RU2416504C2 - Composite welding wire - Google Patents
Composite welding wire Download PDFInfo
- Publication number
- RU2416504C2 RU2416504C2 RU2009125102/02A RU2009125102A RU2416504C2 RU 2416504 C2 RU2416504 C2 RU 2416504C2 RU 2009125102/02 A RU2009125102/02 A RU 2009125102/02A RU 2009125102 A RU2009125102 A RU 2009125102A RU 2416504 C2 RU2416504 C2 RU 2416504C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composite
- wire
- metal
- coat
- welding
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится преимущественно к машиностроению и может быть применено при сварке и наплавке металлических деталей в среде защитного газа.The present invention relates mainly to mechanical engineering and can be applied in welding and surfacing of metal parts in a protective gas environment.
Известна электродная проволока (Патон Б.Е., Воропай Н.М., Бучинский В.Н., Козлов Е.И., Фенев С.В. Авторское свидетельство СССР № 671960, В23К 35/02 от 01.12.77 г.), поверхность которой выполнена с микронеровностями, впадины которых содержат активирующий флюс. Внедрение флюса во впадины микронеровностей позволяет улучшить электрический контакт проволоки с токоподводящим мундштуком сварочной горелки при механизированной сварке. Однако для формирования микронеровностей требуется механическая или химическая обработка, что увеличивает трудоемкость изготовления проволоки. Активирующий флюс распределен неравномерно по поверхности проволоки, что может приводить к нестабильному поступлению флюса в зону горения дуги.Known electrode wire (Paton B.E., Voropai N.M., Buchinsky V.N., Kozlov E.I., Fenev S.V. Copyright certificate of the USSR No. 671960, V23K 35/02 from 01.12.77) , the surface of which is made with microroughnesses, the depressions of which contain an activating flux. The introduction of flux into the troughs of microroughness allows to improve the electrical contact of the wire with the current-carrying mouthpiece of the welding torch during mechanized welding. However, the formation of microroughness requires mechanical or chemical treatment, which increases the complexity of manufacturing wire. The activating flux is distributed unevenly over the surface of the wire, which can lead to unstable flux entry into the arc burning zone.
Известна сварочная электродная проволока (Патон Б.Е., Воропай Н.М., Никифоров Б.А. и др. Сварочная электродная проволока. В23К 35/06, 35/10. Авторское свидетельство СССР № 1696231 от 09.02.1987 г. Бюл. № 45 от 07.12.1991 г.). Данная проволока состоит из металлического стержня с внутренним каналом, полость которого заполнена шлакообразующими и легирующими компонентами, а на внешнюю и внутреннюю поверхность стержня нанесено металлическое покрытие. Указанная проволока улучшает капельный перенос электродного металла, однако она не имеет в составе активирующего флюса и не способна увеличить глубину проплавления металла. Кроме того, изготовление проволоки отличается повышенной трудоемкостью, что увеличивает стоимость проволоки.Known welding electrode wire (Paton B.E., Voropay N.M., Nikiforov B.A. et al. Welding electrode wire. B23K 35/06, 35/10. USSR author's certificate No. 1696231 of 09/09/1987, Bull No. 45 dated 12/07/1991). This wire consists of a metal rod with an internal channel, the cavity of which is filled with slag-forming and alloying components, and a metal coating is applied to the external and internal surface of the rod. The specified wire improves the drop transfer of electrode metal, however, it does not have an activating flux in its composition and is not able to increase the penetration depth of the metal. In addition, the manufacture of wire is characterized by increased complexity, which increases the cost of the wire.
Известна сварочная активированная проволока для сварки и наплавки (Паршин С.Г., Паршин С.С. Сварочная активированная проволока. МПК7 В23К 35/365, В23К 35/04. Патент РФ № 2294272 от 01.11.2005 г. Бюл. № 6 от 27.02.2007 г.), которая принята за прототип. Указанная проволока состоит из металлического стержня и нанесенного на стержень композиционного покрытия с активирующим флюсом. Покрытие состоит из металлической матрицы с равномерно распределенной в ней дисперсной фазой из порошка активирующего флюса. Активированная проволока позволяет увеличить глубину проплавления металла и улучшить капельный перенос электродного металла в сварочную ванну. Однако композиционное покрытие выполнено из порошка флюса с размером частиц 10-100 мкм, что увеличивает пористость композиционного покрытия и приводит к абсорбции влаги гигроскопичными компонентами флюса. Это ухудшает качество сварки и способствует образованию газовых пор.Known activated welding wire for welding and surfacing (Parshin S.G., Parshin S.S. Activated welding wire. IPC 7 V23K 35/365, V23K 35/04. RF Patent No. 2294272 of November 11, 2005 Bull. No. 6 from 02.27.2007), which is taken as a prototype. The specified wire consists of a metal rod and a composite coating with an activating flux deposited on the rod. The coating consists of a metal matrix with a dispersed phase uniformly distributed in it from an activating flux powder. Activated wire allows you to increase the depth of penetration of the metal and improve the drip transfer of electrode metal into the weld pool. However, the composite coating is made of flux powder with a particle size of 10-100 μm, which increases the porosity of the composite coating and leads to moisture absorption by the hygroscopic flux components. This affects the quality of welding and contributes to the formation of gas pores.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение глубины проплавления металла и улучшение капельного перехода металла за счет нанесения на поверхность проволоки композиционных покрытий. The technical result of the invention is to increase the depth of penetration of the metal and improve the drip transition of the metal by applying composite coatings to the surface of the wire.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что на сварочной проволоке размещают активирующий флюс. В отличие от прототипа на сварочной проволоке размещают два композиционных покрытия - внутреннее и внешнее, которые состоят из металлической матрицы и дисперсной фазы - активирующего флюса. При этом гигроскопичные компоненты активирующего флюса, например из хлористых или бромистых солей, размещаются во внутреннем композиционном покрытии, а фтористые соли размещаются во внешнем композиционном покрытии, которое наносят на поверхность внутреннего композиционного покрытия. The essence of the invention lies in the fact that an activating flux is placed on the welding wire. Unlike the prototype, two composite coatings are placed on the welding wire - internal and external, which consist of a metal matrix and a dispersed phase - an activating flux. In this case, the hygroscopic components of the activating flux, for example from chloride or bromide salts, are placed in the inner composite coating, and fluoride salts are placed in the outer composite coating, which is applied to the surface of the inner composite coating.
В качестве металлической матрицы используют металл, например медь Сu, молибден Мо, титан Ti, алюминий Аl, никель Ni, хром Сr, а в качестве дисперсной фазы применяют порошок активирующего флюса, состоящий из оксидов и солей. Перед нанесением композиционных покрытий на проволоку, а также на поверхность композиционных покрытий может наноситься металлическое покрытие. Данное покрытие улучшает адгезионную способность композиционных покрытий и снижает переходное электросопротивление между покрытиями и проволокой.As the metal matrix, metal is used, for example, copper Cu, molybdenum Mo, titanium Ti, aluminum Al, nickel Ni, chromium Cr, and an activating flux powder consisting of oxides and salts is used as the dispersed phase. Before applying composite coatings, a metal coating may be applied to the wire, as well as to the surface of the composite coatings. This coating improves the adhesive ability of composite coatings and reduces the transient electrical resistance between the coatings and the wire.
Такое сочетание известных и новых признаков позволяет увеличить глубину проплавления металла, улучшить капельный переход и уменьшить влагопоглощение гигроскопичными компонентами флюса. Это становится возможным, поскольку композиционные покрытия содержат активирующий флюс, который контрагирует дугу и снижает межфазное натяжение металла. Дисперсия активирующего флюса распределена равномерно в объеме металлической матрицы, поэтому композиционные покрытия обладают высокой электропроводностью и теплопроводностью [см. Сайфуллин Р.С. Физикохимия неорганических полимерных и композиционных материалов. М.: Химия, 1990 г., 239 с.]. Это позволяет обеспечить надежный электрический контакт с токоподводящим мундштуком горелки при длительном протекании сварочного тока. Для уменьшения влагопоглощения гигроскопичную дисперсную фазу размещают во внутреннем композиционном покрытии, которое прилегает к металлическому стержню, а негигроскопичную дисперсную фазу размещают во внешнем композиционном покрытии, которое контактирует с атмосферой.This combination of known and new features allows to increase the depth of penetration of the metal, improve the drip transition and reduce moisture absorption of the hygroscopic components of the flux. This becomes possible because composite coatings contain an activating flux, which counteracts the arc and reduces the interfacial tension of the metal. The dispersion of the activating flux is evenly distributed in the volume of the metal matrix, therefore, composite coatings have high electrical conductivity and thermal conductivity [see Sayfullin R.S. Physicochemistry of inorganic polymeric and composite materials. M .: Chemistry, 1990, 239 pp.]. This makes it possible to ensure reliable electrical contact with the current supply nozzle of the torch during prolonged flow of the welding current. To reduce moisture absorption, the hygroscopic dispersed phase is placed in the inner composite coating, which is adjacent to the metal rod, and the non-hygroscopic dispersed phase is placed in the outer composite coating, which is in contact with the atmosphere.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, где показан вид проволоки с металлическими и композиционными покрытиями. Предлагаемая проволока состоит из металлического стержня 1, на котором располагаются внутреннее и внешнее композиционные покрытия 2, 3, состоящие из металлической матрицы 4 с равномерно распределенными по объему матрицы гигроскопичными частицами активирующего флюса 5 и негигроскопичными частицами активирующего флюса 6. Перед нанесением композиционного покрытия на поверхность сварочной проволоки может наноситься внутреннее металлическое покрытие 7. После нанесения композиционного покрытия на его поверхность может наноситься внешнее покрытие 9 и/или промежуточное металлическое покрытие 8.The invention is illustrated in the drawing, which shows a view of a wire with metal and composite coatings. The proposed wire consists of a
Цель изобретения достигается тем, что на поверхность сварочной проволоки наносят композиционные покрытия, состоящие из смеси металла (металлической матрицы) и активирующего флюса (дисперсной фазы). Композиционные покрытия обеспечивают хороший электрический контакт проволоки с токоподводящим мундштуком горелки и эффективное воздействие на дугу активирующих компонентов покрытий, которые контрагируют дугу и увеличивают ее проплавляющую способность (Симоник А.Г., Петиашвили В.И., Иванов А.А. Эффект контракции дугового разряда при введении электроотрицательных элементов // Сварочное производство, № 3, 1976, с.49). При плавлении покрытий образуется шлаковая пленка, которая снижает межфазное натяжение металла. Это уменьшает диаметр и массу капель, что улучшает капельный переход электродного металла в сварочную ванну.The purpose of the invention is achieved in that composite coatings consisting of a mixture of a metal (metal matrix) and an activating flux (dispersed phase) are applied to the surface of the welding wire. Composite coatings ensure good electrical contact of the wire with the torch’s current mouthpiece and effective influence on the arc of the activating components of the coatings that counter the arc and increase its penetrating ability (Simonik A.G., Petiashvili V.I., Ivanov A.A. Effect of contraction of the arc discharge with the introduction of electronegative elements // Welding production, No. 3, 1976, p. 49). When melting the coatings, a slag film is formed, which reduces the interfacial tension of the metal. This reduces the diameter and mass of the droplets, which improves the drip transition of the electrode metal into the weld pool.
Технология изготовления предлагаемой проволоки может быть выполнена известным в промышленности способом [см. Сайфуллин Р.С. Композиционные электрохимические покрытия и материалы. М.: Химия, 1972 г., 168 с.]. Очищенную сварочную проволоку погружают в электролитическую ванну, которая содержит взвешенный в электролите мелкодисперсный порошок активирующего флюса в нужной концентрации. В зависимости от состава флюса и металлической матрицы для нанесения покрытий применяют сульфатный, солевой, цианидный или фосфатный электролиты. Сварочную проволоку подключают к отрицательному полюсу источника питания. При действии поляризационных сил на поверхности сварочной проволоки осаждаются частицы активирующего флюса и одновременно положительные ионы восстановленного из электролита металла. Для равномерного распределения частиц флюса в объеме электролита ванну продувают аргоном. В результате на проволоке образуется композиционное покрытие толщиной 0,25-100 мкм, с равномерно распределенным по объему активирующим флюсом. Для нанесения металлических покрытий используется электролит без активирующего флюса. После нанесения покрытий проволока сушится и сматывается в бухты для применения при механизированной или автоматической сварке.The manufacturing technology of the proposed wire can be performed in a manner known in the industry [see Sayfullin R.S. Composite electrochemical coatings and materials. M .: Chemistry, 1972, 168 pp.]. The cleaned welding wire is immersed in an electrolytic bath, which contains finely divided activating flux powder in the electrolyte in the desired concentration. Depending on the composition of the flux and the metal matrix, sulfate, salt, cyanide or phosphate electrolytes are used for coating. The welding wire is connected to the negative pole of the power source. Under the action of polarizing forces, particles of an activating flux and simultaneously positive ions of a metal recovered from an electrolyte are deposited on the surface of the welding wire. For uniform distribution of flux particles in the volume of the electrolyte, the bath is purged with argon. As a result, a composite coating with a thickness of 0.25-100 μm is formed on the wire, with an activating flux evenly distributed throughout the volume. For applying metal coatings, an electrolyte without an activating flux is used. After coating, the wire is dried and wound into coils for use in mechanized or automatic welding.
В качестве примера применения предлагаемой проволоки можно привести наплавку композиционными проволоками на трубу диаметром 273 мм толщиной 10 мм из углеродистой стали. Сварочную проволоку Св-08Г2С диаметром 1,6 мм последовательно помещали в электролитические ванны, содержащие раствор медьсодержащего электролита с активирующим флюсом из гигроскопичного хлорида КСl и из негигроскопичных фторидов CaF2, BaF2, SrF2, NaF. При общей выдержке проволоки в течение 10 минут при плотности тока 2 А/дм2 на поверхность проволоки нанесли два композиционных покрытия общей толщиной 20 мкм, состоящих из медной матрицы и активирующего флюса. При этом изготовили два вида композиционной проволоки: с покрытиями (Cu+KCl)+(Cu+CaF2-BaF2-SrF2) и с покрытиями (Cu+KCl)+(Cu+NaF).As an example of the application of the proposed wire, we can cite composite wire surfacing on a pipe with a diameter of 273 mm and a thickness of 10 mm made of carbon steel. Sv-08G2S welding wire with a diameter of 1.6 mm was successively placed in electrolytic baths containing a solution of a copper-containing electrolyte with an activating flux from hygroscopic KCl chloride and from non-hygroscopic fluorides CaF 2 , BaF 2 , SrF 2 , NaF. With a total exposure of the wire for 10 minutes at a current density of 2 A / dm 2 , two composite coatings with a total thickness of 20 μm, consisting of a copper matrix and an activating flux, were applied to the wire surface. In this case, two types of composite wire were manufactured: with coatings (Cu + KCl) + (Cu + CaF 2 -BaF 2 -SrF 2 ) and with coatings (Cu + KCl) + (Cu + NaF).
Полученные композиционные сварочные проволоки испытывали при автоматической наплавке пластин из низкоуглеродистой стали в среде аргона и углекислого газа. Среднюю глубину проплавления Нпр определяли по поперечным макрошлифам после травления в азотной кислоте. При сварке в среде углекислого газа при скорости подачи проволоки 5 м/мин глубина проплавления стали увеличилась на 18,2-26%. В среде аргона при скорости подачи проволоки 5 м/мин глубина проплавления стали увеличилась на 36,7-47,6%, см. табл.1.The obtained composite welding wires were tested during automatic surfacing of low carbon steel plates in an argon and carbon dioxide environment. The average penetration depth H pr was determined by transverse macro sections after etching in nitric acid. When welding in carbon dioxide at a wire feed speed of 5 m / min, the penetration depth of steel increased by 18.2-26%. In argon medium at a wire feed speed of 5 m / min, the penetration depth of steel increased by 36.7-47.6%, see Table 1.
Исследования капельного перехода производили с помощью видеокамеры «PCI 8000S Motion Scope» с объективом «Lens-18-108» с частотой съемки 2000 кадров в секунду при наплавке на трубу диаметром 273 мм с толщиной стенки 10 мм. При сварке в среде углекислого газа при обратной полярности частота образования капель увеличилась до 2,66 раза, а диаметр капель уменьшился до 1,4 раза. При сварке в среде аргона при обратной полярности частота образования капель увеличилась до 1,64 раза, а диаметр капель уменьшился до 1,75 раза. Также уменьшилась длительность коротких замыканий и время паузы между короткими замыканиями, см. табл.2, 3.Drop transition studies were carried out using a PCI 8000S Motion Scope video camera with a Lens-18-108 lens with a shooting frequency of 2000 frames per second when surfacing on a pipe with a diameter of 273 mm and a wall thickness of 10 mm. When welding in carbon dioxide with a reverse polarity, the frequency of droplet formation increased to 2.66 times, and the diameter of the droplets decreased to 1.4 times. When welding in argon at a reverse polarity, the droplet formation frequency increased to 1.64 times, and the droplet diameter decreased to 1.75 times. The duration of short circuits and the pause time between short circuits also decreased, see Tables 2, 3.
Таким образом, предлагаемая композиционная проволока обеспечивает технический эффект, который выражается в увеличении глубины проплавления металла и улучшении капельного перехода электродного металла, может быть изготовлена и применена с использованием известных в технике средств, следовательно, она обладает промышленной применимостью.Thus, the proposed composite wire provides a technical effect, which is expressed in increasing the depth of penetration of the metal and improving the drip transition of the electrode metal, can be made and applied using methods known in the art, therefore, it has industrial applicability.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009125102/02A RU2416504C2 (en) | 2009-06-30 | 2009-06-30 | Composite welding wire |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009125102/02A RU2416504C2 (en) | 2009-06-30 | 2009-06-30 | Composite welding wire |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009125102A RU2009125102A (en) | 2011-01-10 |
RU2416504C2 true RU2416504C2 (en) | 2011-04-20 |
Family
ID=44051491
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009125102/02A RU2416504C2 (en) | 2009-06-30 | 2009-06-30 | Composite welding wire |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2416504C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2538228C1 (en) * | 2013-07-01 | 2015-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Северо-Западный институт сварки и наноматериалов" (ООО "ИСНАНО") | Nanostructured welding wire |
RU2538227C1 (en) * | 2013-07-01 | 2015-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Северо-Западный институт сварки и наноматериалов" (ООО "ИСНАНО") | Nanostructured surfacing wire |
-
2009
- 2009-06-30 RU RU2009125102/02A patent/RU2416504C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2538228C1 (en) * | 2013-07-01 | 2015-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Северо-Западный институт сварки и наноматериалов" (ООО "ИСНАНО") | Nanostructured welding wire |
RU2538227C1 (en) * | 2013-07-01 | 2015-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Северо-Западный институт сварки и наноматериалов" (ООО "ИСНАНО") | Nanostructured surfacing wire |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009125102A (en) | 2011-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2415742C2 (en) | Nanostructured composite wire | |
RU2294272C1 (en) | Activated welding wire | |
RU2416504C2 (en) | Composite welding wire | |
JP2004204308A (en) | Lead-free tin alloy plating method | |
TWI496959B (en) | Surface treatment of metallic materials and metal materials | |
RU2538228C1 (en) | Nanostructured welding wire | |
JP6142408B2 (en) | Electrolytic stripper for jigs | |
US4613069A (en) | Method for soldering aluminum and magnesium | |
RU2466218C1 (en) | Method of micro arc obtaining of composite coating on aluminium and its alloys | |
CN110582594A (en) | Molten salt titanium plating solution composition and method for producing titanium-plated member | |
RU2355543C2 (en) | Composite electrode wire | |
CA3065072A1 (en) | Blasting process for lead anode plates for electro-obtaining zinc | |
KR102365280B1 (en) | Molten salt flux for molten aluminium plating and flux bath comprising the same | |
RU2704344C1 (en) | Method of forming composite coatings on magnesium | |
CN100500948C (en) | Electroplating method and device for wire stock, and electroplating wire stock | |
JP6168826B2 (en) | Steel with Mn layer | |
CN108531962B (en) | Magnesium alloy surface enhancement treatment method | |
JP5798900B2 (en) | Method for forming oxide film and oxide film | |
US20160288268A1 (en) | A method of bonding optical fibers with conductive coatings with metal elements | |
CN110480206A (en) | A kind of novel welding material and its application | |
RU2790853C2 (en) | Method for electrolyte-plasma welding of products of aluminum or its alloys with steel | |
TWI726640B (en) | Manufacturing method of surface-treated steel plate and surface-treated steel plate | |
JP6091150B2 (en) | Surface modification method by fluorination treatment | |
KR101103386B1 (en) | A manufacturing method soldering iron tip for lread free | |
KR100864670B1 (en) | Manufacturing method soldering iron tip for lread free |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110701 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20121010 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140701 |