RU2687120C1 - Присадочная порошковая проволока для сварки под флюсом - Google Patents

Присадочная порошковая проволока для сварки под флюсом Download PDF

Info

Publication number
RU2687120C1
RU2687120C1 RU2018141299A RU2018141299A RU2687120C1 RU 2687120 C1 RU2687120 C1 RU 2687120C1 RU 2018141299 A RU2018141299 A RU 2018141299A RU 2018141299 A RU2018141299 A RU 2018141299A RU 2687120 C1 RU2687120 C1 RU 2687120C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
powder
average size
arc welding
cored wire
low
Prior art date
Application number
RU2018141299A
Other languages
English (en)
Inventor
Николай Павлович Алешин
Михаил Владимирович Григорьев
Николай Владимирович Коберник
Александр Сергеевич Панкратов
Сергей Сергеевич Холодов
Сергей Александрович Штоколов
Дмитрий Викторович Строителев
Original Assignee
Федеральное государственное автономное учреждение "Научно-учебный центр "Сварка и контроль" при МГТУ им. Н.Э. Баумана"
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 автономное учреждение "Научно-учебный центр "Сварка и контроль" при МГТУ им. Н.Э. Баумана" filed Critical Федеральное государственное автономное учреждение "Научно-учебный центр "Сварка и контроль" при МГТУ им. Н.Э. Баумана"
Priority to RU2018141299A priority Critical patent/RU2687120C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2687120C1 publication Critical patent/RU2687120C1/ru

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
    • B23K35/368Selection of non-metallic compositions of core materials either alone or conjoint with selection of soldering or welding materials

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относится к сварочным материалам и может быть использовано при производстве конструкций из низкоуглеродистых низколегированных сталей с применением сварки под флюсом. Присадочная порошковая проволока состоит из стальной оболочки и порошкообразной шихты. Порошкообразная шихта содержит ферросилиций, ферромарганец, железный порошок, а также композиционные гранулы, состоящие из наноразмерных тугоплавких частиц карбида вольфрама средним размером не менее 50 нм и никелевого порошка средним размером не менее 50 мкм в массовом соотношении от 1:2 до 1:3, соответственно. Присадочная порошковая проволока при заданном соотношении компонентов обеспечивает повышение значений ударной вязкости металла шва, а также повышение стабильности значений ударной вязкости металла шва в условиях низких температур. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 6 пр.

Description

Изобретение относится к сварочным материалам, в частности, к порошковым проволокам и может быть использовано при производстве (изготовлении, монтаже, реконструкции) конструкций (изделий, продукции) с применением сварки под флюсом, в частности, при строительстве опасных производственных объектов.
Из уровня техники известна порошковая проволока для наплавки под флюсом и состоящая из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей ферросилиций, ферромарганец и железный порошок, а также других добавок в виде ферровольфрама, феррохрома, феррованадия, никеля и углеродфторсодержащей пыли электрофильтров алюминиевого производства (Патент RU 2518211, опубл. 10.06.2014, B23K 35/368 (2006.01)).
Однако известная порошковая проволока предназначена для получения износостойких защитных покрытий на деталях металлургического оборудования, работающих в условиях сжатия и абразивного износа при температурах 600°С и не может быть использована для сварки низкоуглеродистых низколегированных сталей под флюсом. Наплавленный металл, полученный этой проволокой, обладает повышенной твердостью и, как следствие, низкой ударной вязкостью.
Из уровня техники известна порошковая проволока для сварки под флюсом, содержащая стальную оболочку в виде радиальных и центральной кольцевой секций, заполненных порошкообразной шихтой (Авторское свидетельство SU 1832071, опубл. 07.08.1993, B23K 35/368 (2000.01), B23K 35/06 (2000.01)). Радиальные секции включают никелевый порошок и другие добавки в виде плавикошпатового концентрата, рутилового концентрата, глинозема, железного порошка. Центральная секция включает марганцевый порошок, молибденовый порошок и железный порошок.
Однако известная порошковая проволока для сварки под флюсом обладает следующими недостатками:
- сложная конструкция порошковой проволоки;
- легирование дорогостоящими элементами (никель и молибден);
- порошковая проволока прототипа является сварочной. При этом на ее торце горит дуга, что недопустимо для введения наноразмерных частиц карбида вольфрама: при прохождении дугового промежутка они будут деградировать, что приведет к падению значений ударной вязкости и росту их разброса.
Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является создание присадочной порошковой проволоки, которая может быть использована для сварки под флюсом низкоуглеродистых низколегированных сталей, обеспечивающей повышение значений ударной вязкости металла шва, а также повышение стабильности значений ударной вязкости металла шва в условиях низких температур.
Указанный технический результат достигается за счет того, что присадочная порошковая проволока для сварки под флюсом, состоящая из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей ферросилиций, ферромарганец и железный порошок, а также композиционные гранулы, состоящие из наноразмерных тугоплавких частиц карбида вольфрама средним размером не менее 50 нм и никелевого порошка средним размером не менее 50 мкм в массовом соотношении от 1:2 до 1:3 соответственно, при следующем соотношение компонентов порошкообразной шихты, масс. %:
ферросилиций 2-4;
ферромарганец 6,5-8,5;
композиционные гранулы 2-10;
железный порошок остальное до 100.
При этом коэффициент заполнения стальной оболочки порошкообразной шихтой может составлять 22-26%, а стальная оболочка может быть выполнена толщиной 0,4-0,5 мм.
В качестве стальной оболочки используют стальную ленту марки Св-08пс по ГОСТ 19851-74 преимущественно толщиной 0,5 мм и шириной 15 мм.
Композиционные гранулы, используемые в составе шихты порошковой проволоки, представляют собой комбинацию (наночастицы и микрочастицы в массовом соотношении от 1:2 до 1:3 соответственно), которые могут быть получены при совместной обработке в планетарной мельнице. Наноразмерные тугоплавкие частицы карбида вольфрама могут быть получены, например, плазмохимическим синтезом. В качестве микрочастиц используют никелевый порошок. Введение никелевого порошка средним размером не менее 50 мкм в состав композиционных гранул обеспечивает транспортировку наночастиц, а также предотвращение их перегрева.
В процессе сварки под флюсом порошковая проволока проходит через расплавленный шлак, попадает в сварочную ванну, где ее оболочка и шихта плавятся, при этом наноразмерные частицы карбида вольфрама попадают непосредственно в расплав хвостовой части сварочной ванны. Эти наноразмерные частицы выступают в роли модификатора, что обеспечивает рост значений ударной вязкости металла шва. Введение наноразмерных частиц карбида вольфрама средним размером не менее 50 нм в сварочную ванну в составе композиционных гранул обеспечивает их надежную доставку в расплав сварочной ванны и равномерное распределение по ее объему, что обеспечивает повышение стабильности механических свойств металла шва, в частности, стабильности значений ударной вязкости металла шва в условиях низких температур.
В составе шихты порошковой проволоки композиционные гранулы содержатся в количестве 2-10 масс. %. Превышение этого предела ведет к увеличению стоимости сварочных материалов с незначительным положительным эффектом от воздействия наночастиц, а его уменьшение приводит к снижению значения ударной вязкости металла шва и стабильности значений ударной вязкости металла шва в условиях низких температур.
Пример 1
После запуска процесса автоматической дуговой сварки под флюсом низкоуглеродистых низколегированных сталей на оборудовании Lincoln Electric и стабилизации процесса горения дуги подают дополнительную присадочную порошковую проволоку в хвостовую часть сварочной ванны. Для сварки под флюсом используют порошковую проволоку, состоящую из стальной оболочки и порошкообразной шихты. В составе шихты порошковой проволоки содержатся: 2 масс. % ферросилиция, 7 масс. % ферромарганеца, 2 масс. % композиционных гранул (в соотношении наноразмерные тугоплавкие частицы карбида вольфрама средним размером не менее 50 нм к никелевому порошку средним размером не менее 50 мкм 1:2), а также железный порошок - остальное до 100 масс. %.
Пример 2
После запуска процесса автоматической дуговой сварки под флюсом низкоуглеродистых низколегированных сталей и стабилизации процесса горения дуги подают дополнительную присадочную порошковую проволоку в хвостовую часть сварочной ванны. Для сварки под флюсом используют порошковую проволоку, состоящую из стальной оболочки и порошкообразной шихты. В составе шихты порошковой проволоки содержатся: 4 масс. % ферросилиция, 6,5 масс. % ферромарганеца, 5 масс. % композиционных гранул (в соотношении наноразмерные тугоплавкие частицы карбида вольфрама средним размером не менее 50 нм к никелевому порошку средним размером не менее 50 мкм 1:3), а также железный порошок - остальное до 100 масс. %.
Пример 3
После запуска процесса автоматической дуговой сварки под флюсом низкоуглеродистых низколегированных сталей и стабилизации процесса горения дуги подают дополнительную присадочную порошковую проволоку в хвостовую часть сварочной ванны. Для сварки под флюсом используют порошковую проволоку, состоящую из стальной оболочки и порошкообразной шихты. В составе шихты порошковой проволоки содержатся: 5 масс. % ферросилиция, 8,5 масс. % ферромарганеца, 10 масс. % композиционных гранул (в соотношении наноразмерные тугоплавкие частицы карбида вольфрама средним размером не менее 50 нм к никелевому порошку средним размером не менее 50 мкм 1:2), а также железный порошок - остальное до 100 масс. %.
Исследования механических свойств металла шва сварного соединения (примеры 1-3) показали рост значений ударной вязкости и их стабильность в условиях низких температур (см. Таблицу 1).
Пример 4
После запуска процесса автоматической дуговой сварки под флюсом низкоуглеродистых низколегированных сталей и стабилизации процесса горения дуги подают дополнительную присадочную порошковую проволоку в хвостовую часть сварочной ванны. Для сварки под флюсом используют порошковую проволоку, состоящую из стальной оболочки и порошкообразной шихты. В составе шихты порошковой проволоки содержатся: 1 масс. % ферросилиция, 10 масс. % ферромарганца, 1 масс. % композиционных гранул (в соотношении наноразмерные тугоплавкие частицы карбида вольфрама средним размером менее 50 нм к никелевому порошку средним размером менее 30 мкм 1:4), а также железный порошок - остальное до 100 масс. %.
Пример 5
После запуска процесса автоматической дуговой сварки под флюсом низкоуглеродистых низколегированных сталей и стабилизации процесса горения дуги подают дополнительную присадочную порошковую проволоку в хвостовую часть сварочной ванны. Для сварки под флюсом используют порошковую проволоку, состоящую из стальной оболочки и порошкообразной шихты. В составе шихты порошковой проволоки содержатся: 4 масс. % ферросилиция, 7 масс. % ферромарганеца, 15 масс. % композиционных гранул (в соотношении наноразмерные тугоплавкие частицы карбида вольфрама средним размером менее 40 нм к никелевому порошку средним размером менее 40 мкм 1:2), а также железный порошок - остальное до 100 масс. %.
Пример 6
После запуска процесса автоматической дуговой сварки под флюсом низкоуглеродистых низколегированных сталей и стабилизации процесса горения дуги подают дополнительную присадочную порошковую проволоку в хвостовую часть сварочной ванны. Для сварки под флюсом используют порошковую проволоку, состоящую из стальной оболочки и порошкообразной шихты. В составе шихты порошковой проволоки содержатся: 6 масс. % ферросилиция, 2 масс. % ферромарганеца, 2 масс. % композиционных гранул (в соотношении наноразмерные тугоплавкие частицы нитрида титана средним размером не менее 50 нм к никелевому порошку средним размером не менее 50 мкм 1:2), а также железный порошок - остальное до 100 масс. %.
Исследования механических свойств металла шва сварного соединения (пример 4) показал снижение значения ударной вязкости металла шва и его стабильности в условиях низких температур (см. Таблицу 1).
Исследования механических свойств металла шва сварного соединения (пример 5) показал, что превышение содержания в шихте порошковой проволоки композиционных гранул, ведет к увеличению стоимости сварочных материалов и к снижению ударной вязкости металла шва (см. Таблицу 1).
Исследования механических свойств металла шва сварного соединения (пример 6) показали, что при введении других наноразмерных частиц, например, нитрида титана может образовываться пористость, что приводит к увеличению разброса значений ударной вязкости не менее чем в 2 раза, по сравнению с карбидом вольфрама (см. Таблицу 1).
Таким образом, для стабилизации процесса сварки под флюсом низкоуглеродистых низколегированных сталей наноразмерные частицы карбида вольфрама вводят в сварочную ванну в составе композиционных гранул. Введение в сварочную ванну порошковой проволоки определенного состава, имеющего композиционные гранулы наноразмерных частиц карбида вольфрама средним размером не менее 50 нм в сочетании с никелевым порошком средним размером не менее 50 мкм в массовом соотношении от 1:2 до 1:3 соответственно, позволяет ввести наноразмерный модификатор в низкотемпературную зону сварочной ванны и, тем самым, воздействовать на ударную вязкость металла шва.
Figure 00000001

Claims (4)

1. Присадочная порошковая проволока для сварки под флюсом, состоящая из стальной оболочки и порошкообразной шихты, отличающаяся тем, что порошкообразная шихта содержит ферросилиций, ферромарганец, железный порошок и композиционные гранулы, состоящие из наноразмерных тугоплавких частиц карбида вольфрама со средним размером не менее 50 нм и никелевого порошка со средним размером не менее 50 мкм в массовом соотношении от 1:2 до 1:3 соответственно, при следующем соотношении компонентов порошкообразной шихты, мас. %:
Ферросилиций 2-4 Ферромарганец 6,5-8,5 Композиционные гранулы 2-10 Железный порошок остальное до 100
2. Присадочная порошковая проволока по п. 1, отличающаяся тем, что коэффициент заполнения стальной оболочки порошкообразной шихтой составляет 22-26%.
3. Присадочная порошковая проволока по п. 1, отличающаяся тем, что стальная оболочка выполнена толщиной 0,4-0,5 мм.
RU2018141299A 2018-11-23 2018-11-23 Присадочная порошковая проволока для сварки под флюсом RU2687120C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018141299A RU2687120C1 (ru) 2018-11-23 2018-11-23 Присадочная порошковая проволока для сварки под флюсом

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018141299A RU2687120C1 (ru) 2018-11-23 2018-11-23 Присадочная порошковая проволока для сварки под флюсом

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2687120C1 true RU2687120C1 (ru) 2019-05-07

Family

ID=66430457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018141299A RU2687120C1 (ru) 2018-11-23 2018-11-23 Присадочная порошковая проволока для сварки под флюсом

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2687120C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2756550C1 (ru) * 2021-02-12 2021-10-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" Порошковая проволока

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA200802100A1 (ru) * 2008-10-08 2010-04-30 Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Техническая Компания" Шихта порошковой проволоки для сварки и наплавки деталей из углеродистых сталей
RU2446930C1 (ru) * 2010-12-15 2012-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) Порошковая проволока
RU2538875C1 (ru) * 2013-07-01 2015-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Северо-Западный институт сварки и наноматериалов" (ООО "ИСНАНО") Наноструктурированная порошковая проволока
RU2608011C1 (ru) * 2015-10-12 2017-01-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Модификатор для сварочных материалов
RU2645828C2 (ru) * 2015-09-01 2018-02-28 Общество с ограниченной ответственностью "КубаньСпецДетальПоставка" (ООО "КСДП") Состав самозащитной порошковой проволоки для износостойкой наплавки

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA200802100A1 (ru) * 2008-10-08 2010-04-30 Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Техническая Компания" Шихта порошковой проволоки для сварки и наплавки деталей из углеродистых сталей
RU2446930C1 (ru) * 2010-12-15 2012-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) Порошковая проволока
RU2538875C1 (ru) * 2013-07-01 2015-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Северо-Западный институт сварки и наноматериалов" (ООО "ИСНАНО") Наноструктурированная порошковая проволока
RU2645828C2 (ru) * 2015-09-01 2018-02-28 Общество с ограниченной ответственностью "КубаньСпецДетальПоставка" (ООО "КСДП") Состав самозащитной порошковой проволоки для износостойкой наплавки
RU2608011C1 (ru) * 2015-10-12 2017-01-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Модификатор для сварочных материалов

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2756550C1 (ru) * 2021-02-12 2021-10-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" Порошковая проволока

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20240181552A1 (en) Systems and methods for low-manganese welding wire
CA2866171C (en) Systems and methods for low-manganese welding wire
EP2105243B1 (en) Metal-based flux cored wire for Ar-CO2 mixed gas shielded arc welding
KR100733804B1 (ko) 코어드 용접봉, 용접 비드를 형성하는 방법, 및 아크 안정화 요소
AU2005239728B2 (en) Cored electrode for reducing diffusible hydrogen
CN108367393B (zh) 低锰管状焊丝和形成焊缝熔敷的方法
KR101148277B1 (ko) 플럭스 내장 와이어
RU2687120C1 (ru) Присадочная порошковая проволока для сварки под флюсом
RU2687119C1 (ru) Присадочная порошковая проволока для сварки под флюсом
KR20100074011A (ko) 플럭스 내장 와이어
JPH05329684A (ja) ガスシールドアーク溶接用塩基性フラックス入りワイヤ
US3023302A (en) Electric arc welding
RU2608011C1 (ru) Модификатор для сварочных материалов
US2408619A (en) Arc welding electrodes
JP6726008B2 (ja) ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ
CN110539105B (zh) 一种药芯焊丝
US2920181A (en) Electric arc deoxidized metal deposition
US3097979A (en) Magnetic flux-gas shielded metal arc welding
JPH0195879A (ja) ステンレス鋼の潜弧溶接方法
RU2676933C1 (ru) Способ автоматической дуговой сварки под флюсом
JP2015136720A (ja) 2電極水平すみ肉ガスシールドアーク溶接方法
TWI706825B (zh) 製造焊接電極的方法
CN104339101B (zh) 单面埋弧焊用焊剂
JP2018114512A (ja) 低水素系被覆アーク溶接棒
Kobernik et al. Research of nanoscale titanium carbides influence on the structure and properties of weld metal in automatic submerged arc welding

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20191230

Effective date: 20191230