Флюс-добавка


 


Владельцы патента RU 2564801:

Открытое акционерное общество "Новокузнецкий завод резервуарных металлоконструкций" им. Н.Е. Крюкова (RU)

Изобретение относится к электродуговой сварке сталей под флюсом, в частности к флюсам. Флюс-добавка, предназначенный для примешивания к сварочным флюсам, на основе жидкого стекла содержит пыль электрофильтров алюминиевого производства и натриевого жидкого стекла при соотношении компонентов, мас.%: пыль электрофильтров алюминиевого производства 40-60, натриевое жидкое стекло 60-40. Изобретение позволяет повысить общий уровень механических свойств сварного шва и стабилизировать уровень твердости сварного соединения. 1 табл.

 

Изобретение относится к сварке, конкретно к электродуговой сварке сталей под флюсом, в частности к флюсам-добавкам, предназначенным для примешивания к сварочным флюсам.

Известен выбранный в качестве прототипа керамический флюс-добавка, предназначенный для примешивания к плавленым флюсам, содержащий пыль электрофильтров алюминиевого производства и в качестве связующего вещества калиево-натриевое жидкое стекло в следующем процентном соотношении, мас. %

Пыль электрофильтров алюминиевого производства 5-41,66
Калиево-натриевое жидкое стекло 58,34-95

причем керамический флюс-добавка примешивается к плавленым флюсам в количестве 9,5-24% [1].

Существенными недостатками данного керамического флюса-добавки являются:

- повышенный уровень загрязненности сварного шва неметаллическими включениями и, как следствие, снижение значений ударной вязкости при отрицательных температурах;

- высокий уровень твердости сварного шва по сравнению с уровнем твердости основного металла за счет значительного науглероживания сварного шва из-за выбранного неоптимального соотношения керамического флюса-добавки и плавленого флюса;

- высокая стоимость и дефицитность калиево-натриевого жидкого стекла.

Желаемыми техническими результатами изобретения являются:

- повышение общего уровня механических свойств сварного шва, в частности ударной вязкости при отрицательных температурах, за счет снижения уровня загрязненности неметаллическими включениями;

- стабилизация уровня твердости сварного соединения за счет снижения разности концентраций углерода в сварном шве и основном металле в связи с оптимизацией состава компонентов в керамическом флюсе-добавке;

- снижение стоимости флюс-добавки за счет использования более дешевого и недефицитного натриевого жидкого стекла.

Для этого предлагается флюс-добавка, предназначенный для

примешивания к сварочным флюсам, на основе жидкого стекла, который содержит пыль электрофильтров алюминиевого производства и натриевого жидкого стекла при соотношении компонентов, мас. %:

Пыль электрофильтров алюминиевого производства 41,67-60
Натриевое жидкое стекло 58,33-40

Заявляемые пределы подобраны эмпирическим путем исходя из качества получаемых при сварке швов, стабильности процесса сварки и требуемых механических свойств.

Для изготовления флюса-добавки использовали пыль электрофильтров алюминиевого производства со следующим химическим составом, мас. %:

Аl2О3 =20-46,23; F- =16-26,7; Na2O =7,6-15; K2O =0,4-6, СаО =0,6-2,3; SiO2 =0,5-2,48; Fe2O3 =2,1-3,27; Собщ =11,8, 5-30, 2, MnO =0,07-0,9, MgO =0,06-0,9, S =0,08-0,19, Р =0,09-0,18.

Натриевое жидкое стекло имело значение силикатного модуля 2,0-3,5 при плотности растворов 1,30-1,60 г/см3.

Изготовление заявляемого флюса-добавки проводили смешением пыли электрофильтров алюминиевого производства и натриевого жидкого стекла. Полученная смесь перемешивалась в течение 15-45 минут до получения однородной массы, сушилась при комнатной температуре в течение 6-12 часов, после чего производился помол. Далее осуществлялся просев через сито (ячейка 3×3мм), при этом гранулы большего размера измельчались и направлялись на рассев. После чего гранулы прокаливались при температуре 150-300°C в течение 10-50 мин. Заявляемый флюс-добавка примешивалась к сварочным флюсам АН-348А, АН-60, АН-67, после чего осуществлялась сварка образцов с использованием сварочных тракторов ASAW-1250. Технологические испытания проводили при сварке шва на образцах из стали марки 09Г2С длиной не менее 500 мм. Для сравнения проводили сварку под флюсами АН-348А, АН-60, АН-67 с использованием керамического флюса-добавки согласно прототипу. Влияние изменения химического состава компонентов с граничными, заграничными и заявляемыми пределами, а также с присадкой керамического флюса-добавки согласно прототипу (столбец 9) на механические свойства сварного шва (предела прочности - σB, Н/мм2, предела текучести - σТ, Н/мм2, относительного удлинения δ, %, ударной вязкости при температуре минус 40°C KCU -40 C, Дж/см2, а также длины строчки оксидных неметаллических включений приведено в таблице.

Использование заявляемой смеси по сравнению с прототипом позволяет:

1) повысить общий уровень механических свойств сварного шва, предел текучести σт и предел прочности σВ на 4-6 Н/мм2, относительное удлинение на 2%, ударную вязкость при отрицательных температурах на 3-7 Дж/см2, за счет снижения длины строчки оксидных неметаллических включений на 0,1-0,6 мм;

2) стабилизировать уровень твердости сварного соединения за счет снижения разности между значениями твердости в основном металле и сварном шве на 2-4 НВ;

3) снизить стоимость флюса-добавки на 1,09 руб/т за счет использования более дешевого и недефицитного натриевого жидкого стекла.

Литература

1. Патент 2484936 РФ, МПК8 В23К 35/362. Керамический флюс-добавка / Козырев Н.А., Игушев В.Ф., Крюков Р.Е., Голдун З.В.; ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет». - №2012104939/02 (007484), Заявл. 13.02.2012.

Таблица
Влияние соотношения ингредиентов керамического флюса-добавки механические свойства сварных швов
Ингредиенты Содержание в керамическом флюсе-добавке, мас.%
Вариант
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Калиево-натриевое жидкое стекло 58,34-95
Пыль электрофильтров алюминиевого производства 39 40 44 49 51 57 60 39 5-41,66
Натриевое жидкое стекло 61 60 56 51 49 43 40 61
Количество примешиваемой добавки, % 0,09 од 1 3 5 8 10 10,1 0
σВ, H/мм2 450 465 476 495 510 512 503 508 450-508
σТ, H/мм2 300 308 351 368 390 388 379 384 300-384
δ,% 19 20 20 21 23 22 21 22 19-22
KCU-40C, Дж/см2 78 85 89 95 143 147 140 140 78-140
Длина строчки оксидных неметаллических включений, мм 0,2 0,12 0,17 0,15 0,09 0,07 0,19 0,28 0,2-0,7
Разность между значениями твердости в основном металле и сварном шве, НВ 4 4 4 4 2 2 4 4 8-12

Флюс-добавка на основе жидкого стекла, предназначенный для примешивания к сварочным флюсам, отличающийся тем, что он содержит пыль электрофильтров алюминиевого производства и натриевого жидкого стекла при соотношении компонентов, мас.%:

Пыль электрофильтров алюминиевого производства 41,67-60
Натриевое жидкое стекло 58,33-40



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано для сварки низколегированных теплоустойчивых сталей перлитного класса, применяемых в нефтехимической промышленности. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: электрокорунд (19,0-25,0), синтетический шлак (14,0-18,0), плавиковый шпат (23,0-25,65), титаномагнетитовый концентрат (0,50-1,0), фтористый барий (0,40-1,5), марганец металлический (1,0-2,50), ферротитан (0,30-0,60), ферросилиций (0,20-0,50), обожженный магнезит (23,0-34,30), силикат натрия (5,0-8,0).

Изобретение может быть использовано для сварки нержавеющих сталей или наплавки антикоррозионного покрытия, например, оборудования атомных энергетических установок.
Изобретение может быть использовано для нанесения высоколегированных плакирующих слоев путем автоматической наплавки ленточным электродом под слоем флюса в электрошлаковом режиме рабочих поверхностей современных корпусов атомных реакторов и других сосудов высокого давления.
Изобретение может быть использовано при автоматической сварке или наплавке под флюсом изделий из высоколегированных коррозионно-стойких сталей аустенитного класса.
Изобретение может быть использовано при сварке изделий, работающих при отрицательных температурах. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: пылевидные отходы производства извести 33,9-44,5, пылевидные отходы производства ферросилиция 20,5-31,1, пылевидные отходы производства алюминия 22-27, жидкое стекло 8-13.

Изобретение относится к электродуговой сварке сталей под флюсом, в частности к флюсам, предназначенным для примешивания к плавленым флюсам. .

Изобретение относится к сварочным материалам, в частности к керамическим флюсам для механизированной наплавки и сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей.
Изобретение относится к сварке, конкретно к электродуговой сварке под флюсом, в частности к флюсам, предназначенным для примешивания к плавленым флюсам. .

Изобретение относится к электродуговой сварке под флюсом и может быть использовано при сварке листовых металлоконструкций и резервуаров, работающих при отрицательных температурах.
Изобретение относится к сварочной отрасли, а именно к составам шихты для получения сварочного плавленого флюса, и может быть использовано при механизированной сварке и наплавке углеродистых сталей общего назначения низколегированной сварочной проволокой.

Изобретение может быть использовано при электродуговой сварке и наплавке легированных сталей под флюсом. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: пылевидный ковшевой шлак производства рельсовой стали 30,0-50,0, пылевидные отходы производства алюминия 5,0-30,0, жидкое стекло 40,0-65,0. Пылевидный ковшевой шлак производства рельсовой стали содержит, мас.%: FeO 0,3-1,5, MnO 0,1-2,0, СаО 50,8-53,8, SiO2 24,5-26,2, CaF2 0,01-1,0, Al2O3 3,4-5,0, MgO 7,8-8,7, Собщ 0,1-0,6, S 0,1-0,4, Р 0,3-0,6. Пылевидные отходы производства алюминия имеют следующий химический состав, мас.%: Al2O3 21-43,27, F 18-27, Na2O 8-13, K2O 0,4-6, СаО 0,7-2,1, SiO2 0,5-2,48, Fe2O3 2,1-2,3, Собщ 12,5-28,2, MnO 0,03-0,9, MgO 0,04-0,9, S 0,09-0,46, Р 0,1-0,18. Флюс обеспечивает снижение стоимости при его производстве, повышение прочности флюса и устойчивости горения дуги за счет оптимизации концентрации жидкого стекла, снижение угара легирующих элементов при сварке и наплавке за счет снижения окисленности и уменьшение уровня загрязненности стали экзогенными неметаллическими включениями. 1 табл.

Изобретение может быть использовано при электродуговой сварке и наплавке легированных сталей под флюсом. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %: пылевидный ковшевой шлак производства рельсовой стали 30,0-50,0 и жидкое стекло 50,0-70,0. Ковшевой шлак производства рельсовой стали содержит, мас. %: SiO2 20,7-28,6, MnO 0,01-2,0, СаО 45,6-54,8, MgO 0,1-10, Al2O3 0,1-7,0, К2О 0,1-4, Na2O 0,1-4, FeO 0,01-1,5, CaF2 0,01-1,5, Собщ 0,1-0,6. Флюс обеспечивает улучшение качественных характеристик сварного шва и наплавляемого металла за счет снижения загрязненности стали неметаллическими включениями, снижения угара легирующих элементов при сварке и наплавке и повышения устойчивости горения дуги, а также позволяет уменьшить себестоимость сварки за счет утилизации отходов производства. 1 табл.

Изобретение может быть использовано при изготовлении электродуговой сваркой под флюсом металлоконструкций из низкоуглеродистых сталей, стойких к электрохимической коррозии, например корпусов морских судов, нефте- и газопроводов. Зазор стыкового соединения заполняют металлохимической присадкой. Присадка содержит смесь рубленой металлической крупки фракцией 1,0-2,0 мм, изготовленной из обрези кромок обеих свариваемых заготовок в соотношении 1:1 с очисткой ее от окислов, а также соединения отрицательно активных элементов в количестве 0,5-0,8 мас.% и алюминий в количестве 0,2-0,34 мас.%. Ширину зазора устанавливают 0,6-0,8 толщины свариваемых деталей. Осуществляют одностороннюю или двухстороннюю сварку в несколько проходов на постоянном токе прямой полярности из условия обеспечения минимального перемешивания сварочной ванны. Заполнение зазора крупкой осуществляют путем ее предварительной засыпки или подачи в зону дуги с использованием дозатора. Приведенные приемы способа позволяют снизить градиент потенциала поперек сварного шва и обеспечивают повышение стойкости металлоконструкции к электрохимической коррозии. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл., 1 пр.

Флюс может быть использован для сварки низко- и среднелегированных сталей. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %: шлак производства силикомарганца 88,0-98,0, пылевидные отходы производства алюминия 1,0-6,0, жидкое стекло 1,0-6,0. Шлак производства силикомарганца содержит, мас. %: 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, P≤0,05. Пылевидные отходы производства алюминия имеют следующий химический состав, 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, P 0,1-0,18. Применение флюса при сварке обеспечивает повышение уровня механических свойств сварных конструкций за счет уменьшения уровня загрязненности стали оксидными неметаллическими включениями путем снижения концентрации FeO в шлаке и проведения углеродного раскисления, а также повышение устойчивости горения дуги и улучшение качества сварного шва.
Изобретение может быть использовано при электродуговой механизированной сварке и наплавке низколегированных сталей. Флюс состоит из шлака производства силикомарганца, который содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %: диоксид кремния 25-49, оксид алюминия 4-28, оксид кальция 15-32, фторид кальция 0,1-1,5, оксид магния 1,7- 9,0 оксид марганца 3-17, оксид железа 0,1-3,5. В качестве примесей флюс может содержать серу не более 0,12 мас.% и фосфора не более 0,02 мас.%. Флюс обеспечивает уменьшение стоимости сварочного процесса за счет утилизации отходов производства и снижение загрязненности стали неметаллическими включениями, а также позволяет снизить угар легирующих элементов при сварке и наплавке, что способствует повышению механических свойств сварного соединения.
Наверх