RU2762690C1 - Порошковая проволока - Google Patents
Порошковая проволока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2762690C1 RU2762690C1 RU2021116382A RU2021116382A RU2762690C1 RU 2762690 C1 RU2762690 C1 RU 2762690C1 RU 2021116382 A RU2021116382 A RU 2021116382A RU 2021116382 A RU2021116382 A RU 2021116382A RU 2762690 C1 RU2762690 C1 RU 2762690C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- formation
- surfacing
- deposited metal
- wear
- fluorine
- 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
- B23K35/368—Selection of non-metallic compositions of core materials either alone or conjoint with selection of soldering or welding materials
Abstract
Изобретение может быть использовано для восстановления наплавкой под флюсом изношенных деталей и получения износостойкого защитного покрытия на деталях металлургического оборудования, работающих в условиях сжатия и абразивного износа при температурах 600°C. Порошковая проволока состоит из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей компоненты в следующем соотношении, мас. %: стальная оболочка 67,0-68,0, ферровольфрам 8,0-11,05, ферромарганец 0,66-1,40, ферросилиций 0,40-1,45, феррохром 2,20-4,1, феррованадий 0,2-0,5, никель 0,01-0,5, молибден 0,01-0,8, углеродфторсодержащая пыль электрофильтров алюминиевого производства 0,80-2,30, железный порошок - остальное. Технический результат заключается в повышении износостойкости и твердости наплавленного металла, повышении устойчивости горения дуги, улучшении формирования наплавленного металла и исключении порообразования, а также в предотвращении образования холодных трещин в процессе многослойной наплавки. 2 табл.
Description
Изобретение относится к сварочным материалам и может быть использовано при наплавке под флюсом для восстановления изношенных деталей и получения износостойкого защитного покрытия на деталях металлургического оборудования, работающих в условиях сжатия и абразивного износа при температурах 600°C.
Известна порошковая проволока для механизированной наплавки под флюсом (SU №449790 МПК В23К 35/30, В23К 35/36, опубл. 15.11.1974), состоящая из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей феррохром, ферромолибден, феррованадий, ферросилиций, ферромарганец, графит, кремнефтористый натрий, ферровольфрам, и железный порошок при следующем соотношении компонентов, вес. %:
Феррохром | 6-8 |
Ферромолибден | 5,5-8,0 |
Феррованадий | 0,8-1,8 |
Ферросилиций | 0,5-2,0 |
Ферромарганец | 0,2-1,0 |
Графит | 0,05-0,25 |
Кремнефтористый натрий | 1,5-3,5 |
Ферровольфрам | 3,5-5,0 |
Железный порошок | 3,0-14,0 |
Оболочка | остальное |
Существенными недостатками данной порошковой проволоки являются:
- пониженные механические свойства наплавленного металла, в частности износостойкости и твердости, за счет повышенной загрязненности стали неметаллическими оксидными включениями, а также соотношения карбидообразующих элементов (ванадия, вольфрама, молибдена, хрома, марганца);
- плохая устойчивость горения дуги в связи с отсутствием в шихте в достаточном количестве элементов (калия, натрия), облегчающих ионизацию в столбе дуги;
- низкое качество наплавленного металла в связи с порообразованием, связанным с повышенным содержанием водорода;
- возможность образования холодных трещин в процессе многослойной наплавки из-за отсутствия в составе шихты достаточного количества аустенитообразующих элементов, в частности никеля;
Известна, выбранная в качестве прототипа, порошковая проволока (SU №287830 МПК В23К 35/30, В23К 35/04, опубл. 03.10.1973), состоящая из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей ферромарганец, ферросилиций, феррохром, ферромолибден, феррованадий, графит, натрий кремнефтористый, ферровольфрам, железный порошок при следующем соотношении компонентов, %:
Ферромарганец | 0,2-0,5 |
Ферросилиций | 1,6-2,3 |
Феррохром | 5,5-8,5 |
Ферромолибден | 0,6-1,5 |
Феррованадий | 1-3 |
Графит | 0,05-0,15 |
Натрий кремнефтористый | 2,2-2,4 |
Ферровольфрам | 5-8,5 |
Железный порошок | 5-15 |
Стальная оболочка | остальное |
Существенными недостатками данной порошковой проволоки являются:
- пониженные механические свойства наплавленного металла, в частности твердости и износостойкости, за счет повышенной загрязненности стали неметаллическими оксидными включениями, а также соотношения карбидообразующих элементов в составе шихты (ванадия, вольфрама, молибдена, хрома, марганца);
- плохая устойчивость горения дуги в связи с отсутствием в шихте элементов, облегчающих ионизацию в столбе дуги (отсутствие калия);
- низкое качество наплавленного металла в связи с порообразованием, связанным с повышенным содержанием водорода;
- образование холодных трещин в процессе многослойной наплавки из-за отсутствия в составе шихты достаточного количества аустенитообразующих элементов, в частности никеля.
Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении износостойкости и твердости наплавленного металла, работающего в условиях сжатия и абразивного износа.
Для этого предлагается порошковая проволока, состоящая из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей ферровольфрам, ферромарганец, ферросилиций, феррохром, феррованадий, никель и железный порошок, согласно изобретению порошкообразная шихта дополнительно содержит молибден и углеродфторсодержащую пыль электрофильтров алюминиевого производства при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Стальная оболочка | 67,0-68,0 |
Ферровольфрам | 8,0-11,05 |
Ферромарганец | 0,66-1,40 |
Ферросилиций | 0,40-1,45 |
Феррохром | 2,20-4,1 |
Феррованадий | 0,2-0,5 |
Никель | 0,01-0,5 |
Молибден | 0,01-0,8 |
Углеродфторсодержащая пыль электрофильтров | |
алюминиевого производства | 0,80-2,30 |
Железный порошок | остальное |
Техническими результатами изобретения являются:
- повышение механических свойств наплавленного металла, в частности износостойкости и твердости, за счет снижения загрязненности стали неметаллическими оксидными включениями и эффекта дисперсионного твердения высоколегированного аустенита при отпуске;
- повышение устойчивости горения дуги за счет введения элементов, облегчающих ионизацию в столбе дуги (калия, натрия, содержащихся в углеродфторсодержащей пыли электрофильтров алюминиевого производства);
- улучшение формирования наплавленного металла и исключение порообразования за счет введения фторсодержащих компонентов и создания дополнительной газовой защиты;
- предотвращение образования холодных трещин в процессе многослойной наплавки за счет увеличения количества стабилизированного аустенита в процессе наплавки и снижения содержания водорода в наплавленном металле.
Заявляемые пределы подобраны эмпирическим путем, исходя из качества, получаемого при наплавке металла, стабильности процесса наплавки, предотвращения образования холодных трещин и получения требуемых механических свойств.
Стальная оболочка заявляемой порошковой проволоки изготавливалась из холоднокатаной ленты стали 08ЮА, что позволило по сравнению с используемой ранее сталью 08кп снизить содержание кислорода и соответственно уменьшить концентрацию оксидных неметаллических включений в наплавляемом металле.
В состав порошкообразной шихты дополнительно введены молибден и углеродфторсодержащая пыль электрофильтров алюминиевого производства, исходя из следующих предпосылок.
Введение в состав наплавленного металла молибдена способствует измельчению зерна и получению однородной структуры, а также позволяет улучшить механические свойства наплавленного слоя, а именно сопротивление износу при повышенных температурах.
Введение в состав шихты порошковой проволоки углеродфторсодержащей пыли электрофильтров алюминиевого производства связано с содержанием в составе последней элементов, позволяющих:
- проводить удаление водорода за счет комплекса фторсодержащих соединений (типа Na3AlF6, Na2SiF6, NaF, KF, CFx (1≥x>0), AlF3,) разлагающихся при температурах сварочных процессов с выделением F, который в свою очередь взаимодействует с водородом, растворенным в стали с образованием газообразного соединения HF. Снижение содержания водорода в наплавленном металле уменьшает вероятность образования пор и холодных трещин наплавленном металле;
- повысить устойчивость горения дуги за счет элементов, облегчающих ионизацию в столбе дуги - калия и натрия;
- проводить интенсивное науглероживание при взаимодействии фтористого углерода CFx (1≥х>0) с карбидообразующими элементами, что позволяет увеличить количество карбидной составляющей в структуре наплавленного металла и дополнительно повысить его твердость.
Для изготовления шихты порошковой проволоки использовали углеродфторсодержащую пыль электрофильтров алюминиевого производства со следующим химическим составом, масс. %: Al2O3=18-48; F+=18-27; Na2O=3-16; К2О=0,4-6%, СаО=0,6-1,9; SiO2=0,5-2,4; Fe2O3=1,7-3,3; Собщ=12-31, MnO=0,05-1,3, MgO=0,06-0,9, S=0,09-0,4, Р=0,1-0,15.
Изменение содержания молибдена и углеродфторсодержащей пыли электрофильтров алюминиевого производства в составе заявляемой шихты производилось с учетом получения высококачественного наплавленного металла (стабильное горение дуги, хорошее формирование, плотный наплавленный металл без трещин, пор и неметаллических включений), при этом учитывалось содержание остальных компонентов.
При изготовлении порошковой проволоки использовали: порошки ферровольфрама ФВ 80(a) ГОСТ 17293-93, ферросилиция марки ФС 75 по ГОСТ1415-93, углеродистого ферромарганца ФМн 78(A) по ГОСТ 4755-91, высокоуглеродистого феррохрома марки ФХ900А по ГОСТ 4757-91, феррованадия марки ФВ50У0,6 по ГОСТ 27130-94, никеля марки ПНК-2К9 по ГОСТ 9722-97, молибдена МПЧ по ТУ 48-19-69-80, железа марки ПЖВ1 по ГОСТ 9849-86.
Изготовление порошковой проволоки осуществляли следующим образом. Шихту перемешивали в смесителе для получения однородной массы и прокаливали для удаления влаги при температуре 250-350°C. Далее производилось изготовление порошковой проволоки на станке. Диаметр готовой проволоки после операций волочения составлял 3,6 мм, при коэффициенте заполнения 0,32-0,33. Порошковой проволокой с предложенной шихтой производилась наплавка заготовок рабочих валков с диаметром рабочей части 150 мм, длиной 425 мм. Наплавка производилась под флюсом на следующих режимах: сварочный ток 380-400 А, напряжение дуги 32-34 В, скорость наплавки 25 м/час, скорость подачи порошковой проволоки 73 м/час.
Наличие трещин в процессе наплавки оценивали визуально, после наплавки наличие трещин, пор и неметаллических включений оценивали ультразвуковым и магнитопорошковым методами, а также на металлографических шлифах. Содержание водорода в наплавленном металле определялось методом восстановительного плавления в вакууме или в потоке инертного газа-носителя на газоанализаторе фирмы «LECO» ТС-600 (США). Содержание водорода изменялось в пределах 0,2-0,6 см3/100 г наплавленного металла при допустимом содержании водорода в высоколегированном наплавленном металле до 2 см3/100 г металла. Твердость и износостойкость наплавленного металла контролировалась непосредственно после наплавки. При использовании заявленных пределов шихты проволоки достигается снижение износа наплавленного слоя до 1,24 10-5 г/оборот. Твердость наплавленного металла после наплавки составляла HRC 48-54. Дефекты (трещины, поры и неметаллические включения) при наплавке порошковой проволокой с шихтой заявляемого состава, содержащей молибден и пыль электрофильтров алюминиевого производства, не обнаружены.
Исследовались 6 вариантов составов шихты (таблица 1) порошковой проволоки с заграничными и граничными заявляемыми пределами.
Влияние изменения химического состава на технологические свойства и механические характеристики наплавленного металла приведено в таблице 2.
Использование заявляемого состава шихты порошковой проволоки по сравнению с базовым составом (прототип) позволяет:
- повысить качество наплавленного металла за счет снижения его загрязненности неметаллическими включениями, снижения вероятности порообразования и предотвращения образования холодных трещин.
- уменьшить содержание водорода за счет введения фторсодержащих компонентов и создания дополнительной газовой защиты в среднем до 0,3-0,6 см3/100 г металла.
- улучшить формирование шва при сварке за счет стабилизации горения дуги.
- повысить твердость наплавленного металла до HRC 48-54.
- снизить износ наплавленного слоя до 1,24 10-5 г/оборот.
Claims (4)
- Порошковая проволока, состоящая из стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей ферровольфрам, ферромарганец, ферросилиций, феррохром, феррованадий, никель и железный порошок, отличающаяся тем, что порошкообразная шихта дополнительно содержит молибден и углеродфторсодержащую пыль электрофильтров алюминиевого производства при следующем соотношении компонентов, мас. %:
-
Стальная оболочка 67,0-68,0 Ферровольфрам 8,0-11,05 Ферромарганец 0,66-1,40 Ферросилиций 0,40-1,45 Феррохром 2,20-4,1 Феррованадий 0,2-0,5 Никель 0,01-0,5 Молибден 0,01-0,8 - Углеродфторсодержащая пыль электрофильтров
-
алюминиевого производства 0,80-2,30 Железный порошок остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021116382A RU2762690C1 (ru) | 2021-06-04 | 2021-06-04 | Порошковая проволока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021116382A RU2762690C1 (ru) | 2021-06-04 | 2021-06-04 | Порошковая проволока |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2762690C1 true RU2762690C1 (ru) | 2021-12-22 |
Family
ID=80039433
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021116382A RU2762690C1 (ru) | 2021-06-04 | 2021-06-04 | Порошковая проволока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2762690C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2785557C1 (ru) * | 2022-04-27 | 2022-12-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" ФГБОУ ВО "СибГИУ" | Порошковая проволока |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU287830A1 (ru) * | 1969-07-16 | 1973-10-03 | Днепропетровский Металлургический Институт | Порошковая проволока |
RU1769481C (ru) * | 1990-06-14 | 1994-08-30 | Ветер Владимир Владимирович | Порошковая проволока для наплавки |
CN102896437A (zh) * | 2012-10-16 | 2013-01-30 | 首钢总公司 | 一种高锰钢铸钢辙叉及钢轨堆焊修复用药芯焊丝 |
RU2518211C1 (ru) * | 2013-05-07 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Порошковая проволока |
RU2579328C1 (ru) * | 2014-10-24 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Шихта порошковой проволоки |
-
2021
- 2021-06-04 RU RU2021116382A patent/RU2762690C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU287830A1 (ru) * | 1969-07-16 | 1973-10-03 | Днепропетровский Металлургический Институт | Порошковая проволока |
RU1769481C (ru) * | 1990-06-14 | 1994-08-30 | Ветер Владимир Владимирович | Порошковая проволока для наплавки |
CN102896437A (zh) * | 2012-10-16 | 2013-01-30 | 首钢总公司 | 一种高锰钢铸钢辙叉及钢轨堆焊修复用药芯焊丝 |
RU2518211C1 (ru) * | 2013-05-07 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Порошковая проволока |
RU2579328C1 (ru) * | 2014-10-24 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Шихта порошковой проволоки |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2785557C1 (ru) * | 2022-04-27 | 2022-12-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" ФГБОУ ВО "СибГИУ" | Порошковая проволока |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2110195B1 (en) | Pure Ar gas shielded welding MIG flux-cored wire and MIG arc welding method | |
JP4646764B2 (ja) | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ | |
AU2005239728B2 (en) | Cored electrode for reducing diffusible hydrogen | |
RU2518035C1 (ru) | Порошковая проволока | |
JP2012055899A (ja) | フラックス入り溶接ワイヤ及びこれを用いた肉盛溶接のアーク溶接方法 | |
US20180221997A1 (en) | Agglomerated welding flux and submerged arc welding process of austenitic stainless steels using said flux | |
CN109789519B (zh) | 电渣焊用焊丝、电渣焊用焊剂和焊接接头 | |
JPH0741435B2 (ja) | 消耗可能な溶接棒 | |
US11426824B2 (en) | Aluminum-containing welding electrode | |
RU2661126C1 (ru) | Шихта порошковой проволоки | |
RU2579328C1 (ru) | Шихта порошковой проволоки | |
EP3138657A1 (en) | Welding wires for welding zinc-coated workpieces | |
JP4676940B2 (ja) | スラグ量が少ないメタル系フラックス入りワイヤおよび高疲労強度溶接継手の作製方法 | |
US10799974B2 (en) | Electrodes for forming austenitic and duplex steel weld metal | |
RU2518211C1 (ru) | Порошковая проволока | |
RU2762690C1 (ru) | Порошковая проволока | |
RU2478030C1 (ru) | Порошковая проволока для наплавки | |
RU2492981C1 (ru) | Шихта порошковой проволоки | |
EP3988240A1 (en) | Flux-cored wire and welding method | |
RU2641590C2 (ru) | Порошковая проволока | |
RU2623981C2 (ru) | Шихта порошковой проволоки | |
EP4056312A1 (en) | Fluxed core wire and method for manufacturing weld joint | |
RU2756550C1 (ru) | Порошковая проволока | |
RU2632505C1 (ru) | Порошковая проволока | |
RU2750737C1 (ru) | Порошковая проволока для механизированной наплавки сталей |