SU538869A1

SU538869A1 - Flux for welding copper and its alloys

Info

Publication number: SU538869A1
Application number: SU2160567A
Authority: SU
Inventors: Леонид Кириллович Босак; Валентин Михайлович Илюшенко; Самуил Мордкович Гуревич; Алексей Павлович Алексеенко
Original assignee: Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Электросварки Им.Е.О.Патона
Priority date: 1975-08-11
Filing date: 1975-08-11
Publication date: 1976-12-15

Description

Изобретение относитс к сварке, и частности к составу плавленного флюса дл дуговой сварки меди и низколегированных медных сплавов.The invention relates to welding, and in particular to the composition of a melted flux for arc welding of copper and low-alloyed copper alloys.

Дл дуговой автоматической сварки изделий и полуфабрикатов из меди и низколегированных медных сплавов используют плавленные флюсы 1, разработанные дл сварки углеродистых и легированных сталей. Недостатком этих флюсов вл етс пониженна стойкость швов против пористости, особенно при сварке металла больших толщин. Высокое содержание окиси кремни и окиси марганца во флюсах марки АН-348 А, АН-60, ОСЦ-45 приводит к значительному переходу кремни и марганца в металл сварочной ванны , что существенно снижает электропроводность металла швов на меди по сравнению с основным металлом. Это ограничивает использование данных флюсов дл сварки изделий из меди дл электротехнической промышленности .For automatic arc welding of products and semi-finished products from copper and low-alloyed copper alloys, fused fluxes 1, designed for welding carbonaceous and alloyed steels, are used. The disadvantage of these fluxes is the reduced resistance of the welds against porosity, especially when welding thicker metal. The high content of silicon oxide and manganese oxide in fluxes of the AN-348 A, AN-60, OSTs-45 brand leads to a significant transition of silicon and manganese to the weld pool metal, which significantly reduces the electrical conductivity of the weld metal on copper compared to the base metal. This limits the use of these fluxes for welding copper products for the electrical industry.

Известен также флюс марки АН-26 2. Облада лучшими по сравнению с другими флюсами формирующими свойствами и обеспечива практически равноценную с основным металлом электропроводность металла швов, этот флюс нашел преимущественное применение при сварке медных изделий и полуфабрикатов .Also known flux brand AN-26 2. Possessing the best compared with other fluxes forming properties and providing almost the same electrical conductivity of the weld metal with the base metal, this flux has found predominant use in welding copper products and semi-finished products.

Флюс АН-26 Flux AN-26

имеет следующий состав, вес. %:has the following composition, weight. %:

29-3329-33

Окись кремни Окись алюмини Silica Oxide Aluminum Oxide

19-2319-23

2,5-4 Окись марганца2.5-4 manganese oxide

15-1815-18

Окись магни Magnesia oxide

4-8 Окись кальци Фтористый кальций 4-8 Calcium Oxide Calcium Fluoride

20-24 Однако получить беспористые швы под флюсом АН-26, например, на хромовой бронзе (0,4-0,8% Сг, остальное Си) толщиной 30 мм затруднительно. Сварка металла толщиной 30-40 мм и более вл етс важным вопросом при изготовлении изложниц кристаллизаторов печей вакуумнодугового и электрошлакового переплава.20-24 However, obtaining porous AN-26 flux-free seams, for example, on chrome bronze (0.4-0.8% Cr, the rest of C) 30 mm thick is difficult. The welding of metal with a thickness of 30-40 mm and more is an important issue in the manufacture of molds of molds of furnaces for vacuum-arc and electroslag remelting.

С целью повышени стойкости сварных щвов против пористости при сохранении равнозначной с основным металлом электропроводности металла швов флюс дополнительно содержит двуокись марганца при следующем соотношении компонентов, вес. %:In order to increase the resistance of welded grooves against porosity while maintaining the electrical conductivity of the metal of the welds which is equivalent to the base metal, the flux additionally contains manganese dioxide in the following ratio of components, weight. %:

32-36 32-36

Окись кремни 8-12 Окись алюмини Silica 8-12 Aluminum Oxide

0,2-1 Двуокись марганца 15-18 0.2-1 Manganese Dioxide 15-18

Окись магни 0,5-6 Окись кальци Остальное, Фтористый кальций Флюс дополнительно содержит двуокисьMagnesium Oxide 0.5-6 Calcium Oxide Else, Calcium Fluoride Flux additionally contains dioxide

титана 0,7-1,5%, который повышает сварочно-технологические свойства. Основной причиной образовани пор нри сварке меди и ее сплавов вл етс водород, поступающий в зону сварки из окружающей атмосферы, и за счет влаги, содержащейс в иебольщих количествах в сварочных материалах.titanium 0.7-1.5%, which increases the welding and technological properties. The main reason for the formation of pores in the welding of copper and its alloys is hydrogen entering the welding zone from the surrounding atmosphere, and due to the moisture contained in large quantities in the welding materials.

Поры в щвах на меди возникают вследствие значительного перепада растворимости водорода при ее затвердеваиии, а также взаимодействи растворенного водорода с содержащимс в металле сварочной ванны кислородом с образованием паров воды. Кроме того , в зоне горени дуги водород диффундирует в основной металл нод оплавленные поверхности и, вступа в реакцию с включени ми закиси меди, образует поры на месте этих включений, что приводит к возникновению у линии сплавлени упом нутых выше рыхлых прослоек.The pores in the grooves on copper arise due to a significant difference in the solubility of hydrogen during its hardening, as well as the interaction of dissolved hydrogen with oxygen contained in the weld metal with the formation of water vapor. In addition, in the arc burning zone, hydrogen diffuses into the base metal node of the melted surface and, reacting with copper oxide, forms pores at the site of these inclusions, which leads to the above-mentioned loose layers in the fusion line.

Следовательно, св зывание водорода в атмосфере дуги и снижение тем самым его парциального давлени вл етс важнейщим фактором обеспечени условий повышени стойкости сварных соединений против пористости .Therefore, the binding of hydrogen in the arc atmosphere and thereby reducing its partial pressure is an important factor in ensuring conditions for increasing the resistance of welded joints against porosity.

При использовании предложеииого флюса увеличение парциального давлени кислорода достигаетс за счет реакцииWhen using the proposed flux, an increase in the oxygen partial pressure is achieved due to the reaction

2Мп2Оз 4М.пО + О2.2Mn2Oz 4M.pO + O2.

Таким образом, выдел ющийс кислород св зывает свободный водород в гидроксил, что приводит к повышению стойкости сварных соединений против пористости.Thus, the liberated oxygen binds the free hydrogen to hydroxyl, which leads to an increase in the resistance of the welded joints against porosity.

Опытами установлено, что при содержании во флюсе Мп2Оз в количестве 0,2% и более стойкость сварных щвов против пористости возрастает в два раза по сравнению с флюсом АН-26. При этом увеличение содержаии Мп2Оз свыше 1 % уже приводит к заметному окислению металла шва.It was established by experiments that when Mp2Oz is contained in the amount of 0.2% or more, the resistance of welded welds against porosity increases twice as compared with flux AN-26. At the same time, an increase in the Mn2Oz content above 1% already leads to a noticeable oxidation of the weld metal.

При промышленном изготовлении плавленных флюсов сырьевым материалом дл вводи в их состав МпО вл етс марганцева руда, представл юща собой MnOg.In the industrial manufacture of fused fluxes, the raw material for introducing MnO into their composition is manganese ore, which is MnOg.

В процессе плавки Мп02 разлагаетс доIn the smelting process, Mp02 decomposes to

М.П2Оз и затем до МпО. Установлено, что, использу простые приемы плавки, заключающиес в пор дке засыпки компонентов в печь,, содержание Мп2Оз в пределах 0,2-1% обеспечиваетс при введении соответствующегоM.P2Oz and then to MpO. It has been established that, using simple smelting techniques, consisting in the order of filling components in a furnace, the content of Mn2Oz in the range of 0.2-1% is provided with the introduction of

количества марганцевой руды с получением во флюсе 8-12% Мп2Оз.the amount of manganese ore to produce 8-12% Mn2Oz in the flux.

Така степень окисленности флюса (более 0,2% Мп2Оз), несмотр на повышенное по сравнению с флюсом АН-26 содержание МпО,Such a degree of oxidation of the flux (more than 0.2% Mn2Oz), despite the increased content of MpO in comparison with the flux AN-26,

нрен тствует заметному переходу Мп, а также Si из расплавленного щлака в металл шва, чем обеспечиваетс одинакова с основным металлом его электропроводность при сварке электротехнической меди. Однако приIt prevents a noticeable transition of Mn, as well as Si from the molten slag to the weld metal, which ensures that its electrical conductivity is identical with the base metal during welding of electrical copper. However, when

увеличении содержани МпО свыше 12% переход Мп в металл щва увеличиваетс .an increase in the MpO content of over 12%, the transition of Mn to the metal of the schva increases.

Более высока температура плавлени флюса АН-26 по сравнению с медью (1150° и 1083°С соответственно) ухудшает его общиеThe higher melting point of the AN-26 flux compared to copper (1150 ° and 1083 ° С, respectively) worsens its overall

сварочно-технологические свойства, так какwelding and technological properties, as

при этом ухудшаютс услови формировани at the same time conditions of formation are worsened

и дегазации кристаллизующегос металл шва.and degassing crystallizing weld metal.

С целью снижени температуры плавлени In order to lower the melting point

и в зкости флюса нри температуре кристаллизации меди и тем самым улучшени его сварочно-технологических свойств в состав флюса введено дополнительно 0,7-1,5% TiO2, при этом температура плавлени флюса составл ет 1000-1020°С.and flux viscosity at the copper crystallization temperature and thereby improving its welding-technological properties, an additional 0.7-1.5% TiO2 is added to the composition of the flux, and the melting point of the flux is 1000-1020 ° C.

Предложенный флюс содержит в качестве примесей не более 1% Ре2Оз, 0,1% Р, 0,1% S.The proposed flux contains as impurities not more than 1% Fe2Oz, 0.1% P, 0.1% S.

Эти примеси внос тс шихтовыми материалами и в указанных количествах не вли ютThese impurities are introduced with charge materials and in the indicated amounts do not affect

на качество сварки.on the quality of welding.

Состав флюса различных плавок приведен в таблице.The composition of the flux of various heats is given in the table.

ТаблицаTable

Предложенный флюс обеспечивает получение плотных швов при сварке толстолистового металла и позвол ет практически устранить микропористость сварных соединений из кислородсодержащей меди.The proposed flux provides dense joints when welding thick sheet metal and allows virtually eliminating the microporosity of oxygen-containing copper welded joints.

Claims

1. Flux for welding of copper and its alloys, mainly low-alloyed copper alloys, containing silicon oxide, oxide

aluminum, manganese oxide, magnesium oxide, calcium oxide, calcium fluoride, characterized in that, in order to increase the resistance of the welds against porosity while maintaining the electrical conductivity of the weld metal equivalent to the base metal, the flux additionally contains manganese dioxide in the following ratio of components, weight. %:

Silica 32-36

Aluminum oxide 8-12

Manganese Oxide8-12

Manganese Dioxide 0.2-1

Magnesia oxide 15-18

Calcium Oxide 0.5-b

Calcium fluoride Else. 2. The flux according to claim 1, characterized in that, in order to improve the welding and technological properties of the flux, it additionally contains titanium dioxide 0.7-1.5%.

Sources of information taken into account in the examination:

1. V. V. Podgaetsky et al., “Electrofusion-Fluxes, 1968.

2. V. V. Podgaetsky et al. “Electro-melted fluxes, 1968, flux brand AN-26, (prototype).