Способ изготовления сварочных флюсов

 

Использование - изготовление керамических флюсов для сварки. Шихту, смешанную со связкой, подвергают гранулированию с уплотнением полученных гранул прокалкой при 400-900°С и нанесением упрочняющего покрытия. На гранулы флюса наносят сплошную оболочку толщиной 2,0-40 мкм из фторсодёржащего полимера . В качестве фторсодёржащего полимера используют поливинилденфторид. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (я)5 B 23 К 35/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4888852/08 (22) 10.12.90 (46) 15.04.93. Бюл, М 14 (71) Институт электросварки им. E.Î.Ïàòîíà и Львовский политехнический институт им.

Ленинского комсомола (72) И.К.Походня, А,А.Голякевич, E.Ï.Óñòÿнич, А.М.Зарубин и В.М,Ющенко (56) Авторское свидетельство СССР

М 986686, кл. В 23 К 35/40, 1991.

Авторское свидетельство СССР

М 997359, кл. В 23 К 35/40, 1979.

Изобретение относится к изготовлению сварочных материалов, в частности керамических флюсов или порошковых материалов на их основе.

Целью изобретения является улучшение сварочно-технологических свойств флюса и упрочнение его гранул; Это достигается тем, что после прокалки гранулы флюса покрывают сплошной оболочкой толщиной 2,0-40,0 мкм из фторсодержащего полимера.

В качестве фторсодержащего полимера используется пол ивин илденфторид.

Это позволяет изолировать гранулы флюса от окружающей среды и предотвращает адсорбцию влаги гигроскопичными компонентами, входящими в состав флюса, и проникновение влаги во внутренние поры гранул вследствие водонепроницаемости и низкой влагопоглощаемости (менее 0,04g за 24 ч). Наличие в составе оболочки фтора и углерода уменьшает склонность металла

„„59„„1808593 А1

2 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРОЧНЫХ ФЛЮСОВ (57) Использование — изготовление керамических флюсов для сварки. Шихту, смешанную со связкой, подвергают гранулированию с уплотнением полученных гранул прокалкой при 400 — 900 С и нанесением упрочняющего покрытия. На гранулы флюса наносят сплошную оболочку толщиной 2,0-40 "мкм из фторсодержащего полимера, В качестве фторсодержащего . полимера используют поливинилденфторид. 1 з.п.ф-лы, 1 табл. шва к образованию пористости, улучшая за- 2 щиту сварочной ванны от насыщения азотом и водородом. Это происходит за счет снижения парциального давления азота и водорода в дуге. Оболочка не является источником насыщения металла водородом С вследствие ничтожно малого содержания 00 водорода в составе фторсодержащих пол- Q1 имеров. Оболочка, кроме того, увеличивает 0 стойкость гранул против истирания за счет () довольно высокой износостойкости и эластичности. Были проведены серии испытаний способа изготовления керамического флюса; основанного на нанесении защитной оболочки из фторсодержащего полимера.

В качестве опытного образца использовали керамический флюс АНК-47, изготовленный Опытным заводом ИЭС. им.Е.О.Патона с использованием традиционной технологии. Защитную оболочку наносили на гранулы флюса в установке для

1808593 нанесения покрытий на мелкодисперсные материалы в псевдоажиженнам слое. Перед нанесением оболочки флюс прокаливали при 600 С. В качестве пленкообразующего материала использовали раствор поливинилденфторида в ацетоне. Изготавливали гранулы с толщиной оболочки 1, 2, 10, 40 и

50 мкм.

Сварочно-технологические свойства флюса оценивались по формированию на- "О плавленного металла„стабильности горения дуги, отделимости шлаковой корки и склонности металла к образованию пар, при введении в разделку фиксированного количества ржавчины (методика ЦНИИТМаша). 15

Сварка пластин из стали марки СтЗ пс проводилась сварочной головкой А — 1416. Режим сварки; сварочный так 650 А, напряжение на дуге 31В, скорость сварки 27 м/ч. 20

Содержание диффузионного водорода в наплавленном металле определялось хроматографическим методом.

Стойкость гранул флюса против истирания оценивалась по количеству пыли, абра- 25 зующейся при продувке воздуха внутри цилиндрического сосуда (давление воздуха в системе 0,3 МПа, время испытаний 1 мкм, количество флюса 100 г). Методом растровой электронной мик- 30 роскопии исследовалась плотность оболочки на поверхности гранул, а методом масс-спектральных исследований определялся состав газовой фазы, образующейсяпри термическом нагреве флюса. 35

Перед проведением всех видов испыта-. ний флюс выдерживался на воздухе в тече- ние 15 сут и высокотемпературной прокалке и сушке не подвергался.

В процессе испытаний установлено, что 40 флюс с толщиной оболочки 2 — 40 мкм обеспечивает устойчивое горение дуги, хорошее формирование наплавленного металла и отделимость шлаковой корки. Пародаобразование начинается при введении в разделку 45

0,7 — 0,8r ржавчины на 100мм шва. Содержа.ние диффузионного водорода 8 — 10 г/см, Стойкость гранул против истирания 96 — 99,4 (при ужесточении режима: давление 0,5

МПа, время испытаний 2 мин, стойкость гра- 50 нул против истирания практически не изменилась). Флюс с толщиной оболочки 50 мкм не обеспечивает удовлетворительного формирования металла шва, резко снижается стабильность горения дуги. 55

При сварке флюсом с толщиной оболочки 1 мкм наблюдается ухудшение стабильности горения дуги, пороабразование происходит при введении в разделку 0,4-0,5 г, ржавчины на 100 мм сварного шва, содержание диффузионного водорода в наплавленном металле 12 — 14 г/см. Стойкость гранул против истирайия составляет 84-87% (что несколько выше показателя флюса

АНК вЂ” 47, изготовленного обычной технологией). Результаты исследований поверхности гранул показали, что при толщине оболочки менее 2 мкм на ее поверхности наблюдается наличие "окон" диаметрам более 10 мкм.

В составе газовой фазы, образующейс при термическом нагреве (до 1200 С}, флю са при толщине оболочки более 2 мкм количество паров воды незначительно. При нагреве флюса с оболочкой 1 мкм количест. во паров воды в газовой фазе резко возрастает, особенно в диапазоне температур

80-150 и 300-500 С.

Выполненные исследования показывают, что разработанный способ изготовления керамических флюсов обеспечивает высокие технологические характеристики флюса и может быть рекомендован к внедрению в производство керамических флюсов, Толщину оболочки регулировали временем нахождения флюса в рабочей зоне аппарата, предназначено для нанесенйя покрытия, и отношением массы флюса к массе материала оболочки (поливинилденфторида). Флюс загружали в аппарат, затем переводили в псевдоожиженное состояни6 и прогревали до 60-100 С. Раствор материала оболочки подводят к пневматической форсунке и распыляют, причем процесс ведут до полного израсходования раствора.

Изготавливали 5 партий флюса с толщиной

1,0; 2,0; 10 0; 40,0 и 50,0 мкм, Результаты испытаний приведены в таблице.

Изобретение может быть широко использована при изготовлении керамических флюсов и сварочных материалов, производимых на их основе, а также при разработка новых марок флюсов, особенно для сварки ответственных конструкций.

Изобретение позволяет в значительной степени улучшить сварочно-технологические свойства флюсов, снизить содержание водорода в металле швов, тем самым повысить надежность и долговечность сварных конструкций и рекомендовать флюсы, изготовленные предлагаемым способом, д 1я сварки ответственных конструкций.

Формула изобретения

1. Способ изготовления сварочных флюсов, преимущественно керамических, при котором после получения флюса производят его гранулирование и нанесение на поверхность гранул фторсодержащего соединения с использованием температур.

1808593 гранулы в виде сплошной оболочки толщиной 2,0 — 40,0 мкм, Составитель T.Àðåcò

Техред М,Моргентал

Корректор М,Максимишинец

Редактор

Заказ 1244 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 ной обработки в пределах 400-900 С, о т ли ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения сварочно-технологических свойств флюса и упрочнения его гранул, в качестве фторсодержащего соединения используют фторсодержащий полимер, который наносят на

2, Способ по п.1, отличающийся

5 тем, что в качестве фторсодержащего полимера используют поливинилденфторид.