Флюс для механизированной сварки и наплавки сталей

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 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, в котором в качестве составляющего используют шлак производства силикомарганца при следующем соотношении компонентов, 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, 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:

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

образование при дроблении значительного количества мелкодисперсной фракции, которая не может быть использована для сварки под флюсом, в связи, с чем требуются утилизация мелкодисперсной фракции;

- при использовании изготовленного флюса без отсева мелкой фракции наблюдается повышенная отбраковка сварных швов по дефектам поверхности и снижение уровня механических свойств.

Известен также, выбранный в качестве прототипа, 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 МПК В23К 35/362, опубл. 29.01.2018) 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 продукт производства силикомарганца и жидкое стекло в качестве связующего, согласно изобретению, в качестве продукта производства силикомарганца он содержит пыль газоочистки производства силикомарганца, при этом компоненты взяты в следующем соотношении, мас. %:

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

Техническими результатами 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 пыли производства силикомарганца обеспечивает, совместно с жидким стеклом, хорошее формирование шлака и высокие рафинирующие и укрывные свойства формирующихся шлаков в процессе сварки и наплавки.

Для изготовления флюса для сварки и наплавки использовали пыль газоочистки производства силикомарганца с химическим составом, 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; Fеобщ=0,5-1,8; Мnобщ=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 температуре 15-25°С - (1,30-1,55) г/см3 и силикатным модулем [SiO2:(K2O+Na2O)⋅1,0323]=2,6-3,0.

Изготовление заявляемого флюса для сварки и наплавки проводили следующим образом: пыль газоочистки производства силикомарганца смешивали с жидким стеклом в различных соотношениях (таблица 1).

При содержании жидкого стекла менее 33% наблюдался недостаток количества жидкого стекла, не удавалось провести связывание частиц пыли газоочистки производства силикомарганца 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 газоочистки производства силикомарганца не полностью «впитывали» жидкое стекло и наблюдался избыток жидкого стекла.

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

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 на основе шлака производства силикомарганца с жидким стеклом (RU 2643027 РФ, МПК8 В23К 35/362). Исследуемый флюс содержит: 60-85% шлака силикомарганца, 15-40% жидкого стекла.

Исследовались 7 различных составов флюса (таблица 1): 1 - нижний заграничный состав флюса; 2 - нижний граничный состав флюса; 3,4 - среднее содержание заявленного состава флюса; 5 - верхний предел заявленного состава флюса; 6 - верхний заграничный состав флюса. 7 - прототип. Взаимосвязь некоторых исследуемых параметров в зависимости от состава приведена в таблице 2.

Использование заявляемого флюса для сварки по сравнению с прототипом позволило:

1. уменьшить стоимость производства флюса и сварочного процесса за счет эффективной утилизации мелкодисперсной пыли газоочистки производства силикомарганца на 5-8%;

2. снизить загрязненность стали неметаллическими включениями;

3. снизить угар легирующих элементов при сварке и наплавке с 11% до 5,7%;

4. повысить твердость со 110 НВ до 126-129 НВ и износостойкость наплавленного изделия с 0,20 г/об *10-4 до 0,16-0,18 г/об *10-4.

Флюс для механизированной сварки и наплавки сталей, включающий продукт производства силикомарганца и жидкое стекло в качестве связующего, отличающийся тем, что в качестве продукта производства силикомарганца он содержит пыль газоочистки производства силикомарганца, при этом компоненты флюса взяты в следующем соотношении, мас. %:

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



 

Похожие патенты:

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.

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.

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 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.

Наверх