RU2304500C2 - Welding flux used for the electric-arc welding - Google Patents
Welding flux used for the electric-arc welding Download PDFInfo
- Publication number
- RU2304500C2 RU2304500C2 RU2005124400/02A RU2005124400A RU2304500C2 RU 2304500 C2 RU2304500 C2 RU 2304500C2 RU 2005124400/02 A RU2005124400/02 A RU 2005124400/02A RU 2005124400 A RU2005124400 A RU 2005124400A RU 2304500 C2 RU2304500 C2 RU 2304500C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flux
- welding
- cao
- mgo
- mno
- Prior art date
Links
Landscapes
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области сварки, в частности к составам флюсов, используемых для механизированной сварки с повышенной скоростью, применяемых для восстановления изношенных деталей, работающих в условиях абразивного износа.The invention relates to the field of welding, in particular to compositions of fluxes used for mechanized welding with increased speed, used to restore worn parts that work in conditions of abrasive wear.
Известен сварочный флюс повышенной основности (А.с. 353804, Бюл. №30 от 09.10.72 г.), содержащий следующие компоненты, в %: SiO2 - 28,5...33; MnO - 28,5...35; CaO - 29...31; CaF2 - 5...7; Al2О3 - до 3,5; MgO - до 2; Fe2О3 - до 1,5; S и Р не более 0,2. Данный флюс имеет повышенную гигроскопичность и при наплавке, сварке при помощи него наблюдается «побитость» шва, так как флюс «короткий», при этом присутствуют кристаллизационные трещины.Known welding flux of increased basicity (A. S. 353804, Bull. No. 30 dated 09.10.72), containing the following components, in%: SiO 2 - 28.5 ... 33; MnO - 28.5 ... 35; CaO - 29 ... 31; CaF 2 - 5 ... 7; Al 2 O 3 - up to 3.5; MgO - up to 2; Fe 2 O 3 - up to 1.5; S and P no more than 0.2. This flux has increased hygroscopicity, and when surfacing, welding with it, “bruising” of the weld is observed, since the flux is “short”, and crystallization cracks are present.
Известен сварочный флюс повышенной основности (А.с. 2116183 от 27.07.98 г.), имеющий следующий состав, мас.%: SiO2 - 30...34; MnO - 30...34; СаО - до 5; CaF2 - 5...7; Al2O3 - до 1,5; MgO - 26...28; Fe2O3 - до 1,5; S и Р до 0,2. Указанный флюс обладает высокой гигроскопичностью, не обеспечивает полного отделения шлаковой корки при повышенных скоростях сварки и не устраняет кристаллизационные трещины.Known welding flux of high basicity (A. S. 2116183 from 07/27/98), having the following composition, wt.%: SiO 2 - 30 ... 34; MnO - 30 ... 34; CaO - up to 5; CaF 2 - 5 ... 7; Al 2 O 3 - up to 1.5; MgO - 26 ... 28; Fe 2 O 3 - up to 1.5; S and P to 0.2. The specified flux has a high hygroscopicity, does not provide complete separation of the slag crust at high welding speeds and does not eliminate crystallization cracks.
Известен флюс для электродуговой сварки (А.с.2107601, Бюл. №9 от 27.03.98 г. - прототип), применяемый для наплавки конструкционных сталей и чугунов, имеющий следующий состав, мас.%: SiO2 - 29...33; MnO - 24...26; MgO - 24...26; CaO - 4...6; CaF2 - 4...6; Al2O3 - до 2,5; Fe2O3 - до 1,5; S и Р до 0,2, при этом отношении содержание основных и кислых окислов составляет 1,3...1,34. Флюс обладает сравнительно высокой гигроскопичностью, при наплавке под данным флюсом при повышенных скоростях затрудняется отделимость шлаковой корки и не устраняется появление кристаллизационных трещин в наплавленном слое.Known flux for electric arc welding (A.s.2107601, Bull. No. 9 from 03/27/98 - prototype), used for surfacing structural steels and cast irons, having the following composition, wt.%: SiO 2 - 29 ... 33 ; MnO - 24 ... 26; MgO - 24 ... 26; CaO - 4 ... 6; CaF 2 - 4 ... 6; Al 2 O 3 - up to 2.5; Fe 2 O 3 - up to 1.5; S and P to 0.2, in this respect, the content of basic and acidic oxides is 1.3 ... 1.34. The flux has a relatively high hygroscopicity, when surfacing under this flux at elevated speeds, the separability of the slag crust is difficult and the appearance of crystallization cracks in the deposited layer is not eliminated.
Технической задачей изобретения является повышение сварочно-технологических свойств флюса и обеспечение более высоких качественных характеристик наплавленного металла.An object of the invention is to increase the welding and technological properties of the flux and providing higher quality characteristics of the weld metal.
Задача достигается тем, что флюс для электродуговой сварки, содержащий SiO2, MnO, СаО, CaF2, MgO, Al2О3, Fe2О3, S и Р, содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:The objective is achieved in that the flux for electric arc welding, containing SiO 2 , MnO, CaO, CaF 2 , MgO, Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , S and P, contains components in the following ratio, wt.%:
при этом соотношение содержания основных и кислых окислов выбрано из условия получения основности флюса 1,40-1,48.the ratio of the content of basic and acidic oxides is selected from the conditions for obtaining the basicity of the flux of 1.40-1.48.
Наличие в предлагаемом веществе изобретения доказывается тем, что изменение соотношения между основными компонентами способствует образованию в наплавленном металле закалочных структур при естественном охлаждении на воздухе, за счет чего повышается износостойкость получаемых поверхностей и благоприятных по форме и расположению оксидосульфидных неметаллических включений, вследствие чего повышается стойкость наплавленного слоя против образования кристаллизационных трещин.The presence in the proposed substance of the invention is proved by the fact that a change in the ratio between the main components contributes to the formation of hardening structures in the deposited metal during natural cooling in air, which increases the wear resistance of the obtained surfaces and is favorable in the shape and arrangement of oxide-sulfide non-metallic inclusions, thereby increasing the resistance of the deposited layer against the formation of crystallization cracks.
Оригинальность предлагаемого флюса заключается в том, что сумма оксида кальция и оксида магния в прототипе и предлагаемом флюсе незначительно отличаются, но их отношения различны и составляют: в прототипе CaO/MgO=1/6, а в предлагаемом CaO/MgO=1/2. Увеличение оксида кальция и уменьшение оксида магния способствует улучшению отделения шлаковой корки при повышенных скоростях наплавки, отсутствует эффект «побитости шва», характерный для «коротких» флюсов повышенной основности. Наплавленный под предлагаемым флюсом металл закаливается при естественном охлаждении на воздухе и имеет износостойкость, превышающую уровень закаленной стали.The originality of the proposed flux is that the sum of calcium oxide and magnesium oxide in the prototype and the proposed flux are slightly different, but their relations are different and are: in the prototype CaO / MgO = 1/6, and in the proposed CaO / MgO = 1/2. An increase in calcium oxide and a decrease in magnesium oxide helps to improve the separation of the slag crust at elevated surfacing speeds; there is no effect of "bruising of the seam", which is characteristic of "short" fluxes of increased basicity. The metal deposited under the proposed flux is quenched by natural cooling in air and has a wear resistance exceeding the level of hardened steel.
Описание состава флюса и его влияние на процесс наплавки.Description of the composition of the flux and its effect on the surfacing process.
Опытно-экспериментальным путем установлено, что для наплавки на высоких скоростях (70...80 м/ч) деталей диаметром до 100 мм в составе флюса содержание SiO2 должно быть 28...35%, так как при большем или меньшем содержании происходит ухудшение формирующих свойств флюса.It has been experimentally established that for surfacing at high speeds (70 ... 80 m / h) of parts with a diameter of up to 100 mm in the flux composition, the SiO 2 content should be 28 ... 35%, since with a higher or lower content, deterioration of the forming properties of the flux.
Но такое содержание SiO2, хотя и улучшает технологические характеристики флюса, ведет к повышению содержания кремния в наплавленном слое и засорению металла нежелательными силикатными включениями. Устранение указанного противоречия решается с помощью подбора оптимального соотношения между SiO2 и MnO, MgO, CaO, которые снижают термодинамическую активность SiO2.But such a content of SiO 2 , although it improves the technological characteristics of the flux, leads to an increase in the silicon content in the deposited layer and clogging of the metal with undesirable silicate inclusions. The elimination of this contradiction is solved by selecting the optimal ratio between SiO 2 and MnO, MgO, CaO, which reduce the thermodynamic activity of SiO 2 .
Данное соотношение определяется основностью флюса, являющейся характеристикой, обеспечивающей качественное формирование наплавленного слоя. Основность также влияет на реакционную способность флюса в зоне плавления и позволяет дифференцированно изменять влияние отдельных компонентов и их соотношений на процесс изменения содержания кремния и марганца в наплавленном металле. Увеличение основности флюса способствует переходу марганца в наплавляемый металл и оказывает обратное воздействие на переход кремния. Содержание MnO должно обеспечивать протекание марганцевосстановительного процесса при условии, что содержание марганца в наплавленном слое превышает содержание кремния в 3...4 раза. Исходя из этого, содержание MnO должно быть в пределах 29...33%, но при этом возрастает опасность образования кристаллизационных трещин, которая может быть устранена путем введения в состав флюса MgO и СаО. Процентное соотношение между MgO и СаО во флюсе обуславливается основностью флюса В=1,40...1,48, что также обеспечивает оптимальное соотношение кремния и марганца в наплавленном металле и позволяет снизить критическую скорость закалки, получить эффект самозакаливания наплавленного металла при естественном охлаждении на воздухе, а следовательно повышение износостойкости полученных после наплавки поверхностей.This ratio is determined by the basicity of the flux, which is a characteristic that ensures the high-quality formation of the deposited layer. The basicity also affects the reactivity of the flux in the melting zone and allows you to differentially change the effect of individual components and their ratios on the process of changing the content of silicon and manganese in the deposited metal. An increase in the basicity of the flux facilitates the transition of manganese into the deposited metal and has the opposite effect on the transition of silicon. The MnO content should ensure the course of the manganese reduction process, provided that the manganese content in the deposited layer exceeds the silicon content by 3 ... 4 times. Proceeding from this, the MnO content should be in the range of 29 ... 33%, but at the same time, the risk of the formation of crystallization cracks increases, which can be eliminated by introducing MgO and CaO into the flux composition. The percentage ratio between MgO and CaO in the flux is determined by the basicity of the flux B = 1.40 ... 1.48, which also provides the optimum ratio of silicon and manganese in the deposited metal and allows to reduce the critical hardening rate, to obtain the self-quenching effect of the deposited metal during natural cooling on air, and therefore increase the wear resistance obtained after surfacing.
Для определения численного значения основности использовалась формула (см. Б.П.Конищев, С.А.Курланов, Н.Н.Потапов и др. «Сварочные материалы для дуговой сварки» стр.86)To determine the numerical value of basicity, the formula was used (see B.P. Konishchev, S.A. Kurlanov, N.N. Potapov and others. "Welding materials for arc welding" p. 86)
где СаО, MgO, MnO, Fe2О3, CaF2 - концентрация основных оксидов и фторида, вес.%;where CaO, MgO, MnO, Fe 2 About 3 , CaF 2 - the concentration of basic oxides and fluoride, wt.%;
SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2О3 - концентрация кислых оксидов, вес.%.SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 — concentration of acid oxides, wt.%.
Содержание основных оксидов должно быть MgO - 19...23%, СаО - 9...11%. Такое содержание оксида кальция и оксида магния позволяет улучшить сварочно-технологические свойства флюса при высоком качестве наплавленного металла.The content of basic oxides should be MgO - 19 ... 23%, CaO - 9 ... 11%. This content of calcium oxide and magnesium oxide allows to improve the welding and technological properties of the flux with high quality deposited metal.
Введение 4...6% CaF2 обеспечивает достаточную стойкость наплавленного слоя против образования пор при сварке без ухудшения технологических и металлургических характеристик флюса.The introduction of 4 ... 6% CaF 2 provides sufficient resistance of the deposited layer against the formation of pores during welding without compromising the technological and metallurgical characteristics of the flux.
Окислы Al2O3 - до 2%, Fe2О3 - до 1,5% являются примесями в составе флюса и выбранные их количественные пределы не снижают технологических и металлургических показателей флюса.Oxides of Al 2 O 3 - up to 2%, Fe 2 O 3 - up to 1.5% are impurities in the flux composition and their quantitative limits do not reduce the technological and metallurgical parameters of the flux.
Ограниченное содержание серы и фосфора до 0,2% в составе флюса позволяет свести к минимуму вероятность попадания их в наплавленный слой при наплавке, и тем самым уменьшается опасность возникновения кристаллизационных трещин в наплавленном слое.The limited content of sulfur and phosphorus to 0.2% in the composition of the flux allows minimizing the likelihood of them getting into the deposited layer during surfacing, and thereby reduces the risk of crystallization cracks in the deposited layer.
Пример конкретного использования флюсаAn example of a specific use of flux
Для экспериментальной проверки заявляемого состава были приготовлены шесть смесей ингредиентов, один из которых показал оптимальные результаты (см. таблицу).For experimental verification of the claimed composition, six mixtures of ingredients were prepared, one of which showed optimal results (see table).
При выплавке опытной партии флюса применяли следующие сырьевые материалы: марганцевая руда, песок кварцевый по ГОСТ 2238-76, магнезит каустический по ГОСТ 1.216-71, плавиковый шпат.When smelting an experimental batch of flux, the following raw materials were used: manganese ore, quartz sand according to GOST 2238-76, caustic magnesite according to GOST 1.216-71, fluorspar.
Указанные сырьевые материалы переплавляли в дуговой печи до получения гомогенного расплава, который затем гранулировали путем слива в подогретую до 50°С воду. При этом образовывались однородные частицы флюса стекловидного строения, темного цвета, с размером зерна 0,25...1,60 мм.These raw materials were remelted in an arc furnace to obtain a homogeneous melt, which was then granulated by pouring into water heated to 50 ° C. In this case, homogeneous particles of a flux of a glassy structure, dark in color, with a grain size of 0.25 ... 1.60 mm were formed.
Готовый флюс имеет следующий химический сослав, вес.%: SiO2 - 29,6; MnO - 30,5; MgO - 21,4; CaO - 9,6; CaF2 - 5,2; Al2О3 - 1,8; Fe2O3, - 1,5; S - 0,2; Р - 0,2.The finished flux has the following chemical class, wt.%: SiO 2 - 29.6; MnO 30.5; MgO - 21.4; CaO - 9.6; CaF 2 5.2; Al 2 O 3 - 1.8; Fe 2 O 3 , - 1.5; S is 0.2; P is 0.2.
Результаты испытания предлагаемого флюса в сравнении с прототипом, аналогами и предлагаемым составом с другим соотношением ингредиентов представлены в таблице.The test results of the proposed flux in comparison with the prototype, analogues and the proposed composition with a different ratio of ingredients are presented in the table.
Таким образом, использование изобретения позволяет достичь следующих результатов:Thus, the use of the invention allows to achieve the following results:
1. При условии соблюдения отношения содержания основных и кислых окислов, выбранного из условия получения основности флюса 1,40...1,48, это обеспечивает оптимальное соотношение кремния и марганца в наплавленном металле и позволяет снизить критическую скорость закалки, получить эффект самозакаливания наплавленного металла при естественном охлаждении на воздухе. 1. Provided that the ratio of the content of basic and acidic oxides selected from the conditions for obtaining a flux basicity of 1.40 ... 1.48, this ensures the optimum ratio of silicon and manganese in the deposited metal and allows to reduce the critical quenching rate, to obtain the self-quenching effect of the deposited metal with natural cooling in air.
2. Незначительное уменьшение процентного содержания в предлагаемом флюсе примесей в виде кислых оксидов алюминия и железа,2. A slight decrease in the percentage of the proposed flux of impurities in the form of acidic oxides of aluminum and iron,
а также серы и фосфора ведет к уменьшению количества кристаллизационных трещин в наплавляемом металле.as well as sulfur and phosphorus leads to a decrease in the number of crystallization cracks in the weld metal.
3. Оптимальное соотношение основных оксидов CaO/MgO=1/2 позволяет исключить эффект «побитости шва», характерный «коротким» флюсам повышенной основности.3. The optimal ratio of basic oxides CaO / MgO = 1/2 eliminates the effect of "bruising of the seam", characteristic of the "short" fluxes of increased basicity.
4. Применение предлагаемого флюса, благодаря увеличению активности перехода составляющих его элементов в наплавляемый слой, позволяет вести наплавку цилиндрических поверхностей на более высоких скоростных режимах, что сокращает время наплавки в 1,5...2 раза и свидетельствует о повышении его сварочно-технологических возможностей по сравнению с известными флюсами аналогичного назначения.4. The use of the proposed flux, due to an increase in the activity of the transition of its constituent elements into the deposited layer, allows surfacing of cylindrical surfaces at higher speed conditions, which reduces the surfacing time by 1.5 ... 2 times and indicates an increase in its welding and technological capabilities in comparison with known fluxes of a similar purpose.
5. Оптимальное соотношение компонентов предлагаемого флюса снижает его гигроскопичностью по сравнению с аналогами и прототипом.5. The optimal ratio of the components of the proposed flux reduces its hygroscopicity in comparison with analogues and prototype.
Реализация потенций предлагаемого изобретения позволяет восстанавливать детали с одновременным повышением показателей качества наплавленного слоя.The implementation of the potentials of the invention allows to restore the details while increasing the quality indicators of the deposited layer.
Пример. Наплавка производилась проволокой марки НП-80 ГОСТ 10543-88 на образцы из стали 45 по два участка с шириной наплавляемого слоя 40 мм под флюсами, составы которых приведены в таблице. Применялись образцы диаметром 60...70 мм, длиной l=100 мм.Example. Surfacing was carried out using wire grade NP-80 GOST 10543-88 on samples of steel 45 in two sections with a width of the deposited layer of 40 mm under fluxes, the compositions of which are given in the table. We used samples with a diameter of 60 ... 70 mm, length l = 100 mm.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005124400/02A RU2304500C2 (en) | 2005-08-01 | 2005-08-01 | Welding flux used for the electric-arc welding |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005124400/02A RU2304500C2 (en) | 2005-08-01 | 2005-08-01 | Welding flux used for the electric-arc welding |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005124400A RU2005124400A (en) | 2007-02-20 |
| RU2304500C2 true RU2304500C2 (en) | 2007-08-20 |
Family
ID=37863054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005124400/02A RU2304500C2 (en) | 2005-08-01 | 2005-08-01 | Welding flux used for the electric-arc welding |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2304500C2 (en) |
-
2005
- 2005-08-01 RU RU2005124400/02A patent/RU2304500C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005124400A (en) | 2007-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2579412C2 (en) | Flux for steel mechanised welding and surfacing | |
| EP2682489B1 (en) | High-carbon steel wire rod excellent in drawability and fatigue characteristics after wire drawing | |
| JP6999475B2 (en) | Highly Si-containing austenitic stainless steel with excellent manufacturability | |
| JP6116286B2 (en) | Ferritic stainless steel with less heat generation | |
| JP6603033B2 (en) | High Mn content Fe-Cr-Ni alloy and method for producing the same | |
| JP7015410B1 (en) | Nickel alloy with excellent surface properties and its manufacturing method | |
| RU2335564C2 (en) | High titanium ferro alloy produced by two stages reduction out of ilmenite | |
| TWI589701B (en) | Method for suppressing Ti concentration in steel and method for producing bismuth deoxidized steel | |
| RU2304500C2 (en) | Welding flux used for the electric-arc welding | |
| RU2304501C2 (en) | Welding flux used for the electric-arc welding | |
| CN106086302A (en) | Magnesium calcium rare earth alloy core-spun yarn of Ferrous Metallurgy and preparation method thereof | |
| RU2749735C1 (en) | Flux for mechanized welding and surfacing of steels | |
| RU2107601C1 (en) | Flux for electric arc welding | |
| RU2366535C1 (en) | Slag forming mixture | |
| RU2374349C1 (en) | Method of smelting of vanadium-bearing alloys | |
| RU2793303C1 (en) | Method for manufacturing welding flux from man-made waste of steelmaking | |
| SU1276470A1 (en) | Charge for producing molden welding flux | |
| RU2434061C1 (en) | Agglomerate for treatment of vanadium containing iron in converter | |
| RU2448824C1 (en) | Charge for producing welding fused flux | |
| KR920006825B1 (en) | Making process for high purity steel | |
| RU2772824C1 (en) | Flux for mechanized welding and surfacing of steels | |
| JP2004346402A (en) | Method of refining steel material for spring | |
| RU2588932C1 (en) | Mixture for modification and refining of steel and cast iron | |
| RU2738217C1 (en) | Mixture for making steel melting flux | |
| KR101786972B1 (en) | The refining method for improving cleanness of molten stainless steel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070802 |