SU1298029A1

SU1298029A1 - Керамический флюс дл сварки низколегированных сталей

Info

Publication number: SU1298029A1
Application number: SU854019513A
Authority: SU
Inventors: Игорь Константинович Походня; Даниил Матвеевич Кушнерев; Сергей Денисович Устинов; Андрей Михайлович Зарубин; Виктор Владимирович Головко
Original assignee: Институт Электросварки Им.Е.О.Патона
Priority date: 1985-12-23
Filing date: 1985-12-23
Publication date: 1987-03-23

Abstract

Изобретение относитс к сварке, в частности к керамическим флюсам дл автоматической сварки низколегированных сталей. Цолью изобретени вл етс получение ударной в зкости металла 1нва, определ емой на образцах с острым надрезом, при температуре минус 40&deg;С, при использовании низколегированных сварочных проволок. Введение в состав флюса ферротитана и фер- робора при отнопаении титана к бору в пределах 4,23-17, позвол ет получить оптимальную структуру металла швов. Высока основность шлакообразуюшей основы флюса , отсутствие в нем свободного кремнезема и карбонатов при отношении суммарного содержани обожженного магнезита плавикового шпата и половины волласто- нита к суммарному содержанию электрокорунда , половины волластонита и двух третей силиката натри в пределах 1,43- 2,16 обеспечивают высокие технологические свойства флюса, в том числе и легкую отделимость шлаковой корки. 4 табл. $9 tC QO СХ ISD со

Description

Изобретение относитс к сварочным материалам , а именно к керамическим флюсам дл автоматической сварки низколегированных сталей.

Повысились требовани к качеству металла сварных швов в отношении их хладо- стойкости. Если раньше порог хладноломкости металла шва определ лс на образцах с круглым надрезом (тип VI), то в последние годы этот показатель оцениваетс по уровню ударной в зкости при отрицательных температурах, определ емой на образцах с острым надрезом (тип IX), что вл етс значительно более жестким видом испытаний. Опыт показывает, например, что если критическа температура хрупкости металла шва, определ ема на образцах типа VI равна 60°С, то дл того же .металла критическа температура хрупкости, определ ема на образцах типа IX, равна примерно 15-20°С ниже нул . Вместе с тем сварные конструкции, изготовл емые с применением автоматической сварки под флюсом часто эксплуатируютс при значительно более низких температурах чем минус 15°С.

В последнее врем в судостроении, вагоностроении и других отрасл х промышленности выдвигаютс требовани получени уровн ударной в зкости металла швов, определ емой на образцах Шарпи, не ниже 40 Дж/см при температуре испытаний от -20 до 40°С.

Необходимым требованием к флюсу, кроме обеспечени высокой хладостойкости швов, вл ютс также высокие сварочно- технологические свойства флюса (хорошее формирование швов с плавным переходом к основному металлу, легка отделимость шлаковой корки, в том числе при сварке в глубокую разделку, отсутствие пор и тре- шин в металле шва).

Цель изобретени состоит в разработке керамического флюса дл сварки низколегированных сталей, который с применением соответствующих низколегированных проволок должен обеспечивать получение уровн ударной в зкости металла шва (определ емой на образцах с острым надрезом) не менее 40 Дж/см при температуре испытани минус 40°С, а также обладать хорошими технологическими свойствами в услови х многопроходной сварки, обеспечивать отсутствие дефектов в металле шва (пор, тре- шин, подрезов, зашлаковок и т. д.).

Эта цель достигаетс применением шла- кообразуюшей основы флюса, имеюш.ей высокий коэффициент основности, введением во флюс совместных микролегирующих добавок титана и бора, отсутствием во флюсе свободного кремнезема и силиката марганца, а также определенным соотно|пением компонентов флюса.

Высока основность предлагаемого флюса обеспечиваетс относительно высоким содержанием в нем MgO и Сар2, а-также СаО, содержащемс в волластоните. Выбранное со0

отношение суммарного содержани MgO, CaFz и СаО к суммарному содержанию и .Si02, а также отсутствие во флюсе карбонатов, обеспечивают хорошие технологические свойства флюса (в том числе легкую отделимость шлаковой корки при сварке первых и последующих проходов, выполн емых в глубокой разделке).

Наличие 5Юч во флюсе, необходимое дл достижени хороших его технологических

0 свойств, обеспечиваетс за счет применени волластонита (CaO SiO) и силиката натри (сухой остаток жидкого стекла). При этом кремнезем прочно св зан в комплексные соединени , что снижает его активность в шлаке. Этому способствует также высока

основность флюса. При сварке под предлагаемым флюсом отсутствуют кремне- и мар- ганцевосстановительный процессы, недопустимые с точки зрени засорени металла шва неметаллическими включени ми.

Дл получени оптимальной структуры .металла швов, обеспечивающей высокую их хла- достойкость, во флюс ввод тс микролегирующие добавки: ферротитан и ферробор. При этом необходимым требованием вл етс соблюдение соотношений титана к бо5 ру во флюсе в пределах 4,23-17,1. Количество ферротитана и ферробора во флюсе выбираетс с таким расчетом, чтобы в металле шва содержание титана находилось в пределах О.,01-0,04%, а бора 0,003- 0,006%.

0 в качестве легирующего компонента во флюсе применен металлический марганец марки МрОО в количестве 0,9-1,8% из расчета получени концентрации марганца в металле шва в пределах 1,3-1,6% (в зависимости от содержани марганца в проволоке ). Применение во флюсе ферромарганца недопустимо из-за относительно высокого содержани в нем фосфора.

В табл. 1 приведены варианты состава предлагаемого флюса.

Под этими флюсами были получены сварные соединени из сталей 10ХСНД, 09Г2С, 10Г2ФБ, 15Г2АФ, Х70 (трубной) толщиной 14-25 мм с применением сварочных проволок Св-ШН-ИА. СВ-08МХ, СВ-08ХМ, Св- 08ГНМ, СВ-08ГНМТ, Св-10ГН2МДТ диамет5 ром 4 мм. Режим сварки: /св 650-750 А;

i7g 32-38 В, 1/св 30-32 м/ч. Ток посто нный обратной пол рности.

Химический состав и механические свойства металла швов приведены в табл. 2-4.

0 В табл. 4 приведена также оценка технологический свойств вариантов предлагаемого флюса.

Как видно из приведенных данных и прилагаемого акта испытаний, предлагаемый флюс имеет хорошие технологические свой5 ства и обеспечивает уровень ударной в зкости металла шва (определ емой на образцах с острым надрезом) не ниже 40 Дж/см при температуре .

0

Флюс должен найти широкое применение при сварке металлоконструкций из низколегированных сталей, к сварным соединени м которых предъ вл ютс современные высокие требовани по ударной в зкости, определ емой на образцах с острым надрезом (в судостроении, вагоностроении, строительстве и других отрасл х промышленности ). Применение за вл емого флюса дает возможность повысить качество, надежность и долговечность сварных металлоконструкций , работаюш,их в услових низких температур .

Применение предлагаемого флюса даст значительный экономический эффект за счет применени более простых стандартных сварочных проволок вместо дорогосто ших слож- нолегированных и более чистых по вредным примес м проволок, которые потребуютс дл получени высокой хладостойкости швов при использовании известных флюсов.

Claims

Формула изобретени

Керамический флюс дл сварки низколегированных сталей, содержащий обожжен М; П, Б, Э, Ж, - процентное содержание во флюсе магнезита, плавикошпатового концентрата, волластонита, электрокорунла, силиката натри соответственно.

и В - процентное содержание титана и бора во флюсе.

ныи магнезит, плавиковый шпат, электрокорунд , волластонит, марганец, силикат натри , отличающийс тем, что, с целью повышени хладостойкости металла шва, определ емой на образцах на ударный изгиб с острым надрезом, при сохранении высоких сварочно-технологических свойств флюса он дополнительно содержит ферротитан и ферробор при следуюшем соотношении компонентов , мас.%:

Обожженый магнезит

Плавиковый шпат

Электрокорунд

Волластонит

Марганец

Силикат натри

Ферротитан

Ферробор

при этом отношение суммарного содержани магнезита, плавикового шпата и половины волластонита к суммарному содержанию электрокорунда, половины волластонита и двух третей силиката натри выбрано в пределах 1,43-2,16, а отношение во флюсе титана к бору выбрано в пределах 4,23- 17,1.

23-31

24-27

18-27

11 - 16

0,9-1,8

8,3-9,2

0,5-2,3

0,1-0,9

Таблица 1

Примечание. Приведены средние результаты испытаний не менее трех образцов (тип II).

Таблица 2

Таблица 4

Хорошее

Хорошее

Хорошее

примечание. Приведены результаты испытаний не менее

трех образцов на ударный изгиб, тип 1Х (с острым надрезом).

В числителе показаны минимальные и максимальные , а в знаменателе - средние значени ударной в зкости.

1298029

10

Продолжение табл. 4