RU2279342C2

RU2279342C2 - Flux for welding steels coated with aluminum

Info

Publication number: RU2279342C2
Application number: RU2004130790/02A
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Ковтунов (RU); Александр Иванович Ковтунов; Владимир Петрович Сидоров (RU); Владимир Петрович Сидоров; В чеслав Александрович Лабзин (RU); Вячеслав Александрович Лабзин; Тать на Владимировна Чермашенцева (RU); Татьяна Владимировна Чермашенцева
Original assignee: Негосударственное образовательное учреждение технический учебный центр "Спектр"
Priority date: 2004-10-20
Filing date: 2004-10-20
Publication date: 2006-07-10
Also published as: RU2004130790A

Abstract

FIELD: welding of steels with plated aluminum coating by means of electrode melting in carbon dioxide.

SUBSTANCE: flux includes, mass %: zircon concentrate, 7.1 -11.8; nickel, 22.9 - 37.6; fluorspar, 9 - 12,6; cryolite, 41 - 57,4. Such contents of fluorspar and cryolite allow remove aluminum oxide out of welding bath. It provides improved plasticity of welded seam metal at thickness of aluminum coating up to 550 micrometers.

EFFECT: enhanced quality of welded seams of steel products.

1 ex

Description

Изобретение относится к сварочным материалам, а именно к флюсам для сварки сталей, имеющих металлизированное алюминиевое покрытие, в углекислом газе плавящимся электродом.The invention relates to welding materials, namely to fluxes for welding steels having a metallized aluminum coating in carbon dioxide by a consumable electrode.

Известен флюс для сварки сталей, покрытых алюминием (Керамический флюс для сварки сталей. Авторское свидетельство СССР №1107994, В 23 К 35/362. Опубликовано 15.08.84. Бюл. №30), содержащий следующие компоненты, вес.%:Known flux for welding steels coated with aluminum (Ceramic flux for welding steels. USSR author's certificate No. 1107994, 23 K 35/362. Published August 15, 1984. Bull. No. 30), containing the following components, wt.%:

ФерросилицийFerrosilicon 0,4-2,00.4-2.0 ФерромарганецFerromanganese 0,6-3,00.6-3.0 Марганцевая рудаManganese ore 2-82-8 Плавиковый шпатFluorspar 20-3020-30 МраморMarble 4-84-8 РутилRutile 5-105-10 Железная окалинаIron oxide 12-1612-16 ВолластонитWollastonite 11-3011-30 Окись хромаChromium oxide 4-84-8 НикельNickel 5-95-9 Кремнефтористый натрийSodium silicofluoride 4-84-8

Однако данный флюс позволяет лишь частично удалять алюминий из металла шва, что снижает его пластичность.However, this flux allows only partially remove aluminum from the weld metal, which reduces its ductility.

Известен флюс для сварки сталей, покрытых алюминием (Флюс для сварки сталей, покрытых алюминием. Авторское свидетельство СССР №1274894, В 23 К 35/362. Опубликовано 07.12.86. Бюл. №45), содержащий следующие компоненты, вес.%:Known flux for welding steels coated with aluminum (Flux for welding steels coated with aluminum. USSR author's certificate No. 1274894, 23 K 35/362. Published 07.12.86. Bull. No. 45), containing the following components, wt.%:

Цирконовый концентратZircon Concentrate 7,1-11,87.1-11.8 НикельNickel 22,9-37,622.9-37.6 Плавиковый шпатFluorspar 26,0-35,926.0-35.9 МраморMarble 24,6-31,124.6-31.1

Данный флюс позволяет удалять частично окисленный алюминий из сварочного шва при толщине алюминиевого покрытия не более 450 мкм, однако, он обеспечивает образование шлака с повышенной плотностью, что уменьшает количество удаленного оксида алюминия из сварочного шва и снижает пластичность металла шва. При толщине алюминиевого покрытия более 450 мм, количество не выведенного оксида алюминия из сварочного шва значительно увеличивается.This flux allows you to remove partially oxidized aluminum from the weld with an aluminum coating thickness of not more than 450 μm, however, it provides the formation of slag with increased density, which reduces the amount of removed aluminum oxide from the weld and reduces the ductility of the weld metal. When the thickness of the aluminum coating is more than 450 mm, the amount of not removed aluminum oxide from the weld increases significantly.

Техническим результатом изобретения является повышение пластичности металла шва при толщине алюминиевого покрытия до 550 мкм.The technical result of the invention is to increase the ductility of the weld metal with an aluminum coating thickness of up to 550 microns.

Технический результат достигается тем, что флюс, содержащий никель, плавиковый шпат, цирконовый концентрат, дополнительно содержит криолит при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result is achieved in that the flux containing Nickel, fluorspar, zircon concentrate, additionally contains cryolite in the following ratio of components, wt.%:

Цирконовый концентратZircon Concentrate 7,1-11,87.1-11.8 НикельNickel 22,9-37,622.9-37.6 Плавиковый шпатFluorspar 9-12,69-12.6 КриолитCryolite 41-57,441-57.4

Такая совокупность новых признаков с известными позволяет более эффективно удалять окисленный алюминий из металла шва, за счет образования более легкоплавкой эвтектики с содержанием оксида алюминия до 16% и температурой плавления 923°С и более низкой плотностью 1,9 г/см³, по сравнению с прототипом, что способствует повышению пластичности металла шва при толщинах алюминиевого покрытия до 550 мкм.This combination of new features with the known ones allows more efficient removal of oxidized aluminum from the weld metal, due to the formation of a more fusible eutectic with an alumina content of up to 16% and a melting point of 923 ° C and a lower density of 1.9 g / cm ³ , compared to prototype, which helps to increase the ductility of the weld metal with aluminum coating thicknesses up to 550 microns.

При сварке сталей с алюминиевым покрытием плавящимся электродом в углекислом газе, алюминий покрытия взаимодействует с защитным газом по реакции:When welding steels with an aluminum coating by a consumable electrode in carbon dioxide, the aluminum of the coating interacts with the protective gas by the reaction:

2СO₂=2СО+O₂ 2CO ₂ = 2CO + O ₂

3O₂+4Аl=2Аl₂O₃ 3O ₂ + 4Al = 2Al ₂ O ₃

Оксид алюминия с фтористым кальцием плавикового шпата и криолитом образуют легкоплавкую эвтектику, содержащую 16% оксида алюминия, с температурой плавления 923°С и плотностью 1,9 г/см³, что обеспечивает всплытие оксида алюминия на поверхность сварочной ванны при сварке сталей с алюминиевым покрытием с толщиной до 550 мкм.Alumina with calcium fluoride, fluorspar and cryolite form a low-melting eutectic containing 16% alumina, with a melting point of 923 ° C and a density of 1.9 g / cm ³ , which allows surfacing of aluminum oxide on the surface of the weld pool when welding aluminum-coated steels with a thickness of up to 550 microns.

Процентное содержание плавикового шпата и криолита выбирается из расчета возможности образования легкоплавкой эвтектики с минимальной плотностью. Снижение или повышение процентного содержания плавикового шпата и криолита способствует повышению температуры плавления шлаковой системы и повышению ее плотности, что увеличивает количество не выведенного из сварочной ванны оксида алюминия и снижает пластичность металла шва.The percentage of fluorspar and cryolite is selected from the calculation of the possibility of the formation of a low-melting eutectic with a minimum density. A decrease or increase in the percentage of fluorspar and cryolite contributes to an increase in the melting temperature of the slag system and an increase in its density, which increases the amount of aluminum oxide not removed from the weld pool and reduces the ductility of the weld metal.

Кроме того, плавиковый шпат способствует удалению сернистых соединений из металла шва.In addition, fluorspar helps to remove sulfur compounds from the weld metal.

Введение никеля способствует легированию металла шва и повышению пластичности металла шва, а введение цирконового концентрата способствует стабилизации горения дуги, формированию шва и отделимости шлаковой корки.The introduction of nickel helps alloy the weld metal and increase the ductility of the weld metal, and the introduction of zircon concentrate helps to stabilize arc burning, the formation of the weld and the separability of the slag crust.

Примером применения данного флюса является технология сварки сталей, покрытых алюминием, с толщиной покрытия 550 мкм плавящимся электродом в среде углекислого газа. Для сварки используют пластины 200×100×6 из стали Ст3сп с плакированным алюминиевым слоем. Перед сваркой на кромки пластин наносят флюс-пасту с оптимальным содержанием компонентов:An example of the application of this flux is the technology of welding steels coated with aluminum with a coating thickness of 550 microns by a consumable electrode in a carbon dioxide atmosphere. For welding, plates 200 × 100 × 6 made of St3sp steel with a clad aluminum layer are used. Before welding, flux paste with the optimal content of components is applied to the edges of the plates:

Цирконовый концентратZircon Concentrate - 9%- 9% НикельNickel - 28%- 28% Плавиковый шпатFluorspar - 11,5%- 11.5% КриолитCryolite - 51,5%- 51.5%

Флюс-пасту приготавливают, смешивая компоненты флюса с этиловым спиртом в соотношении 1:0,5 от веса сухой шихты. Применение данного флюса позволяет по сравнению с прототипом повысить на 10-15% ударную вязкость и пластичность металла шва.The flux paste is prepared by mixing the components of the flux with ethanol in a ratio of 1: 0.5 by weight of the dry charge. The use of this flux allows, in comparison with the prototype, to increase the impact strength and ductility of the weld metal by 10-15%.

Предлагаемый флюс обеспечивает технический эффект и может быть получен с помощью известных в технике средств. Следовательно, он обладает промышленной применимостью.The proposed flux provides a technical effect and can be obtained using means known in the art. Therefore, it has industrial applicability.

Claims

A flux for welding aluminum-coated steels containing fluorspar, nickel, zircon concentrate, characterized in that the flux additionally contains cryolite, in the following ratio, wt.%:

Zircon Concentrate 7.1-11.8 Nickel 22.9-37.6 Fluorspar 9-12.6 Cryolite 41-57.4