RU2718031C1 - Flux for mechanized welding and building up of steels - Google Patents
Flux for mechanized welding and building up of steels Download PDFInfo
- Publication number
- RU2718031C1 RU2718031C1 RU2019125059A RU2019125059A RU2718031C1 RU 2718031 C1 RU2718031 C1 RU 2718031C1 RU 2019125059 A RU2019125059 A RU 2019125059A RU 2019125059 A RU2019125059 A RU 2019125059A RU 2718031 C1 RU2718031 C1 RU 2718031C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flux
- glass
- surfacing
- liquid
- welding
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection 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
- B23K35/362—Selection of compositions of fluxes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
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 сварки и наплавки, содержащий диоксид кремния, оксид марганца, оксид кальция, оксид магния, оксид алюминия, оксид калия, оксид натрия, оксид железа, фторид кальция и калиево-натриевое жидкое стекло, где в качестве упомянутых оксидов и фторидов, использован пылевидный ковшевой шлак производства рельсовой стали и пылевидные отходы производства алюминия, при следующем соотношении компонентов, мас. %:Known flux for welding and surfacing containing silicon dioxide, manganese oxide, calcium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, potassium oxide, sodium oxide, iron oxide, calcium fluoride and potassium-sodium liquid glass, where, as mentioned oxides and fluorides, used dust-like ladle slag for rail steel production and dust-like waste from aluminum production, in the following ratio of components, wt. %:
(RU 2566235 МПК В23К 35/362, опубл. 20.10.2015).(RU 2566235 IPC V23K 35/362, publ. 20.10.2015).
Недостатками данного флюса для сварки и наплавки являются:The disadvantages of this flux for welding and surfacing are:
- плохое смешивание пылевидных компонентов и связанное с этим разнородный химический состав флюса.- poor mixing of pulverulent components and the related heterogeneous chemical composition of the flux.
- изменение химического состава наплавляемого слоя металла, в связи с колебанием химического состава флюса.- change in the chemical composition of the deposited metal layer, due to fluctuations in the chemical composition of the flux.
- пониженное качество по уровню загрязненности неметаллическими включениями.- reduced quality in terms of contamination by non-metallic inclusions.
Известна флюс-добавка, предназначенная для примешивания к сварочным флюсам, на основе жидкого стекла, содержащая пыль электрофильтров алюминиевого производства и натриевое жидкое стекло при соотношении компонентов, мас. %:Known flux additive designed for mixing with welding fluxes, based on liquid glass, containing dust from aluminum electrostatic precipitators and sodium liquid glass with a ratio of components, wt. %:
(RU 2564801 МПК В23К 35/362, опубл. 10.10.2015)(RU 2564801 IPC V23K 35/362, publ. 10.10.2015)
Недостатком данного флюса-добавки для сварки и наплавки являются:The disadvantage of this flux additives for welding and surfacing are:
- повышенный уровень загрязненности сварного шва неметаллическими включениями и как следствие снижение значений ударной вязкости при отрицательных температурах;- an increased level of contamination of the weld with non-metallic inclusions and, as a result, a decrease in impact strength at low temperatures;
- высокий уровень твердости сварного шва по сравнению с уровнем твердости основного металла за счет значительного науглероживания сварного шва из-за выбранного неоптимального соотношения керамического флюса- добавки и плавленого флюса;- a high level of hardness of the weld compared to the level of hardness of the base metal due to the significant carburization of the weld due to the selected non-optimal ratio of ceramic flux additives and fused flux;
-высокая стоимость и дефицитность калиево-натриевого жидкого стекла.-high cost and scarcity of potassium-sodium liquid glass.
Известен также, выбранный в качестве прототипа, флюс для сварки и наплавки, содержащий диоксид кремния, оксид марганца, оксид кальция, оксид магния, оксид алюминия, оксид калия, оксид натрия, оксид железа, фторид кальция и жидкое стекло, где в качестве упомянутых оксидов и фторидов использован пылевидный ковшевой шлак производства рельсовой стали содержащий, мас. %: SiO2=20,7-28,6, MnO=0,01- 2,0, СаО=45,6-54,8, MgO=0,1-10, Al2O3=0,1-7,0, K2O=0,1- 4, Na2O=0,1-4, FeO=0,01-1,5, CaF2=0,01-1,5, Собщ=0,1-0,6, причем используют пылевидный ковшевой шлак производства рельсовой стали и жидкое стекло, при следующем соотношении компонентов, мас. %:Also known, selected as a prototype, is a flux for welding and surfacing containing silicon dioxide, manganese oxide, calcium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, potassium oxide, sodium oxide, iron oxide, calcium fluoride and water glass, where, as mentioned oxides and fluorides used pulverized ladle slag production of rail steel containing, by weight. %: SiO 2 = 20.7-28.6, MnO = 0.01-2.0, CaO = 45.6-54.8, MgO = 0.1-10, Al 2 O 3 = 0.1- 7.0, K 2 O = 0.1-4, Na 2 O = 0.1-4, FeO = 0.01-1.5, CaF 2 = 0.01-1.5, C total = 0, 1-0.6, and use pulverized ladle slag for the production of rail steel and liquid glass, in the following ratio of components, wt. %:
(RU 2566236 МПК В23К 35/362, опубл. 20.10.2015).(RU 2566236 IPC V23K 35/362, publ. 20.10.2015).
Существенными недостатками данного флюса для сварки являются:Significant disadvantages of this flux for welding are:
- высокий уровень загрязненности стали неметаллическими включениями,- a high level of pollution became 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.- low level of wear resistance of the deposited metal layer.
Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении качественных показателей наплавляемого металла, в частности однородного химического состава, твердости и износостойкости.The technical problem solved by the invention is to improve the quality of the deposited metal, in particular a homogeneous chemical composition, hardness and wear resistance.
Для решения существующей технической проблемы предложен флюс для механизированной сварки и наплавки сталей, содержащий пылевидный ковшевой шлак производства рельсовой стали в смеси с жидким стеклом, согласно изобретению, он дополнительно содержит флюс-добавку, состоящую из углеродфторсодержащего материала в смеси с жидким стеклом при следующих их соотношениях, мас. %:To solve the existing technical problem, a flux for mechanized welding and surfacing of steels is proposed, containing dusty ladle slag for the production of rail steel mixed with liquid glass, according to the invention, it additionally contains a flux additive consisting of carbon-fluorine-containing material mixed with liquid glass in the following ratios wt. %:
а компоненты взяты в следующем соотношении, мас. %:and the components are taken in the following ratio, wt. %:
Техническими результатами изобретения являются:The technical results of the invention are:
- уменьшение ликвации химического состава металла при наплавке под слоем флюса;- reduction of segregation of the chemical composition of the metal during surfacing under a layer of flux;
- снижение загрязненности стали неметаллическими включениями;- reduction of pollution by non-metallic inclusions;
- повышение уровня износостойкости наплавляемого слоя металла;- increase the level of wear resistance of the deposited metal layer;
- увеличение твердости наплавляемого слоя.- increase the hardness of the deposited layer.
Заявляемые пределы подобраны эмпирическим путем исходя из качества получаемой наплавки и сварки, стабильности процесса наплавки, сварки и требуемых механических свойств.The declared limits are selected empirically based on the quality of the deposited and welding, the stability of the welding process, welding and the required mechanical properties.
Для изготовления флюса для сварки и наплавки использовали:For the manufacture of flux for welding and surfacing used:
в качестве составляющего использовался ковшевой электросталеплавильный шлак производства рельсовой стали АО «ЕВРАЗ ЗСМК» с химическим составом, мас. %: 1,31% FeO, 0.22% MnO, 36.19% Са, 36.26% SiO2, 6.17% Al2O3, 11,30% MgO, 0,28% Na2O, 0% K2O, 3,34% F,<0,12% С, 1.26% S, 0.02% Р и натриевое жидкое стекло со значением силикатного модуля 2,0-3,5 при плотности раствора 1,30-1,60 г/см3.As a component, ladle electric steelmaking slag was used for the production of rail steel of EVRAZ ZSMK JSC with a chemical composition, wt. %: 1.31% FeO, 0.22% MnO, 36.19% Ca, 36.26% SiO 2 , 6.17% Al 2 O 3 , 11.30% MgO, 0.28% Na 2 O, 0% K 2 O, 3, 34% F, <0.12% C, 1.26% S, 0.02% P and sodium liquid glass with a silicate modulus value of 2.0-3.5 at a solution density of 1.30-1.60 g / cm 3 .
- для изготовления флюс-добавки использовали пыль газоочистки алюминиевого производства (углеродфторсодержащая добавка) с химическим составом, масс. %: Al2O3=21-46,23; F=18-27; Na2O=8-15; К2O=0,4-6; СаО=0,7-2,3; SiO2=0,5-2,48; Fe2O3=2,1-3,27; Собщ=12,5-30,2; MnO=0,07-0,9; MgO=0,06-0,9; S=0,09-0,19; Р=0,1-0,18. и натриевое жидкое стекло со значением силикатного модуля 2,0-3,5 при плотности раствора 1,30-1,60 г/см3.- for the manufacture of flux additives used dust gas cleaning aluminum production (carbon-containing additive) with a chemical composition, mass. %: Al 2 O 3 = 21-46.23; F = 18-27; Na 2 O = 8-15; K 2 O = 0.4-6; CaO = 0.7-2.3; SiO 2 = 0.5-2.48; Fe 2 O 3 = 2.1-3.27; With total = 12.5-30.2; MnO = 0.07-0.9; MgO = 0.06-0.9; S = 0.09-0.19; P = 0.1-0.18. and sodium liquid glass with a silicate modulus value of 2.0-3.5 at a solution density of 1.30-1.60 g / cm 3 .
Флюс изготавливали следующим образом: ковшевой электросталеплавильный шлак фракции менее 0,2 мм. смешивали с жидким стеклом в различных соотношениях от 55 до 65% электросталеплавильного шлака и 45-35% жидкого стекла. С точки зрения внешнего вида смеси было выбрано, что оптимальным составом компонентов является 62% электросталеплавильного шлака и 38% жидкого стекла. После подбора состава компонентов смесь выдерживали в течение 24-часов при комнатной температуре, с последующей сушкой в печи при температуре 250-350°С в течение 4 часов, далее смесь охлаждалась, дробилась и просевалась с выделением фракции 0,45-2,5 мм.The flux was made as follows: ladle electric steelmaking slag fraction less than 0.2 mm mixed with liquid glass in various ratios from 55 to 65% of electric steel slag and 45-35% of liquid glass. From the point of view of the appearance of the mixture, it was chosen that the optimal composition of the components is 62% of electric steelmaking slag and 38% of liquid glass. After selecting the composition of the components, the mixture was kept for 24 hours at room temperature, followed by drying in an oven at a temperature of 250-350 ° C for 4 hours, then the mixture was cooled, crushed and sieved with the release of a fraction of 0.45-2.5 mm .
Флюс - добавку изготавливали следующим образом: пыль газоочистки алюминиевого производства фракции менее 0,2 мм. смешивали с жидким стеклом в различных соотношениях от 45 до 55% пыли газоочистки и 45-55% жидкого стекла. С точки зрения внешнего вида смеси было выбрано, что оптимальным составом компонентов является 50% пыли газоочистки и 50% жидкого стекла. После подбора состава компонентов флюс - добавки смесь выдерживали в течение 24-часов при комнатной температуре, с последующей сушкой в печи при температуре 250-350°С в течение 4 часов, далее смесь охлаждалась, дробилась и просевалась с выделением фракции 0,45-2,5 мм.Flux - additive was made as follows: dust gas cleaning aluminum production fractions less than 0.2 mm mixed with liquid glass in various ratios from 45 to 55% of gas cleaning dust and 45-55% of liquid glass. From the point of view of the appearance of the mixture, it was chosen that the optimal composition of the components is 50% of gas cleaning dust and 50% of liquid glass. After selecting the composition of the flux - additive components, the mixture was kept for 24 hours at room temperature, followed by drying in an oven at a temperature of 250-350 ° C for 4 hours, then the mixture was cooled, crushed and sieved with the isolation of a fraction of 0.45-2 5 mm.
После изготовления флюс-добавки ее примешивали к основному флюсу (ковшевой электросталеплавильный шлак) в различном соотношении (таблица 1).After manufacturing the flux additive, it was mixed with the main flux (ladle electric steelmaking slag) in a different ratio (table 1).
Наплавку образцов производили на образцах размером 300×150 мм толщиной 20 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 исследования: изучение химического состава, 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 20 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: studying the chemical composition, 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. Определение ликвации определялось по четырем точкам в наплавленном слое.The chemical composition of the deposited metal was determined by the X-ray fluorescence method on an XRF-1800 spectrometer and the atomic emission method on a DFS-71 spectrometer. The metallographic study of microsections was carried out without etching using an OLYMPUS GX-51 optical microscope at a magnification of × 100 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. The definition of segregation was determined by four points in the deposited layer.
Для сравнения результатов наплавки так же был использован прототип - флюс (RU 2566236 МПК В23К 35/362).To compare the results of surfacing, a prototype flux was also used (RU 2566236 MPK V23K 35/362).
Использование заявляемого флюса для наплавки по сравнению с прототипом позволяет:The use of the inventive flux for surfacing in comparison with the prototype allows you to:
- уменьшить ликвацию и получить качественный наплавленный слой;- reduce segregation and get a high-quality deposited layer;
- снизить загрязненность наплавленного слоя неметаллическими включениями;- reduce the contamination of the deposited layer by non-metallic inclusions;
- повысить твердость и износостойкость наплавленного слоя.- increase the hardness and wear resistance of the deposited layer.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019125059A RU2718031C1 (en) | 2019-08-06 | 2019-08-06 | Flux for mechanized welding and building up of steels |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019125059A RU2718031C1 (en) | 2019-08-06 | 2019-08-06 | Flux for mechanized welding and building up of steels |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2718031C1 true RU2718031C1 (en) | 2020-03-30 |
Family
ID=70156338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019125059A RU2718031C1 (en) | 2019-08-06 | 2019-08-06 | Flux for mechanized welding and building up of steels |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2718031C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1606297A1 (en) * | 1989-03-14 | 1990-11-15 | Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Flux for electric arc welding and surfacing |
KR20120073386A (en) * | 2010-12-27 | 2012-07-05 | 현대종합금속 주식회사 | Submerged arc welding flux for thick steel plate welding |
RU2566236C1 (en) * | 2014-05-30 | 2015-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Flux for welding and surfacing |
RU2566235C1 (en) * | 2014-05-30 | 2015-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Flux for welding and surfacing |
RU2682515C1 (en) * | 2018-05-23 | 2019-03-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" | Flux for steel mechanized welding and surfacing |
-
2019
- 2019-08-06 RU RU2019125059A patent/RU2718031C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1606297A1 (en) * | 1989-03-14 | 1990-11-15 | Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Flux for electric arc welding and surfacing |
KR20120073386A (en) * | 2010-12-27 | 2012-07-05 | 현대종합금속 주식회사 | Submerged arc welding flux for thick steel plate welding |
RU2566236C1 (en) * | 2014-05-30 | 2015-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Flux for welding and surfacing |
RU2566235C1 (en) * | 2014-05-30 | 2015-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Flux for welding and surfacing |
RU2682515C1 (en) * | 2018-05-23 | 2019-03-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" | Flux for steel mechanized welding and surfacing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2010110817A (en) | Low-hydrogen coated electrode | |
Kozyrev et al. | On the use of slag from silicomanganese production for welding flux manufacturing | |
RU2661126C1 (en) | Charge of flux-cored wire | |
JP4025171B2 (en) | Stainless steel having excellent corrosion resistance, weldability and surface properties and method for producing the same | |
WO2014021097A1 (en) | Coated arc-welding bar | |
RU2718031C1 (en) | Flux for mechanized welding and building up of steels | |
Kryukov et al. | Manufacturing of new welding fluxes using silicomanganese slag | |
RU2682515C1 (en) | Flux for steel mechanized welding and surfacing | |
JP4025170B2 (en) | Stainless steel excellent in corrosion resistance, weldability and surface properties and method for producing the same | |
KR101544293B1 (en) | Titanium oxide raw material for welding material | |
RU2682730C1 (en) | Flux for steel mechanized welding and surfacing | |
Trindade et al. | Influence of zirconium on microstructure and toughness of low-alloy steel weld metals | |
RU2623981C2 (en) | Charge for wire circuit | |
RU2576717C2 (en) | Welding flux | |
RU2566236C1 (en) | Flux for welding and surfacing | |
RU2319590C2 (en) | Electrodes for manual welding of steels of pearlite class | |
RU2683164C1 (en) | Flux for steel mechanized welding and surfacing | |
RU2313435C1 (en) | Ceramic flux for automatic welding of low alloy steels | |
Kumar et al. | Development of cost effective agglomerated fluxes from waste flux dust for submerged arc welding | |
RU2625153C2 (en) | Flux for welding and surfacing | |
RU2690874C1 (en) | Flux cored wire | |
Kozyrev et al. | Use of silicomanganese slag and ladle electric steelmaking slag in manufacturing the welding fluxes for surfacing the mining equipment | |
RU2074800C1 (en) | Flux for welding and surfacing | |
Behera et al. | Use of Al-killed ladle furnace slag in Si-killed steel process to reduce lime consumption, improve slag fluidity | |
RU2681052C1 (en) | Charge for flux-cored wire |