Флюс-добавка

Авторы патента:

Галевский Геннадий Владиславович (RU)

Протопопов Евгений Валентинович (RU)

Козырев Николай Анатольевич (RU)

Крюков Роман Евгеньевич (RU)

Липатова Ульяна Игоревна (RU)

Козырева Ольга Анатольевна (RU)

Проводова Анастасия Александровна (RU)

Якушевич Николай Филиппович (RU)

B23K35/362 - выбор составов флюсов (B23K 35/365,B23K 35/368 имеют преимущество)

Владельцы патента RU 2625509:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" (RU)

Флюс-добавка предназначен для примешивания к плавленым флюсам и может быть использован при электродуговой сварке сталей под флюсом. Флюс-добавка содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %: стронций-бариевый карбонатит 1-15, натриевое жидкое стекло 25-50, пыль электрофильтров алюминиевого производства 35-74. Пыль электрофильтров алюминиевого производства содержит, мас.%: Al₂O₃ 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; С_общ 12,5-30,2; MnO 0,07-0,9; MgO 0,06-0,9; S 0,08-0,19; Р 0,09-0,18. Изобретение обеспечивает повышение общего уровня механических свойств сварного шва, в частности ударной вязкости при отрицательных температурах, за счет снижения уровня загрязненности неметаллическими включениями. 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 керамический флюс-добавка, предназначенный для примешивания к плавленым флюсам, содержащий мрамор и ферросилиций в следующем процентном соотношении, мас. %: мрамор 30-70, ферросилиций - остальное [1]. В качестве связующего вещества используется водный раствор силиката натрия.

Существенными недостатками данного керамического флюса-добавки являются:

- пониженные механические свойства сварного шва из-за высокого уровня содержания газов в сварном шве в связи с использованием для защиты углекислого газа, выделяемого только при разложении мрамора, и повышенной загрязненности неметаллическими включениями в связи с пониженными рафинирующими свойствами образующегося шлака из-за повышенной температуры плавления последнего.

Известен также способ выплавки стали в электропечах, включающий проведение окислительного периода со скачиванием шлака, проведение восстановительного периода и раскисление шлака в восстановительный период, отличающийся тем, что в конце окислительного периода после скачивания шлака в печь присаживают стронций-бариевый карбонатит, известь и плавиковый шпат в соотношении (1,0-2,0):(2,5-5,0):(0,1-1,0) соответственно, при этом количество шлака с основностью 1,5-4,0 составляет 1,5-4,0% от массы металла [2].

Данный способ, реализованный при дуговом разряде в электросталеплавильных печах с использованием стронций-бариевого карбонатита, позволяет значительно повысить показатели ударной вязкости при положительных и отрицательных температурах.

Известен выбранный в качестве прототипа флюс-добавка, предназначенный для примешивания к сварочным флюсам, на основе жидкого стекла, который содержит пыль электрофильтров алюминиевого производства и натриевое жидкое стекло при соотношении компонентов, мас. %: пыль электрофильтров алюминиевого производства 41,67-60; натриевое жидкое стекло 58,33-40 [3].

Существенными недостатками данного керамического флюса-добавки являются:

- неудовлетворительный в ряде случаев уровень загрязненности сварного шва неметаллическими включениями и как следствие снижение механических свойств и в частности значений ударной вязкости.

Желаемым техническим результатом изобретения является повышение общего уровня механических свойств сварного шва, в частности ударной вязкости при отрицательных температурах, за счет снижения уровня загрязненности неметаллическими включениями.

Для этого предлагается флюс-добавка для сварочных флюсов, содержащий пыль электрофильтров алюминиевого производства, содержащую, мас. %: Al₂O₃ 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; С_общ 12,5-30,2; MnO=0,07-0,9; MgO=0,06-0,9; S=0,08-0,19; Р=0,09-0,18 и натриевое жидкое стекло, который дополнительно содержит стронций-бариевый карбонатит при соотношении компонентов, мас. %:

стронций-бариевый карбонатит	1-15
натриевое жидкое стекло	25-50
пыль электрофильтров алюминиевого производства	35-74

Заявляемые пределы подобраны эмпирическим путем исходя из возможности изготовления флюс-добавки, качества получаемых при сварке швов, стабильности процесса сварки и требуемых механических свойств. Для изготовления флюса-добавки использовали следующие материалы. Пыль электрофильтров алюминиевого производства со следующим химическим составом, мас. %: Al₂O₃=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; С_общ=12,5-30,2; MnO=0,07-0,9; MgO=0,06-0,9; S=0,08-0,19; Р=0,09-0,18. Стронций-бариевый карбонатит марки БСК, производимый ООО «НПК Металлтехпром» по ТУ 1717-001-75073896-2005, при этом химический состав изменялся, мас. %: SrO=1,41-6,25; ВаО=6,29-16,86; TiO₂=0,02-0,05; Cr₂O₃=0,05-0,20; Al₂O₃=1,6-3,05; Na₂O=0,37-3,02; K₂O=0,85-2,69; СаО=13,6-18,9; SiO₂=12,82-41,22; Fе_общ=4,18-14,85; С_общ=1,32-8,45; MnO=0,06-0,33; MgO=0,48-6,24; S=0,20-0,22; Р=0,02-0,04.

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 размолом стронций-бариевого карбонатита до фракции менее 1 мм с последующим смешением с пылью электрофильтров алюминиевого производства и натриевым жидким стеклом. Полученную смесь перемешивали до получения однородной массы в смесителе, далее осуществлялась сушка при комнатной температуре в течение 24 часов, после чего производился помол. Проводилось выделение фракции 0,45-3,0 мм. После чего гранулы прокаливали при температуре 150-300°С. Заявляемый флюс-добавку примешивали к сварочным флюсам АН-348А, АН-67, после чего осуществляли сварку образцов с использованием сварочного трактора 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 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 (временного сопротивления - σ_В, Н/мм², предела текучести - σ_Т, Н/мм², относительного удлинения δ, %, ударной вязкости при температуре минус 40°С KCU^-40C, Дж/см², а также длины строчки оксидных неметаллических включений приведено в таблице.

Использование заявляемой смеси по сравнению с прототипом позволяет повысить общий уровень механических свойств сварного шва, предел текучести σ и временного сопротивления σ_В на 1-3 Н/ мм, относительное удлинение на 3%, ударной вязкости при отрицательных температурах на 2-6 Дж/см², за счет снижения длины строчки оксидных неметаллических включений.

Список источников информации:

1. А.с. СССР 173588 B23K.

2. Пат РФ 2197539 C21C 5/52.

3. Пат. 2564801 РФ, МПК ⁸ B23K 35/362.

Флюс-добавка для сварочных флюсов, содержащий натриевое жидкое стекло и пыль электрофильтров алюминиевого производства, включающую, мас. %: Al₂O₃ 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; С_общ 12,5-30,2; MnO 0,07-0,9; MgO 0,06-0,9; S 0,08-0,19; Р 0,09-0,18, отличающийся тем, что он дополнительно содержит стронций-бариевый карбонатит при соотношении компонентов, мас. %:

стронций-бариевый карбонатит	1-15
натриевое жидкое стекло	25-50
пыль электрофильтров алюминиевого производства	35-74

Похожие патенты:

Флюс для сварки и наплавки // 2625153

Изобретение может быть использовано для электродуговой сварки под флюсом, в частности для сварки и наплавки легированных сталей. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: пылевидный ковшевой шлак производства рельсовой стали 30,0-50,0, пылевидные отходы производства алюминия 5,0-25,0, жидкое стекло 39,0-65,0, стронций-бариевый карбонатит 1,0-10,0.

Флюс-добавка // 2623982

Изобретение может быть использовано при электродуговой сварке сталей под флюсом. Флюс-добавка содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: стронций-бариевый карбонатит 60-75, натриевое жидкое стекло 25-40.

Способ получения модификатора для сварочных материалов // 2618041

Изобретение относится к сварочным и наплавочным материалам и может быть использовано для получения наплавленного металла и сварных швов на низко-, средне- и высоколегированных сталях и сплавах.

Флюс для механизированной сварки и наплавки сталей // 2579412

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.

Флюс для сварки // 2576717

Флюс может быть использован для сварки низко- и среднелегированных сталей. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.

Способ дуговой сварки под флюсом соединений, стойких к электрохимической коррозии // 2571294

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.

Флюс для сварки и наплавки // 2566236

Изобретение может быть использовано при электродуговой сварке и наплавке легированных сталей под флюсом. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.

Флюс для сварки и наплавки // 2566235

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.

Флюс-добавка // 2564801

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.

Агломерированный флюс 48аф-70 // 2535160

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).

Порошковая проволока // 2641590

Изобретение относится к сварочным материалам и может быть использовано при наплавке под флюсом для восстановления изношенных деталей и получения износостойкого защитного покрытия на деталях горнорудного оборудования, работающего в условиях абразивного износа, например бункеров и труботечек. Порошковая проволока содержит, мас. %: стальная оболочка 67,0-68,0, ферромарганец4,00-8,00, ферросилиций1,90-3,40, феррохром 4,6-25,50, ферромолибден0,50-2,60, феррованадий 0,06-0,5, никель 0,05-1,00, кобальт 0,20-0,95, углеродфторсодержащая пыль фильтров алюминиевого производства 0,70-6,95, железо остальное. Изобретение позволяет повысить механические свойства наплавленного металла, предотвратить образование холодных трещин в процессе наплавки, исключить порообразование и снизить содержание водорода в наплавленном металле за счет введения фторсодержащих компонентов и создания дополнительной газовой защиты, а также снизить стоимость сварочного процесса за счет оптимизации состава шихты и эффективного использования отходов производства. 2 табл.

Флюс для сварки // 2643026

Изобретение может быть использовано для электродуговой сварки под флюсом низко- и среднелегированных сталей. Флюс содержит, мас.%: шлак производства силикомарганца 60,0-85,0, пылевидные отходы производства алюминия 4,0-7,0, калиево-натриевое жидкое стекло 15,0-40,0. Шлак производства силикомарганца включает, 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 и P≤0,05. Пылевидные отходы производства алюминия содержат, мас. %: Al2O3 21-38,27; F 18-27; Na2O 8-13; К2О 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 P 0,1-0,18. Флюс выполнен в виде гранул размером 0,45-2,5 мм, а шлак производства силикомарганца имеет фракцию менее 0,45 мм. Изобретение обеспечивает повышение уровня механических свойств сварного шва и устойчивости горения дуги при уменьшении стоимости флюса за счет эффективной утилизации получаемой при дроблении его мелкой фракции.

Флюс для механизированной сварки и наплавки сталей // 2643027

Изобретение относится к электродуговой механизированной сварке и наплавке под флюсом низко- и среднелегированных сталей. Флюс содержит жидкое стекло в качестве связующего и выполнен в виде гранул размером 0,45-2,5 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%: шлак производства силикомарганца 60-85, жидкое стекло 15-40. Шлак производства силикомарганца имеет фракцию менее 0,45 мм и содержит, мас.%: SiO2 25-49, Al2O3 4-28, CaO 15-32, CaF2 0,1-1,5, MgO 1,7-9,8, MnO 3-17, FeO 0,1-3,5, S≤0,20 и P≤0,05. Изобретение обеспечивает повышение механических свойств сварного шва и снижение уровня отбраковки сварных швов.