RU2683164C1 - Flux for steel mechanized welding and surfacing - Google Patents

Flux for steel mechanized welding and surfacing Download PDF

Info

Publication number
RU2683164C1
RU2683164C1 RU2018117404A RU2018117404A RU2683164C1 RU 2683164 C1 RU2683164 C1 RU 2683164C1 RU 2018117404 A RU2018117404 A RU 2018117404A RU 2018117404 A RU2018117404 A RU 2018117404A RU 2683164 C1 RU2683164 C1 RU 2683164C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flux
surfacing
silicomanganese
welding
production
Prior art date
Application number
RU2018117404A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роман Евгеньевич Крюков
Николай Анатольевич Козырев
Александр Александрович Усольцев
Алексей Романович Михно
Ольга Анатольевна Козырева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ"
Priority to RU2018117404A priority Critical patent/RU2683164C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2683164C1 publication Critical patent/RU2683164C1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/362Selection of compositions of fluxes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention can be used in arc-assisted arc welding and surfacing of steels under the flux. Flux contains production of silicomanganese gas cleaning dust of 59–67 wt. % and liquid glass 33–41 wt. %.
EFFECT: invention reduces the cost of producing flux and welding process owing to efficient utilization of fine dust of gas cleaning of silicomanganese production, reduction of contamination of steel with non-metallic inclusions and reduction of loss of alloying elements at welding and surfacing, as well as increase of hardness and wear resistance of the welded product.
1 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к сварке, конкретно к электродуговой механизированной сварке под флюсом, в частности, к флюсам, предназначенным для сварки и наплавки сталей.The invention relates to welding, specifically to electric arc mechanized submerged arc welding, in particular, to fluxes intended for welding and surfacing of steels.

Известен флюс для механизированной сварки и наплавки сталей, в котором в качестве составляющего используют шлак производства силикомарганца при следующем соотношении компонентов, мас. %: диоксид кремния 25-49, оксид алюминия 4-28, оксид кальция 15-32, фторид кальция 0,1-1,5,оксид магния 1,7-9,0, оксид марганца 3-17, оксид железа 0,1-3,5, при этом в качестве примесей флюс может содержать серы не более 0,12%, фосфора не более 0,02% (RU 2579412 МПК В23К 35/362, опубл. 10.12.2015).Known flux for mechanized welding and surfacing of steels, in which as a component use slag production of silicomanganese in the following ratio of components, wt. %: silica 25-49, alumina 4-28, calcium oxide 15-32, calcium fluoride 0.1-1.5, magnesium oxide 1.7-9.0, manganese oxide 3-17, iron oxide 0, 1-3.5, while the flux as impurities may contain sulfur not more than 0.12%, phosphorus not more than 0.02% (RU 2579412 IPC V23K 35/362, publ. 10.12.2015).

Существенными недостатками данного флюса для сварки являются:Significant disadvantages of this flux for welding are:

- повышенная стоимость флюса в связи с использованием оборудования для дробления и измельчения шлака производства силикомарганца;- increased cost of flux in connection with the use of equipment for crushing and grinding slag production of silicomanganese;

образование при дроблении значительного количества мелкодисперсной фракции, которая не может быть использована для сварки под флюсом, в связи, с чем требуются утилизация мелкодисперсной фракции;the formation of a significant amount of a finely dispersed fraction during crushing, which cannot be used for submerged arc welding, in connection with which the disposal of the finely dispersed fraction is required;

- при использовании изготовленного флюса без отсева мелкой фракции наблюдается повышенная отбраковка сварных швов по дефектам поверхности и снижение уровня механических свойств.- when using the manufactured flux without screening the fine fraction, there is an increased rejection of welds according to surface defects and a decrease in the level of mechanical properties.

Известен также, выбранный в качестве прототипа, флюс для механизированной сварки и наплавки сталей, содержащий шлак производства силикомарганца, включающий мас. %: SiO2 25-49, Al2O3 4-28, CaO 15-32, CaF2 0,1-1,5, MgO 1,7-9,8, MnO 3-17, FeO 0,1-3,5, S ≤ 0,20 и P ≤ 0,05, при этом он дополнительно содержит жидкое стекло в качестве связующего и выполнен в виде гранул размером 0,45-2,5 мм при следующем соотношении компонентов, мас. %: шлак производства силикомарганца 60-85, жидкое стекло 15-40, при этом шлак производства силикомарганца имеет фракцию менее 0,45 мм (RU 2643027 МПК В23К 35/362, опубл. 29.01.2018) Существенными недостатками данного флюса для сварки являются: высокий уровень загрязненности стали неметаллическими включениями,Also known, selected as a prototype, flux for mechanized welding and surfacing of steel, containing slag production of silicomanganese, including wt. %: SiO 2 25-49, Al 2 O 3 4-28, CaO 15-32, CaF 2 0.1-1.5, MgO 1.7-9.8, MnO 3-17, FeO 0.1- 3.5, S ≤ 0.20 and P ≤ 0.05, while it additionally contains liquid glass as a binder and is made in the form of granules with a size of 0.45-2.5 mm in the following ratio of components, wt. %: slag of the production of silicomanganese 60-85, liquid glass 15-40, while the slag of the production of silicomanganese has a fraction of less than 0.45 mm (RU 2643027 IPC V23K 35/362, publ. 01.29.2018) Significant disadvantages of this flux for welding are: high level of contamination with non-metallic inclusions,

- повышенный угар легирующих элементов при наплавке;- increased fumes of alloying elements during surfacing;

- пониженные показатели твердости наплавляемого слоя,- reduced hardness of the deposited layer,

- низкий уровень износостойкости наплавляемого слоя металла. Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением,- low level of wear resistance of the deposited metal layer. The technical problem solved by the invention,

заключается в повышении качественных показателей наплавляемого металла, в частности твердости и износостойкости, а также утилизация отходов металлургического производства.is to improve the quality of the deposited metal, in particular hardness and wear resistance, as well as the disposal of metallurgical waste.

Для решения существующей технической проблемы предложен флюс для механизированной сварки и наплавки сталей, включающий продукт производства силикомарганца и жидкое стекло в качестве связующего, согласно изобретению, в качестве продукта производства силикомарганца он содержит пыль газоочистки производства силикомарганца, при этом компоненты взяты в следующем соотношении, мас. %:To solve the existing technical problem, a flux for mechanized welding and surfacing of steels is proposed, including a product of silicomanganese production and liquid glass as a binder, according to the invention, it contains gas purification dust of silicomanganese production as a product of silicomanganese, and the components are taken in the following ratio, wt. %:

пыль газоочистки производства силикомарганцаsilicomanganese production gas cleaning dust 59-6759-67 жидкое стеклоliquid glass 33-41.33-41.

Техническими результатами при использовании изобретения являются:Technical results when using the invention are:

- уменьшение стоимости производства флюса и сварочного процесса за счет эффективной утилизации мелкодисперсной пыли газоочистки производства силикомарганца;- reducing the cost of flux production and welding process due to the efficient utilization of fine dust from gas purification of silicomanganese production;

- снижение загрязненности стали неметаллическими включениями,- reduction of pollution became non-metallic inclusions,

- снижение угара легирующих элементов при сварке и наплавке;- reduction of fumes of alloying elements during welding and surfacing;

- повышение твердости и износостойкости наплавляемого изделия.- increase the hardness and wear resistance of the deposited product.

Заявляемые пределы подобраны эмпирическим путем исходя из качества получаемых при сварке швов, стабильности процесса сварки и требуемых сварочно-технологических свойств флюса.The declared limits are selected empirically based on the quality of the welds obtained during welding, the stability of the welding process and the required welding and technological properties of the flux.

Введение в заявляемых пределах в состав флюса пыли производства силикомарганца обеспечивает, совместно с жидким стеклом, хорошее формирование шлака и высокие рафинирующие и укрывные свойства формирующихся шлаков в процессе сварки и наплавки.The introduction within the claimed limits of the composition of the flux of dust of silicomanganese production ensures, together with liquid glass, good slag formation and high refining and covering properties of the formed slag during welding and surfacing.

Для изготовления флюса для сварки и наплавки использовали пыль газоочистки производства силикомарганца с химическим составом, мас. %: Al2O3=1,17-3,52; Na2O=0,3-0,93; K2O=0,2-5,6; СаО=5,2-7,6; SiO2=15,7-45,1; ВаО=0,04-0,21; MgO=5,31-10,73; S=0,08-0,47; Р=0,02-0,05; Fеобщ=0,5-1,8; Мnобщ=5,7-35,6; Zn=0,1-3,2; Pb=0,1-3,8.For the manufacture of flux for welding and surfacing used gas cleaning dust production of silicomanganese with a chemical composition, wt. %: Al 2 O 3 = 1.17-3.52; Na 2 O = 0.3-0.93; K 2 O = 0.2-5.6; CaO = 5.2-7.6; SiO 2 = 15.7-45.1; BaO = 0.04-0.21; MgO = 5.31-10.73; S = 0.08-0.47; P = 0.02-0.05; Fe total = 0.5-1.8; Mn total = 5.7-35.6; Zn = 0.1-3.2; Pb = 0.1-3.8.

В качестве жидкого стекла использовали калиево-натриевое жидкое стекло с плотностью при температуре 15-25°С - (1,30-1,55) г/см3 и силикатным модулем [SiO2:(K2O+Na2O)⋅1,0323]=2,6-3,0.As liquid glass, potassium-sodium liquid glass was used with a density at a temperature of 15-25 ° C - (1.30-1.55) g / cm 3 and a silicate module [SiO 2 : (K 2 O + Na 2 O) ⋅ 1.0323] = 2.6-3.0.

Изготовление заявляемого флюса для сварки и наплавки проводили следующим образом: пыль газоочистки производства силикомарганца смешивали с жидким стеклом в различных соотношениях (таблица 1).The manufacture of the inventive flux for welding and surfacing was carried out as follows: gas cleaning dust from silicomanganese production was mixed with liquid glass in various ratios (table 1).

При содержании жидкого стекла менее 33% наблюдался недостаток количества жидкого стекла, не удавалось провести связывание частиц пыли газоочистки производства силикомарганца с жидким стеклом, причем некоторое количество частиц пыли не соприкасалось с жидким стеклом и находилось в «сухом» состоянии.When the content of liquid glass was less than 33%, a lack of liquid glass was observed; it was not possible to bind the dust particles of the gas cleaning production of silicomanganese to liquid glass, and a certain amount of dust particles did not come into contact with the liquid glass and was in a “dry” state.

При содержании жидкого стекла более 41%, частицы пыли газоочистки производства силикомарганца не полностью «впитывали» жидкое стекло и наблюдался избыток жидкого стекла.When the content of liquid glass was more than 41%, dust particles of gas purification from the production of silicomanganese did not completely “absorb” the liquid glass and an excess of liquid glass was observed.

После смешения компонентов смесь выдерживали при комнатной температуре в течение 24 часов, осуществляли сушку в печи при температуре 300°С, затем охлаждение, дробление и просев с выделением фракции 0,45-2,5 мм.After mixing the components, the mixture was kept at room temperature for 24 hours, drying was carried out in an oven at a temperature of 300 ° C, then cooling, crushing and sieving with the release of a fraction of 0.45-2.5 mm.

Наплавку образцов производили на образцах размером 300×150 мм толщиной 40 мм из листовой стали марки 09Г2С.Процесс проводили проволокой Св-08ГА диаметром 4 мм с использованием сварочного трактора ASAW-1250 на различных режимах наплавки. Из наплавленных пластин осуществляли вырезку образцов для проведения исследований: измерение твердости, износостойкости, исследование на наличие неметаллических включений (таблица 2).Surfacing of the samples was carried out on samples with a size of 300 × 150 mm and a thickness of 40 mm from sheet steel grade 09G2S. The process was carried out using Sv-08GA wire with a diameter of 4 mm using an ASAW-1250 welding tractor in various surfacing modes. Samples were cut out from the deposited plates for research: measuring hardness, wear resistance, testing for the presence of non-metallic inclusions (table 2).

Химический состав наплавленного металла определяли рентгенофлюоресцентным методом на спектрометре XRF-1800 и атомно-эмиссионным методом на спектрометре ДФС-71. Металлографическое исследование микрошлифов проводилось без травления с помощью оптического микроскопа OLYMPUS GX-51 при увеличении ×100 методом сравнения с эталонными шкалами в соответствие с ГОСТ 1778-70. Замеры твердости проводили ультразвуковым твердомером - УЗИТ -3. Наличие трещин в процессе наплавки оценивали визуально, а также на металлографических шлифах. Испытания на износ по схеме «ДИСК -КОЛОДКА» проводили на машине 2070 СМТ-1.The chemical composition of the deposited metal was determined by X-ray fluorescence method on a XRF-1800 spectrometer and atomic emission method on a DFS-71 spectrometer. The metallographic examination of microsections was carried out without etching using an OLYMPUS GX-51 optical microscope at × 100 magnification by comparing with reference scales in accordance with GOST 1778-70. Hardness measurements were carried out with an ultrasonic hardness tester - UZIT -3. The presence of cracks in the surfacing process was evaluated visually, as well as on metallographic thin sections. Wear tests according to the “DISK-BODY” scheme were carried out on a 2070 SMT-1 machine.

Для сравнения результатов наплавки так же был использован флюс на основе шлака производства силикомарганца с жидким стеклом (RU 2643027 РФ, МПК8 В23К 35/362). Исследуемый флюс содержит: 60-85% шлака силикомарганца, 15-40% жидкого стекла.To compare the results of surfacing, a flux based on slag from the production of silicomanganese with liquid glass (RU 2643027 RF, IPC 8 V23K 35/362) was also used. The studied flux contains: 60-85% of silicomanganese slag, 15-40% of liquid glass.

Исследовались 7 различных составов флюса (таблица 1): 1 - нижний заграничный состав флюса; 2 - нижний граничный состав флюса; 3,4 - среднее содержание заявленного состава флюса; 5 - верхний предел заявленного состава флюса; 6 - верхний заграничный состав флюса. 7 - прототип. Взаимосвязь некоторых исследуемых параметров в зависимости от состава приведена в таблице 2.7 different flux compositions were studied (table 1): 1 - lower foreign flux composition; 2 - lower boundary flux composition; 3.4 - the average content of the claimed composition of the flux; 5 - the upper limit of the claimed composition of the flux; 6 - upper foreign flux composition. 7 is a prototype. The relationship of some of the studied parameters depending on the composition are given in table 2.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Использование заявляемого флюса для сварки по сравнению с прототипом позволило:The use of the inventive flux for welding in comparison with the prototype allowed:

1. уменьшить стоимость производства флюса и сварочного процесса за счет эффективной утилизации мелкодисперсной пыли газоочистки производства силикомарганца на 5-8%;1. reduce the cost of flux production and welding process due to the efficient utilization of fine dust from gas purification of silicomanganese production by 5-8%;

2. снизить загрязненность стали неметаллическими включениями;2. reduce the pollution of steel non-metallic inclusions;

3. снизить угар легирующих элементов при сварке и наплавке с 11% до 5,7%;3. reduce the fumes of alloying elements during welding and surfacing from 11% to 5.7%;

4. повысить твердость со 110 НВ до 126-129 НВ и износостойкость наплавленного изделия с 0,20 г/об *10-4 до 0,16-0,18 г/об *10-4.4. increase the hardness from 110 HB to 126-129 HB and the wear resistance of the deposited product from 0.20 g / rev * 10 -4 to 0.16-0.18 g / rev * 10 -4 .

Claims (2)

Флюс для механизированной сварки и наплавки сталей, включающий продукт производства силикомарганца и жидкое стекло в качестве связующего, отличающийся тем, что в качестве продукта производства силикомарганца он содержит пыль газоочистки производства силикомарганца, при этом компоненты флюса взяты в следующем соотношении, мас. %:A flux for mechanized welding and surfacing of steels, including a product of silicomanganese production and liquid glass as a binder, characterized in that it contains a gas purification dust of silicomanganese production as a product of silicomanganese, while the flux components are taken in the following ratio, wt. %: пыль газоочистки производства силикомарганцаsilicomanganese production gas cleaning dust 59-6759-67 жидкое стеклоliquid glass 33-4133-41
RU2018117404A 2018-05-10 2018-05-10 Flux for steel mechanized welding and surfacing RU2683164C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018117404A RU2683164C1 (en) 2018-05-10 2018-05-10 Flux for steel mechanized welding and surfacing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018117404A RU2683164C1 (en) 2018-05-10 2018-05-10 Flux for steel mechanized welding and surfacing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2683164C1 true RU2683164C1 (en) 2019-03-26

Family

ID=65858734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018117404A RU2683164C1 (en) 2018-05-10 2018-05-10 Flux for steel mechanized welding and surfacing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2683164C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU998064A1 (en) * 1981-10-05 1983-02-23 Всесоюзный Научно-Исследовательский Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Электротермического Оборудования "Внииэто" Welding flux for electric slag welding of alloyed steels
SU1447621A1 (en) * 1986-11-05 1988-12-30 Запорожский Завод Сварочных Флюсов И Стеклоизделий Charge for producing melted welding flux
KR20120073386A (en) * 2010-12-27 2012-07-05 현대종합금속 주식회사 Submerged arc welding flux for thick steel plate welding
RU2579412C2 (en) * 2014-06-05 2016-04-10 Открытое акционерное общество "Новокузнецкий завод резервуарных металлоконструкций" им. Н.Е. Крюкова Flux for steel mechanised welding and surfacing
RU2643027C1 (en) * 2016-11-22 2018-01-29 Акционерное общество "Новокузнецкий завод резервуарных металлоконструкций им. Н.Е. Крюкова" Flux for mechanized welding and overlaying of steels

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU998064A1 (en) * 1981-10-05 1983-02-23 Всесоюзный Научно-Исследовательский Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Электротермического Оборудования "Внииэто" Welding flux for electric slag welding of alloyed steels
SU1447621A1 (en) * 1986-11-05 1988-12-30 Запорожский Завод Сварочных Флюсов И Стеклоизделий Charge for producing melted welding flux
KR20120073386A (en) * 2010-12-27 2012-07-05 현대종합금속 주식회사 Submerged arc welding flux for thick steel plate welding
RU2579412C2 (en) * 2014-06-05 2016-04-10 Открытое акционерное общество "Новокузнецкий завод резервуарных металлоконструкций" им. Н.Е. Крюкова Flux for steel mechanised welding and surfacing
RU2643027C1 (en) * 2016-11-22 2018-01-29 Акционерное общество "Новокузнецкий завод резервуарных металлоконструкций им. Н.Е. Крюкова" Flux for mechanized welding and overlaying of steels

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4673343B2 (en) Stainless steel sheet excellent in corrosion resistance, weldability and surface properties and method for producing the same
JP5231042B2 (en) Steel material excellent in toughness of weld heat-affected zone and method for producing the same
RU2579412C2 (en) Flux for steel mechanised welding and surfacing
JP6869142B2 (en) Stainless steel sheet and its manufacturing method
JP6237343B2 (en) Melting method of high clean steel
JP4025171B2 (en) Stainless steel having excellent corrosion resistance, weldability and surface properties and method for producing the same
RU2579328C1 (en) Charge of flux-cored wire
RU2643027C1 (en) Flux for mechanized welding and overlaying of steels
CN113695789B (en) Sintered flux for welding HSLA steel and preparation method thereof
RU2682730C1 (en) Flux for steel mechanized welding and surfacing
Kryukov et al. Manufacturing of new welding fluxes using silicomanganese slag
RU2683164C1 (en) Flux for steel mechanized welding and surfacing
RU2683166C1 (en) Flux for steel mechanized welding and surfacing
RU2682515C1 (en) Flux for steel mechanized welding and surfacing
RU2395589C2 (en) Procedure for melting iron-carbon alloys in induction furnaces
TW202138587A (en) Stainless steel, stainless steel material, and method for manufacturing stainless steel
RU2749735C1 (en) Flux for mechanized welding and surfacing of steels
JP5590056B2 (en) Manufacturing method of highly clean steel
RU2623981C2 (en) Charge for wire circuit
RU2576717C2 (en) Welding flux
RU2718031C1 (en) Flux for mechanized welding and building up of steels
JP2002327239A (en) Slab for thin steel sheet with few defect caused by inclusion, and manufacturing method therefor
Behera et al. Use of Al-killed ladle furnace slag in Si-killed steel process to reduce lime consumption, improve slag fluidity
RU2564801C2 (en) Flux additive
RU2625153C2 (en) Flux for welding and surfacing