevitably arise. The use of alumina in the composition of the mixture of welding fused fluxes, as a rule, does not lead to the appearance of porosity in the weld metal. Therefore, the state of alumina in which it is introduced into the coatings of the welding electrodes can be significant.
Известны кианитовая руда Хизоварского месторождения, кианитовый концентрат из этой руды (Кононов М.Е. Огнеупоры из минерального сырья Карело-Кольского региона. - Апатиты, ИХТРЭМС КНЦ РАН, 1994, стр. 86-89) и кианитовый концентрат после химического обогащения (Николаев А.И. и др. Сварочное производство, №5, 2000, стр. 36 - 40). Непосредственному испытанию в составе электродных покрытий были подвергнуты технологические пробы кианитовой руды (peг. №378) и кианитового концентрата (peг. №393), которые прошли глубокое химическое обогащение для удаления фосфора и серы, прокалку при 900° С в течение 4 часов для удаления остатков реагентов и углеродсодержащих минералов.The kyanite ore of the Khizovar deposit, the kyanite concentrate from this ore (Kononov ME Refractories from mineral raw materials of the Karelo-Kola region. - Apatity, IHTREMS KSC RAS, 1994, pp. 86-89) and kyanite concentrate after chemical enrichment are known (Nikolaev A) . I. and other Welding production, No. 5, 2000, p. 36 - 40). Technological samples of kyanite ore (reference No. 378) and kyanite concentrate (reference No. 393), which underwent deep chemical enrichment to remove phosphorus and sulfur, were calcined at 900 ° C for 4 hours to directly test the electrode coatings. residues of reagents and carbon-containing minerals.
Химический состав кианитовой руды и кианитовых концентратов приведен в табл. 1.The chemical composition of kyanite ore and kyanite concentrates is given in table. 1.
Общим недостатком кианитовой руды и кианитового концентрата является высокое содержание примесей фосфора, серы и углерода (около 0,3% графита). Недостатком кианитового концентрата химического обогащения является его химическая активность по отношению к жидкому стеклу - связующему электродных покрытий. В результате взаимодействия с жидким стеклом активированных зерен кианита образуются гидратированные соединения алюминия, разложение которых при сварке приводит к появлению пористости в наплавляемом металле.A common disadvantage of kyanite ore and kyanite concentrate is the high content of impurities of phosphorus, sulfur and carbon (about 0.3% graphite). The disadvantage of kyanite concentrate chemical enrichment is its chemical activity in relation to water glass - a binder of electrode coatings. As a result of the interaction with activated glass of activated kyanite grains, hydrated aluminum compounds are formed, the decomposition of which during welding leads to the appearance of porosity in the deposited metal.
Известен “Плавленый флюс для наплавки”, содержащий оксид кремния 27,0-34,0%, оксид кальция 24,0-32,0%, фторид кальция 25,0-33,0%, оксид алюминия 27,0-34,0% при выполнении соотношения 0,9≤ Аl2О3/CaO≤ 1,4 и 0,9≤ CaF2/Аl2О3≤ 1,2 (патент №2115529, В 23 K 35/362, опубл. 1998.Known "Fused flux for surfacing" containing silicon oxide 27.0-34.0%, calcium oxide 24.0-32.0%, calcium fluoride 25.0-33.0%, alumina 27.0-34, 0% when fulfilling the ratio of 0.9 А Al 2 O 3 / CaO 1,4 1.4 and 0.9 Ca CaF 2 / Al 2 O 3 1,2 1.2 (patent No. 21555529, 23 K 35/362, publ. 1998 .
Недостатками аналога является его повышенная склонность к гидратации при хранении, связанная с высоким содержанием в нем оксида и фторида кальция, что в конечном итоге способствует появлению пористости в металле сварных швов; недостаточно высокое содержание Аl2O3 требует увеличения доли “флюса” в покрытии, что приводит опять к увеличению доли оксида и фторида кальция и к упомянутым неблагоприятным последствиям.The disadvantages of the analogue is its increased tendency to hydrate during storage, associated with a high content of calcium oxide and fluoride in it, which ultimately contributes to the appearance of porosity in the weld metal; insufficiently high content of Al 2 O 3 requires an increase in the proportion of “flux” in the coating, which again leads to an increase in the proportion of calcium oxide and fluoride and to the aforementioned adverse effects.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по входящим в его состав компонентам является “Плавленый флюс”, содержащий кремнезем -21,0-30,0%, двуокись титана - 11,0-20,0%, окись кальция - 11,0-14,0%, глинозем - 22,0-25,0%, отношение суммы основных окислов к кислотным не более 0,4, а суммарное содержание окислов кремния и титана составляет не менее 27 вес.% (АС СССР №590121, В 23 К 35/362, опубл. 1978).Closest to the proposed invention in terms of its constituent components is “Fused flux” containing silica -21.0-30.0%, titanium dioxide - 11.0-20.0%, calcium oxide - 11.0-14, 0%, alumina - 22.0-25.0%, the ratio of the sum of basic oxides to acid is not more than 0.4, and the total content of silicon and titanium oxides is not less than 27 wt.% (USSR AS No. 590121, 23 K 35 / 362, publ. 1978).
Недостатком прототипа является низкое содержание оксида алюминия, что не позволяет эффективно использовать его для ввода оксида алюминия в электродные покрытия.The disadvantage of the prototype is the low content of alumina, which does not allow its effective use for introducing alumina into the electrode coatings.
При создании изобретения ставилась задача предотвращения пористости сварных швов (в наплавляемом металле) за счет снижения химической активности поверхности зерен оксида алюминия.When creating the invention, the task was to prevent the porosity of welds (in the weld metal) by reducing the chemical activity of the surface of the grains of aluminum oxide.
Это достигается тем, что в минеральном сплаве для покрытий сварочных электродов и керамических флюсов на основе оксида алюминия, оксида кремния, диоксида титана, оксида кальция и фторида кальция компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:This is achieved by the fact that in the mineral alloy for coating welding electrodes and ceramic fluxes based on aluminum oxide, silicon oxide, titanium dioxide, calcium oxide and calcium fluoride, the components are taken in the following ratio, wt.%:
оксид алюминия 45,0-51,0alumina 45.0-51.0
оксид кремния 13,0-17,0silica 13.0-17.0
диоксид титана 3,0-7,0titanium dioxide 3.0-7.0
оксид кальция 10,0-16,0calcium oxide 10.0-16.0
фторид кальция 16,0-22,0.calcium fluoride 16.0-22.0.
Кроме этого, заявленное техническое решение имеет факультативный признак, а именно:In addition, the claimed technical solution has an optional feature, namely:
содержание оксида алюминия, оксида кремния, диоксида титана и оксида кальция в минеральном сплаве и шихте для его выплавки может быть при следующем соотношении:the content of aluminum oxide, silicon oxide, titanium dioxide and calcium oxide in the mineral alloy and the mixture for its smelting can be in the following ratio:
Аl2O3/СаО=2,8-5,1; SiO2/CaO=0,8-1,7; TiO2/CaO=0,15-0,7.Al 2 O 3 / CaO = 2.8-5.1; SiO 2 / CaO = 0.8-1.7; TiO 2 / CaO = 0.15-0.7.
Основными отличительными признаками предлагаемого минерального сплава являются его фазовые характеристики, определяемые соотношениями компонентов, которые приведены в табл. 2, а также:The main distinguishing features of the proposed mineral alloy are its phase characteristics, determined by the ratios of the components, which are given in table. 2 as well as:
- отношение CaO/SiO2+TiO2 в минеральном сплаве находится в пределах 0,42-1,0, тогда как в прототипе оно должно быть не более 0,4;- the ratio of CaO / SiO 2 + TiO 2 in the mineral alloy is in the range of 0.42-1.0, while in the prototype it should be no more than 0.4;
- суммарное содержание оксидов кремния и титана в минеральном сплаве составляет максимум 24,0%, тогда как в прототипе оно должно быть не менее 27,0%.- the total content of silicon and titanium oxides in the mineral alloy is a maximum of 24.0%, while in the prototype it should be at least 27.0%.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется диаграммами фазовых равновесий, представленными на фиг.1-5.The invention is illustrated by phase equilibrium diagrams shown in figures 1-5.
На фиг.1, 2 показаны существенные различия в минералогических составах аналога (патент №2115529) - основное минеральное соединение - геленит (2СаО· Аl2O3· SiO2), прототипа - основное минеральное соединение - анортит (СаО· Аl2O3· 2SiO2) и минерального - сплава основные минеральные соединения;In figure 1, 2 shows the significant differences in the mineralogical compositions of the analogue (patent No. 2155529) - the main mineral compound is gelenite (2CaO · Al 2 O 3 · SiO 2 ), the prototype is the main mineral compound is anorthite (CaO · Al 2 O 3 · 2SiO 2 ) and mineral - alloy are the main mineral compounds;
на фиг.3 - образование в минеральном сплаве алюминатов кальция;figure 3 - the formation in a mineral alloy of calcium aluminates;
на фиг.4 - расположение области составов минерального сплава в поле кристаллизации ранкинита и близкой к ней части поля кристаллизации псевдоволластонита;figure 4 - location of the composition region of the mineral alloy in the crystallization field of rankinite and close to it part of the crystallization field of pseudowollastonite;
на фиг.5 - расположение испытанных составов минерального сплава промышленных образцов 1, 2 и лабораторных образцов 3-7.figure 5 - the location of the tested compositions of the mineral alloy of
При разработке и перед применением минерального сплава в покрытиях сварочных электродов и керамических флюсах производились испытания различного его состава путем наплавки валиков автоматом под слоем минерального сплава, подготовленного к употреблению по назначению.When developing and before using a mineral alloy in coatings of welding electrodes and ceramic fluxes, tests of its various composition were carried out by welding the rollers automatically under a layer of a mineral alloy prepared for use as intended.
Оценка результатов производилась по внешнему виду наплавленного валика и шлаковой корочки, а также по легкости отделения шлаковой корочки с поверхности наплавленного валика. Оценка результатов испытаний приведена в табл. 3.Evaluation of the results was carried out according to the appearance of the weld bead and slag crust, as well as the ease of separation of the slag crust from the surface of the weld bead. The evaluation of the test results is given in table. 3.
Промышленные образцы 1, 2 и лабораторный образец 3 показали хорошие сварочно-технологические свойства: ровное формирование наплавляемого валика, плотную и ровную шлаковую корочку, которая при охлаждении самостоятельно отделяется от поверхности наплавленного валика. Фигуративные точки этих образцов на диаграмме CaO-SiO2-ТiO2 (фиг.5) расположены в заявленном поле составов минерального сплава.
Сварочно-технологические свойства лабораторных образцов 4 и 6 были хуже: при снятии шлаковая корочка частично дробилась и оставалась в местах сопряжения валиков с основным металлом. Лабораторные образцы 5 и 7 показали неудовлетворительные результаты испытаний сварочно-технологических свойств, выразившиеся в неравномерном формировании наплавляемого валика и шлаковой корочки.The welding and technological properties of laboratory samples 4 and 6 were worse: when removed, the slag crust partially crushed and remained in the places where the rollers joined the base metal. Laboratory samples 5 and 7 showed unsatisfactory test results of welding and technological properties, expressed in the uneven formation of the weld bead and slag crust.
Промышленные образцы 1 и 2 использовали в рецептурах шихты для изготовления опытных сварочных электродов, керамических, в частности агломерированных флюсов, при сварке которыми пористость не наблюдалась как в металле, так и в шлаковой корочке.
Как видно из приведенных выше результатов испытаний данных образцов, предлагаемый минеральный сплав позволяет полностью исключить пористость в наплавляемых валиках и признаки ее возможного появления - поры в шлаковой корочке, а также обеспечить хорошее формирование наплавляемого валика при сварке в различных положениях (нижнем, горизонтальном, вертикальном: снизу вверх).As can be seen from the above test results of these samples, the proposed mineral alloy allows you to completely eliminate the porosity in the weld beads and the signs of its possible appearance - pores in the slag crust, as well as to ensure good formation of the weld bead when welding in various positions (lower, horizontal, vertical: upwards).
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003128014/02A RU2249498C1 (en) | 2003-09-17 | 2003-09-17 | Mineral alloy for coatings of welding electrodes and ceramic fluxes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003128014/02A RU2249498C1 (en) | 2003-09-17 | 2003-09-17 | Mineral alloy for coatings of welding electrodes and ceramic fluxes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2249498C1 true RU2249498C1 (en) | 2005-04-10 |
Family
ID=35611698
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003128014/02A RU2249498C1 (en) | 2003-09-17 | 2003-09-17 | Mineral alloy for coatings of welding electrodes and ceramic fluxes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2249498C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2497646C1 (en) * | 2012-06-19 | 2013-11-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Mineral alloy for welding electrode coatings |
-
2003
- 2003-09-17 RU RU2003128014/02A patent/RU2249498C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2497646C1 (en) * | 2012-06-19 | 2013-11-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Mineral alloy for welding electrode coatings |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107098684A (en) | A kind of castable refractory for not polluting high strength alumin ium alloy | |
JP4297543B2 (en) | Alumina / zirconia / silica fusion cast refractory and glass melting furnace using the same | |
RU2249498C1 (en) | Mineral alloy for coatings of welding electrodes and ceramic fluxes | |
SA517381983B1 (en) | Process for making a fiber cement sheet | |
JP5912969B2 (en) | Fused flux used for submerged arc welding and welding method using the same | |
RU2683166C1 (en) | Flux for steel mechanized welding and surfacing | |
RU2313435C1 (en) | Ceramic flux for automatic welding of low alloy steels | |
RU2228828C2 (en) | Ceramic flux for automatic welding of low alloy steels | |
RU2682515C1 (en) | Flux for steel mechanized welding and surfacing | |
RU2682730C1 (en) | Flux for steel mechanized welding and surfacing | |
RU2009823C1 (en) | Composition of electrode coating | |
RU2497646C1 (en) | Mineral alloy for welding electrode coatings | |
RU2217286C1 (en) | Electrode coating composition | |
Behera et al. | Use of Al-killed ladle furnace slag in Si-killed steel process to reduce lime consumption, improve slag fluidity | |
SU1107994A1 (en) | Ceramic flux for welding steels | |
JP3722776B2 (en) | Steel additive | |
RU2257987C1 (en) | Welding electrode coating | |
KR100364873B1 (en) | Agglomerated flux for submerged arc welding | |
RU2274535C2 (en) | Powder wire composition | |
RU2448824C1 (en) | Charge for producing welding fused flux | |
RU2304501C2 (en) | Welding flux used for the electric-arc welding | |
SU1191243A1 (en) | Charge for melting welding fluxes | |
SU1692795A1 (en) | Composition for electrode coating | |
SU680840A1 (en) | Composition of electrode coating | |
RU2043895C1 (en) | Electrode coating composition |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070918 |