RU2772824C1 - Флюс для механизированной сварки и наплавки сталей - Google Patents

Флюс для механизированной сварки и наплавки сталей Download PDF

Info

Publication number
RU2772824C1
RU2772824C1 RU2021128316A RU2021128316A RU2772824C1 RU 2772824 C1 RU2772824 C1 RU 2772824C1 RU 2021128316 A RU2021128316 A RU 2021128316A RU 2021128316 A RU2021128316 A RU 2021128316A RU 2772824 C1 RU2772824 C1 RU 2772824C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oxide
flux
surfacing
fraction
manganese
Prior art date
Application number
RU2021128316A
Other languages
English (en)
Inventor
Алексей Борисович Юрьев
Николай Анатольевич Козырев
Алексей Романович Михно
Ольга Евгеньевна Козырева
Юлия Сергеевна Михно
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ"
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"
Application granted granted Critical
Publication of RU2772824C1 publication Critical patent/RU2772824C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к флюсам, предназначенным для электродуговой механизированной сварки и наплавки сталей. Флюс получен из шлака производства силикомарганца, содержащего компоненты в следующем соотношении, мас. %: диоксид кремния 18-47, оксид алюминия 3-27, оксид кальция 9-28, фторид кальция 0,1-1,6, оксид магния 0,3-8,9, оксид марганца 1-13, оксид железа 0,1-1,5, углерод 0,01-0,9, оксид титана 0,01-0,6, оксид хрома 0,01-0,8, оксид натрия 0,01-0,6, оксид калия 0,01-0,5, оксид бария 0,01-3,0, серы не более 0,40, фосфора не более 0,40. Количество во флюсе фракции до 0,45 мм составляет до 5%, количество фракции свыше 0,45 до 2,5 мм составляет до 95%, а количество фракции от 2,51 до 3,00 мм составляет до 1%. Технический результат заключается в снижении загрязненности стали оксидными неметаллическими включениями, снижении угара легирующих элементов при наплавке за счет снижения концентрации оксидов железа и марганца в шлаковой системе, улучшении физико-механических свойств за счет увеличения рафинирующей способности флюса при наличии в нем оксидов бария, а также в улучшении качества поверхности наплавляемого валика и сварного шва за счет стабилизации процесса горения дуги в связи с наличием во флюсе оксидов натрия и калия.

Description

Изобретение относится к сварке, конкретно к электродуговой механизированной наплавке под флюсом, в частности, к флюсам, предназначенным для наплавки сталей.
Известен сварочный плавленый флюс, содержащий компоненты в следующем соотношении, масс. %: оксид кремния 16-28, оксид алюминия 14-22, оксид железа 2-6, оксид кальция 2-7, оксид магния 11-16, оксид марганца 10-20, оксид титана 16-21, фторид кальция 2-8, оксиды калия и/или натрия 0,5-4, причем количество частиц флюса размером до 1 мм составляет 40-65%, а размером более 2,5 мм - 3-15% от массы флюса, а отношение суммарного содержания оксидов калия и натрия к содержанию фторида кальция составляет не менее 0,11, (SU 1754377 МПК В23К 35/362 опубл. 15.08.1992 г.).
Существенными недостатками данного флюса для сварки являются:
- высокая стоимость в связи с использованием дорогостоящих природных материалов и затрат, связанных с подготовкой шихты к плавке и выплавкой флюса в специальных плавильных агрегатах;
- высокая окисленность (содержание оксидов железа) приводящая к загрязнению сварного шва оксидными неметаллическими включениями и снижению механических свойств сварной конструкции, а также к значительному окислению легирующих элементов в свариваемых сталях;
- низкое качество поверхности сварного шва.
Известен также флюс для сварки низколегированных и среднелегированных сталей, содержащий шлак производства силикомарганца, пылевидные отходы производства алюминия и жидкое стекло, при этом шлак производства силикомарганца включает, масс. %: SiO2 25-49, Al2O3 4-28, СаО 15-32, CaF2 0,1-1,5, MgO 1,7- 9,8, MnO 3-17, FeO 0,1-3,5, S ≤ 0,20 и Ρ ≤ 0,05, а пылевидные отходы производства алюминия содержат, мас. %: Al2O3 21-38,27; F 18-27; Na2O 8-13; K2O 0,4-6,6, СаО 0,7-2,1; SiO2 0,5-2,48; Fe2O3 2,1-2,3; Собщ 12,5-27,2, MnO 0,03-0,9, MgO 0,04-0,9, S 0,09-0,46 и Ρ 0,1-0,18, при этом что флюс выполнен в виде гранул размером 0,45-2,5 мм, а шлак производства силикомарганца имеет фракцию менее 0,45 мм, при следующем соотношении компонентов, мас. %: шлак производства силикомарганца 60,0-85,0; пылевидные отходы производства алюминия 4,0-7,0; калиево-натриевое жидкое стекло 15,0-40,0 (RU 2643027 МГЖ В23К 35/362, опубл. 29.01.2018 г.).
Существенными недостатками известного флюса для сварки являются:
- повышенный угар легирующих элементов при наплавке, связанный с неоптимальной фракцией используемого флюса и проникновением атмосферных газов в зону сварки,
- высокий расход электроэнергии в связи с крупной фракцией и низкими «укрывными» свойствами флюса.
Известен, выбранный в качестве прототипа, флюс для механизированной наплавки стали, состоящий из шлака производства силикомарганца при следующем соотношении компонентов, масс. %: диоксид кремния 17-48, оксид алюминия 2-27, оксид кальция 6-29, фторид кальция 0,1-3,8, оксид магния 0,7- 10,8, оксид марганца 2-35, оксид железа 0,1-2,5, углерод 0,02-3,0, сера не более 0,12%, фосфор не более 0,05%. Флюс выполнен в виде гранул, имеющих фракцию до 0,45 мм в количестве до 10%, свыше 0,45 до 2,5 мм в количестве до 90%, 2,51-3,00 мм - до 1%.
Существенными недостатками данного флюса являются:
- высокая загрязненность стали оксидными неметаллическими включениями и повышенный угар легирующих элементов при наплавке за счет высокой концентрации оксидов марганца и железа;
- низкое качество поверхности наплавляемого слоя и сварного шва.
- повышенный расход флюса в связи потерями мелкой фракции при проведении наплавочных работ.
Техническая проблема, решаемая заявляемым изобретением, заключается в уменьшении уровня загрязненности стали оксидными неметаллическими включениями, снижении угара легирующих элементов, повышении качества поверхности наплавляемого валика и снижении расхода сварочного флюса.
Для решения существующей технической проблемы в известный флюс на основе шлака производства силикомарганца, содержащего диоксид кремния, оксид алюминия, оксид кальция, фторид кальция, оксид магния, оксид марганца, оксид железа, углерод, оксид титана, оксид хрома, серу и фосфор, при этом флюс выполнен в виде гранул, имеющих фракции до 0,45 мм, свыше 0,45 до 2,5 мм и фракцию от 2,51 до 3,00 мм в количестве до 1%, согласно изобретению, он дополнительно содержит оксиды натрия, калия и бария, при следующем соотношении компонентов, масс. %: диоксид кремния 18-47, оксид алюминия 3-27, оксид кальция 9-28, фторид кальция 0,1-1,6,оксид магния 0,3-8,9, оксид марганца 1-13, оксид железа 0,1-1,5,углерод 0,01-0,9, оксид титана 0,01-0,6, оксид хрома 0,01-0,8, оксид натрия 0,01-0,6, оксид калия 0,01-0,5, оксид бария 0,01-3,0, серы не более 0,40, фосфора не более 0,40, причем количество флюса фракции до 0,45 мм составляет до 5%, а количество фракции свыше 0,45 до 2,5 мм составляет до 95%.
Технические результаты, получаемые в результате использования изобретения, заключаются:
- в снижении загрязненности стали оксидными неметаллическими включениями, снижение угара легирующих элементов при наплавке, за счет снижения концентрации оксидов железа и марганца в шлаковой системе;
- в повышении физико-механических свойств за счет увеличения рафинирующей способности флюса при введении оксидов бария;
- в улучшении качества поверхности наплавляемого валика и сварного шва за счет стабилизации процесса горения дуги в связи с введением оксидов натрия и калия;
- в снижении расхода флюса при наплавке за счет использования более крупного фракционного состава.
Заявляемые пределы подобраны эмпирическим путем исходя из качества получаемых при наплавке валиков, стабильности процесса наплавки и требуемых физико-механических свойств.
Содержание FeO и выбрано исходя из обеспечения низкого окисления легирующих элементов.
Концентрации K2O, Na2O выбрано исходя из обеспечения стабилизации горения дуги. Концентрации CaO, SiO2, CaF2, Al2O3, MgO, Cr2O3, TiO2, ВаО выбраны исходя из условий обеспечения хороших укрывных свойств и оптимальной рафинирующей способности образующегося шлака по отношению к неметаллическим включениям, а так же хорошей когезией шлака (отслоением) от наплавляемого слоя металла. Выбранные пределы обеспечивают хорошее формирование шлака и высокие рафинирующие и укрывные свойства формирующихся шлаков.
Оптимизация фракционного состава обеспечивает снижение расхода флюса при сварке и наплавке.
Для изготовления флюса для сварки и наплавки использовали шлак производства силикомарганца, выплавленный в рудотермических печах углетермическим способом непрерывным процессом. Шихта состояла из марганцевой руды, кварцита и коксика. Выпуск ферросплава (силикомарганца) осуществляли вместе со шлаком в ковш. После разливки силикомарганца шлак из ковша сливался в формы и подвергался охлаждению. В зависимости от интенсивности охлаждения получался стекловидный или пемзовидный шлак, используемый в дальнейшем при сварке. Шлак содержал, масс. %: диоксид кремния 18-47, оксид алюминия 3-27, оксид кальция 9-28, фторид кальция 0,1-1,6, оксид магния 0,3-8,9, оксид марганца 1-13, оксид железа 0,1-1,5, углерод 0,01-0,9, оксид титана 0,01-0,6, оксид хрома 0,01-0,8, оксид натрия 0,01-0,6, оксид калия 0,01-0,5, оксид бария 0,01-3,0, при этом флюс содержал серы не более 0,40%, фосфора не более 0,40%.
Изготовление заявляемого флюса для механизированной наплавки стали проводили путем дробления, грохочения и просева через сито. Заявляемый флюс для сварки использовали на образцах из стали марок 60-65, 65Г, 09Г2С, наплавку осуществляли проволокой ПП-Нп-35 В9Х3СФ, 60Г, 35ХГСА Св-08ГА. В опытах использовали шлак с граничными и заграничными заявленными пределами. Наплавку и сварку проводили с использованием сварочного трактора ASAW-1250. После проведения сварочных и наплавочных работ изучался химический состав полученных образцов, проводился металлографический анализ, механические испытания сварных стыков по ГОСТ 6996.
Использование заявляемого флюса для сварки и наплавки по сравнению с прототипом позволяет:
1. Снизить длину строчки оксидных включений до 0,3 мм и угар легирующих элементов на 2-3% при наплавке, за счет снижения концентрации оксидов железа и марганца в шлаковой системе.
2. Повысить физико-механические свойства (твердость наплавленного слоя) на 2-6%) за счет увеличения рафинирующей способности флюса при введении оксидов бария.
3. Снизить брак по качеству поверхности на 0,3%) за счет стабилизации процесса горения дуги в связи с введением оксидов натрия и калия.
4. Снизить расход сварочного флюса на 1,2-2%) на 1 кг израсходованной проволоки.

Claims (3)

  1. Флюс для механизированной сварки и наплавки сталей, состоящий из шлака производства силикомарганца, отличающийся тем, что в нем использован шлак, содержащий диоксид кремния, оксид алюминия, оксид кальция, фторид кальция, оксид магния, оксид марганца, оксид железа, углерод, оксид титана, оксид хрома, оксид натрия, оксид калия, оксид бария, серу и фосфор, при следующем соотношении компонентов, масс. %:
  2. диоксид кремния 18-47 оксид алюминия 3-27 оксид кальция 9-28 фторид кальция 0,1-1,6 оксид магния 0,3-8,9 оксид марганца 1-13 оксид железа 0,1-1,5 углерод 0,01-0,9 оксид титана 0,01-0,6 оксид хрома 0,01-0,8 оксид натрия 0,01-0,6 оксид калия 0,01-0,5 оксид бария 0,01-3,0 серы не более 0,40 фосфора не более 0,40,
  3. при этом флюс выполнен в виде гранул, имеющих фракцию до 0,45 мм, в количестве до 5%, свыше 0,45 до 2,5 мм - до 95% и фракцию от 2,51 до 3,0 мм в количестве до 1%.
RU2021128316A 2021-09-27 Флюс для механизированной сварки и наплавки сталей RU2772824C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2772824C1 true RU2772824C1 (ru) 2022-05-26

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2793303C1 (ru) * 2022-11-07 2023-03-31 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ") Способ изготовления сварочного флюса из техногенных отходов сталеплавильного производства

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1276470A1 (ru) * 1985-07-22 1986-12-15 Научно-производственное объединение по технологии машиностроения Шихта дл получени плавленого сварочного флюса
SU1754377A1 (ru) * 1990-12-25 1992-08-15 Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции Сварочный плавленый флюс
RU2074800C1 (ru) * 1994-11-23 1997-03-10 Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Флюс для сварки и наплавки
WO2008072835A1 (en) * 2006-12-13 2008-06-19 Kiswel Ltd. Sintered flux for submerged arc welding
RU2753346C1 (ru) * 2020-10-19 2021-08-13 ООО "Регионстрой" Флюс для механизированной сварки и наплавки сталей

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1276470A1 (ru) * 1985-07-22 1986-12-15 Научно-производственное объединение по технологии машиностроения Шихта дл получени плавленого сварочного флюса
SU1754377A1 (ru) * 1990-12-25 1992-08-15 Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции Сварочный плавленый флюс
RU2074800C1 (ru) * 1994-11-23 1997-03-10 Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Флюс для сварки и наплавки
WO2008072835A1 (en) * 2006-12-13 2008-06-19 Kiswel Ltd. Sintered flux for submerged arc welding
RU2753346C1 (ru) * 2020-10-19 2021-08-13 ООО "Регионстрой" Флюс для механизированной сварки и наплавки сталей

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2793303C1 (ru) * 2022-11-07 2023-03-31 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ") Способ изготовления сварочного флюса из техногенных отходов сталеплавильного производства

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2579412C2 (ru) Флюс для механизированной сварки и наплавки сталей
CN100574964C (zh) 一种气体保护焊用铬钼钢药芯焊丝
CN109530976B (zh) 桥梁用800MPa耐候高强钢配套焊剂及其制备方法
CN111037155B (zh) 一种850MPa级耐候高强钢配套埋弧焊焊剂
JP2007277727A (ja) 耐食性、溶接性および表面性状に優れるステンレス鋼およびその製造方法
JP5922078B2 (ja) サブマージアーク溶接に用いる溶融型フラックス
AU2006225236B2 (en) Sintered flux for submerged arc welding
RU2396364C1 (ru) Флюс для раскисления, рафинирования, модифицирования и легирования стали
RU2643027C1 (ru) Флюс для механизированной сварки и наплавки сталей
CN108118114B (zh) 一种适用于中碳钢材料的电渣重熔渣系及熔炼方法
RU2772824C1 (ru) Флюс для механизированной сварки и наплавки сталей
RU2749735C1 (ru) Флюс для механизированной сварки и наплавки сталей
JP5912969B2 (ja) サブマージアーク溶接に用いる溶融型フラックス、およびそれを用いた溶接方法
JP6437420B2 (ja) 高張力鋼のサブマージアーク溶接用焼成型フラックス
RU2772822C1 (ru) Флюс для механизированной сварки и наплавки сталей
RU2753346C1 (ru) Флюс для механизированной сварки и наплавки сталей
RU2576717C2 (ru) Флюс для сварки
RU2566236C1 (ru) Флюс для сварки и наплавки
WO2023062855A1 (ja) 表面性状に優れたニッケル合金およびその製造方法
RU2625153C2 (ru) Флюс для сварки и наплавки
RU2566235C1 (ru) Флюс для сварки и наплавки
RU2793303C1 (ru) Способ изготовления сварочного флюса из техногенных отходов сталеплавильного производства
RU2682515C1 (ru) Флюс для механизированной сварки и наплавки сталей
WO2019188628A1 (ja) サブマージアーク溶接用フラックス
JP4836262B2 (ja) サブマージアーク溶接用ボンドフラックス