Флюс для механизированной сварки и наплавки сталей

Изобретение может быть использовано для электродуговой механизированной сварки под флюсом. Флюс содержит шлак производства силикомарганца, включающий диоксид кремния, оксид алюминия, оксид кальция, оксид магния, оксид марганца, оксид железа, и флюс-добавку при следующем соотношении компонентов, мас. %: шлак производства силикомарганца 10-90, флюс-добавка 10-90. Флюс-добавка состоит из пыли газоочистки производства силикомарганца в количестве 59-67 мас. % и жидкого стекла в количестве 33-41 мас. %. Флюс обеспечивает снижение загрязненности стали неметаллическими включениями и угара легирующих элементов при сварке и наплавке, а также уменьшение стоимости производства флюса и сварочного процесса за счет эффективной утилизации мелкодисперсной пыли газоочистки производства силикомарганца. 2 табл.

 

Изобретение относится к сварке, конкретно к электродуговой механизированной сварке под флюсом, в частности, к флюсам, предназначенным для сварки и наплавки сталей.

Известен флюс для механизированной сварки и наплавки сталей, содержащий шлак производства силикомарганца, включающий 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, при этом он дополнительно 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, при этом шлак производства силикомарганца имеет фракцию менее 0,45 мм (RU 2643027 РФ, МПК В23К 35/362, опубл. 29.01.2018).

Существенными недостатками данного флюса для сварки являются:

- повышенная стоимость флюса в связи с использованием оборудования для дробления и измельчения шлака производства силикомарганца;

- повышенный угар легирующих элементов при наплавке;

- низкий уровень износостойкости наплавляемого слоя металла.

Известен также, выбранный в качестве прототипа, флюс для механизированной сварки сталей, содержащий диоксид кремния, оксид алюминия, оксид кальция, фторид кальция, оксид магния, оксид марганца, оксид железа, в котором в качестве составляющего используют шлак производства силикомарганца при следующем соотношении компонентов, масс. %: диоксид кремния 25-49, оксид алюминия 4-28, оксид кальция 15-32, фторид кальция 0,1-1,5, оксид магния 1,7-9,8, оксид марганца 3-17, оксид железа 0,1-3,5,при этом в качестве примесей флюс может содержать серы не более 0,12%, фосфора не более 0,02% (RU 2579412 МПК В23К 35/362, опубл. 10.12.2015)

Существенными недостатками данного флюса для сварки являются:

- высокий уровень загрязненности стали неметаллическими включениями,

- повышенный угар легирующих элементов при наплавке;

- пониженные показатели твердости наплавляемого слоя,

- низкий уровень износостойкости наплавляемого слоя металла.

Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении качественных показателей наплавляемого металла, в частности твердости и износостойкости, а также утилизация отходов металлургического производства.

Для решения существующей технической проблемы предложен флюс для механизированной сварки и наплавки сталей, включающий шлак производства силикомарганца, содержащий диоксид кремния, оксид алюминия, оксид кальция, оксид магния, оксид марганца, оксид железа, согласно изобретению, он дополнительно содержит флюс-добавку, состоящую из пыли газоочистки производства силикомарганца и жидкого стекла при их соотношении, мас %:

пыль газоочистки производства силикомарганца 59-67
жидкое стекло 33-41

а компоненты взяты в следующем соотношении, мас. %:

шлак производства силикомарганца 10-90,
флюс-добавка 10-90.

Техническими результатами, получаемыми при использовании изобретения, являются:

- уменьшение стоимости производства флюса и сварочного процесса за счет эффективной утилизации мелкодисперсной пыли газоочистки производства силикомарганца;

- снижение загрязненности стали неметаллическими включениями;

- снижение угара легирующих элементов при сварке и наплавке;

- повышение твердости и износостойкости наплавляемого изделия.

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

Введение в заявляемых пределах в состав флюса шлака производства силикомарганца и флюс - добавки обеспечивает хорошее формирование шлака и высокие рафинирующие и укрывные свойства формирующихся шлаков в процессе сварки и наплавки.

Для изготовления флюса и флюс - добавки использовали следующие компоненты.

В качестве флюса использовался шлак силикомарганца фракции 0,45-2,5 мм производства Западно-Сибирского электрометаллургического завода с химическим составом: Al2O3 - 6,91-9,62%; CaO - 22,85-31,70%; SiO2 - 46,46-48,16%; FeO - 0,27-0,81%; MgO - 6,48-7,92%; MnO - 8,01-8,43%; F - 0,28-0,76%; Na2O - 0,26-0,36%; О - <0,62%; S - 0,15-0,17%; P - 0,01%.

Для изготовления флюс - добавки использовали пыль газоочистки производства силикомарганца с содержанием, мас. %: Al2O3=1,17-3,52; Na2O=0,3-0,93; K2O=0,2-5,6; СаО=5,2-7,6; SiO2=15,7-45,1; ВаО=0,04-0,21; MgO=5,31-10,73; S=0,08-0,47; Р=0,02-0,05; Feобщ=0,5-1,8; Mnобщ=5,7-35,6; Zn=0,1-3,2; Pb=0,1-3,8.

В качестве жидкого стекла использовали калиево-натриевое жидкое стекло с плотностью при 15-25°C - (1,30-1,55) г/см3 и силикатным модулем [SiO2:(K2O+Na2O)⋅1,0323]=2,6-3,0.

Флюс - добавку изготавливали следующим образом: пыль газоочистки производства силикомарганца фракции менее 0,45 мм смешивали с жидким стеклом в различных соотношениях.

При содержании жидкого стекла менее 33% наблюдался недостаток количества жидкого стекла, не удавалось провести связывание частиц пыли с жидким стеклом, причем некоторое количество частиц пыли не соприкасалось с жидким стеклом и находилось в «сухом» состоянии.

При содержании жидкого стекла более 41%, частицы пыли силикомарганца не полностью «впитывали» жидкое стекло и наблюдался избыток жидкого стекла.

Оптимальным с точки зрения внешнего вида состава смеси было выбрано соотношение компонентов: 59-67% пыли газоочистки производства силикомарганца и 33-41% жидкого стекла.

После смешивания компонентов смесь выдерживали при комнатной температуре в течение 24 часов, осуществляли сушку в печи при температуре 300°C, затем охлаждение, дробление и просев с выделением фракции 0,45-2,5 мм.

После изготовления флюс - добавки ее примешивали к основному флюсу (шлак силикомарганца) в различном соотношении (таблица 1).

Наплавку образцов производили на образцах размером 300×150 мм толщиной 40 мм из листовой стали марки 09Г2С. Процесс проводили проволокой Св-08ГА диаметром 4 мм с использованием сварочного трактора ASAW-1250 на различных режимах наплавки. Из наплавленных пластин осуществляли вырезку образцов для проведения исследований: измерение твердости, износостойкости, исследование на наличие неметаллических включений (таблица 2).

Химический состав наплавленного металла определяли рентгенофлюоресцентным методом на спектрометре XRF-1800 и атомно-эмиссионным методом на спектрометре ДФС-71. Металлографическое исследование микрошлифов проводилось без травления с помощью оптического микроскопа OLYMPUS GX-51 при увеличении ×100 методом сравнения с эталонными шкалами в соответствие с ГОСТ 1778-70. Замеры твердости проводили ультразвуковым твердомером - УЗИТ-3. Наличие трещин в процессе наплавки оценивали визуально, а также на металлографических шлифах. Испытания на износ по схеме «ДИСК-КОЛОДКА» проводили на машине 2070 СМТ-1.

Для сравнения результатов наплавки так же был использован флюс, выбранный в качестве прототипа на основе шлака силикомарганца (RU 2579412 МПК В23К 35/362)

Исследовались 8 различных составов флюса (таблица 1): 1 - прототип; 2 - нижний заграничный состав флюса; 3 - нижний граничный состав флюса; 4-6, - среднее содержание состава флюса; 7 - верхний предел состава флюса; 8 - верхний заграничный состав флюса. Взаимосвязь некоторых исследуемых параметров в зависимости от состава приведена в таблице 2.

Использование заявляемого флюса для сварки и наплавки по сравнению с прототипом позволяет:

1. - снизить загрязненность наплавки оксидными неметаллическими включениями с баллов 1-36 до баллов 1-26;

2. - снизить угар легирующих элементов при наплавке с 11% до 5-8%;

3. - увеличить твердость наплавляемого слоя от ПОИВ до 130 НВ,

4. - повысить уровень износостойкости наплавляемого слоя металла с 0,19 г/об*10*4 до 0,13-0,15 г/об*10-4.

Флюс для механизированной сварки и наплавки сталей, включающий шлак производства силикомарганца, содержащий диоксид кремния, оксид алюминия, оксид кальция, оксид магния, оксид марганца и оксид железа, отличающийся тем, что он дополнительно содержит флюс-добавку при следующем соотношении компонентов, мас. %:

шлак производства силикомарганца 10-90
флюс-добавка 10-90,

при этом флюс-добавка состоит из пыли газоочистки производства силикомарганца и жидкого стекла при их соотношении, мас %:

пыль газоочистки производства силикомарганца 59-67
жидкое стекло 33-41



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано при электродуговой механизированной сварке под флюсом. Флюс включает шлак производства силикомарганца, содержащий диоксид кремния, оксид алюминия, оксид кальция, оксид магния, оксид марганца, оксид железа, и флюс-добавку, состоящую из пылевидного ковшевого шлака производства рельсовой стали в количестве 60,0-64,0 мас.% и жидкого стекла в количестве 36,0-40,0 мас.%.
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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

Изобретение может быть использовано при электродуговой механизированной сварке и наплавке сталей под флюсом. Флюс содержит пыль газоочистки производства силикомарганца 59-67 мас. % и жидкое стекло 33-41 мас. %. Изобретение обеспечивает уменьшение стоимости производства флюса и сварочного процесса за счет эффективной утилизации мелкодисперсной пыли газоочистки производства силикомарганца, снижение загрязненности стали неметаллическими включениями и снижение угара легирующих элементов при сварке и наплавке, а также повышение твердости и износостойкости наплавляемого изделия. 2 табл.

Изобретение может быть использовано при электродуговой механизированной сварке и наплавке сталей под флюсом. Флюс содержит шлак производства силикомарганца, включающий диоксид кремния, оксид алюминия, оксид кальция, оксид магния, оксид марганца, оксид железа, и флюс-добавку, состоящую из стронций-бариевого карбонатита 70-80 мас.% и жидкого стекла 20-30 мас.%. Компоненты флюса взяты в следующем соотношении, мас.%: шлак производства силикомарганца 90-98, флюс-добавка 2-10. Флюс обеспечивает снижение загрязненности стали неметаллическими включениями и снижение угара легирующих элементов при сварке и наплавке, увеличение твердости наплавляемого слоя, а также повышение уровня износостойкости наплавляемого слоя металла. 2 табл.

Изобретение может быть использовано для электродуговой механизированной сварки под флюсом. Флюс содержит шлак производства силикомарганца, включающий диоксид кремния, оксид алюминия, оксид кальция, оксид магния, оксид марганца, оксид железа, и флюс-добавку при следующем соотношении компонентов, мас. : шлак производства силикомарганца 10-90, флюс-добавка 10-90. Флюс-добавка состоит из пыли газоочистки производства силикомарганца в количестве 59-67 мас. и жидкого стекла в количестве 33-41 мас. . Флюс обеспечивает снижение загрязненности стали неметаллическими включениями и угара легирующих элементов при сварке и наплавке, а также уменьшение стоимости производства флюса и сварочного процесса за счет эффективной утилизации мелкодисперсной пыли газоочистки производства силикомарганца. 2 табл.

Наверх