Сварочный флюс

 

п1> 538 868

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.07,75 (21) 2159339/27 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.12.76. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 10.05,77 (51) М. Кл В 23К 35 362

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.791.048 (088.8) (72) Авторы изобретения Б. И. Лазарев, М, M. Тимофеев, С. А. Курланов и Д. Н. Баранов (71) Заявитель

Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения (54) СВЛРОЧИЫИ ФЛЮС

Двуокись кремния

Плавиковый шпат

Двуокись титана

Окись алюминия

Магнезит

Окись марганца

Окись кальция

Окись калия

Окись натрия

10 — 30

7 — 30

1 — 15

0 — 15

0 — 25

0 — 20

5 — 60

0 — 12

0 — 12

1

Изобретение относится к составам флюсов, применяемых при сварке ответственных изделий тяжелого и энергетического машиностроения, судостроения, химического и нефтяного машиностроения.

Известен флюс (1), содержащий компоненты, вес.%:

Плавиковый шпат 31 — 35

Окись алюминия 20 — 24

Двуокись кремния 20 — 23

Магнезит 13 — 16

Окись марганца 6 — 9

Сумма окисей калия и натрия 0,5 — 0,8

Криолит 0 — 6

Однако при сварке под этим флюсом в узкую щелевую разделку получаются трудноотделимые шлаки, особенно при сварке корневых слоев шва, и не обеспечивается растрескивание и самоотделение шлаковой корки при охлаждении. Кроме того, флюс указанного состава не обеспечивает достаточно стабильного горения дуги, что неблагоприятно сказывается на формировании поверхности шва. Поскольку удаление шлаковой корки из узкой щелевой разделки затруднено, требуемая сплошность шва при сварке под указанным флюсом не обеспечивается.

Известен окислительный флюс (2), содержащий следующие компоненты, вес.

Этот флюс (при верхнем процентном содержании кислых окислов) при сварке в узкую щелевую разделку обладает необходимыми сварочно-технологическими свойствами, одна15 ко он не может быть использован для сварки элементов из легированных сталей (типа

Мп — Ni — Мо и др.), к которым предъявляются высокие требования в отношении хладостойкости, вследствие сильного окислсния метал20 ла шва.

Высокое содержание кислорода в металле шва (0,065 — 0,08%) и наличие повышенного количества мелкодисперсных неметаллических оксидных включений приводит к резкомусни25 жению ударной вязкости при нормальной и отрицательной температурах.

Кроме того, повышенное содержание кремния в металле шва (свыше 0,5%) отрицательно влияет на его пластичность и ударную вяз30 кость.

538868

СаО

А1 0з

СаО

ЯО

Tjo2

Milo

MgO

СаГ, к,о+ N320

CQcTQB

ЯОг+А!дОз

А1,0з

18 !

13

0,5

30

1,5

1,0

2,0

0,4

0,34

0,30

1,80

1,45

1,15

II!

18

1,0

2,0

С целью повышения сварочно-технологических и металлургических свойств флюса при сварке сталей в узкую щелевую разделку флюс дополнительно содержит окись магния при следующем соотношении компонентов флюса, вес.%:

Окись алюминия 16 — 20

Двуокись кремния 23 — 30

Двуокись титана 0,5 — 2

Окись кальция 13 — 18

Окись марганца 4 — 8

Окись магния 6 — 10

Сумма окислов калия и натрия 1 — 2

Фтористый кальций Остальное

При этом окись кальция, двуокись кремния и окись алюминия взяты в следующем соотношении, вес.%:

= 0,3 — 0,4 при =1,15 — 1,8.

ЯО + AI Os AI O

При использовании предложенного флюса в шлаке наряду с однокальциевым алюминатом образуется ортосиликат кальция 2СаО SiO, который при охлаждении шлака до 675 С и ниже переходит из а-модификации в у-форму, что сопровождается уменьшением удельного веса шлака и увеличением его объема на 10%.

Резкие изменения объема ортосиликата

Выдерживание указанного соотношения компонентов флюса в исследуемых пределах обеспечивает получение необходимых сварочно-технологических и металлургических свойств флюса при сварке в узкую щелевую р азделку.

Применение флюса рекомендованного состава в сочетании со сварочной проволокой марок Св-10ХГНМАА и Св-ГОГН1МА на сталях типа 15Х2НМФА и 10ГН2МФА обеспечивает получение металла шва с требуемыми механическими свойствами после двукратного отпуска при 625 С 5 ч и при 650 С 10 ч.

Кроме того, металлургические свойства предложенного флюса позволяют получить невысокую концентрацию кислорода в металле шва (не более 0,045%) и небольшое количество оксидных неметаллических включений, что обусловливает высокую ударную вязкость металла шва, особенно при отрицательных температурах (более 6,0 кгм/см при — 10 С).

Флюс предложенного состава по сравнению с существующими обладает лучшим комплексом сварочно-технологических и металлуркальция в процессе фазовых превращений шлака при переходе через соответствующие критические точки вызывают появление внутренних трещин в шлаке, уменьшающих их механическую прочность и облегчающих самопроизвольное их растрескивание.

Повышенное (16 — 20%) по сравнению с прототипом (Π— 15% ) содержание окиси алюминия во флюсе обусловливается необходи10 мостью содержания в составе низкокремнистых флюсов (SiO (30%) суммарного количества стеклообразующих элементов (Si и

A1) в пересчете на окислы не менее 40% от веса флюса, что обеспечивает хорошую отде15 лимость и формирующую способность флюса.

Снижение содержания TiO> во флюсе до

0,5 — 2% ведет к понижению общей кислотности флюса, что способствует уменьшению кислорода в металле шва (не более 0,045%) и

20 повышению его ударной вязкости.

Наличие в составе флюса небольших количеств двуокиси титана (0,5 — 2% ) позволяет снизить вязкость шлаков, получаемых при сварке, что способствует улучшению формирования

25 шва с образованием вогнутого мениска поверхности и плавным переходом к основному металлу.

Опробованы композиции флюсов следующих составов (o); гических свойств, в частности он обеспечивает повышенную стабильность процесса сварки, самоотделение шлаковой корки, растрескивающейся при остывании, хорошее формирование шва с вогнутым мениском поверхности и плавным переходом к основному металлу, что позволяет производить автоматическую многослойную сварку толстостенных деталей в узкую щелевую разделку.

Предлагаемый флюс может быть успешно ис40 пользован и при сварке элементов из углеродистых, низколегированных и других сталей любой толщины, а также при сварке в обычные (V-образные и Х-образные) разделки.

45 Формула изобретения

1. Сварочный флюс, содержащий двуокись кремния, окись алюминия, двуокись титана, окись кальция, окись марганца, плавиковый шпат, окислы калия и натрия, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения сварочно-технологических и металлургических свойств флюса при сварке сталей в узкую щелевую разделку, флюс дополнительно содержит окись

538868

Составитель T. Яровая

Техрсд М. Семенов

Редактор Т. Мозжеикова

Корректор Л. Брахнина

Заказ 1399/2 Изд. М 315 Тираж 1178 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 магния при следующем соотношении компонентов флюса, вес. /о ..

Окись алюминия 16 — 20

Двуокись кремния 23 — 30

Двуокись титана 0,5 — 2

Окись кальция 13 — 18

Окись марганца 4 — 8

Окись магния 6 — 10

Сумма окислов калия и натрия 1 — 2

Фтористый кальций Остальное

2. Флюс по п. 1, отличающийся тем, что окись кальция, двуокись кремния и окись алюминия взяты в следующем соотношении, Вес. /о .

= 0,3 — 0,4 при

ЯО + А1 0а

"0 =115 — 18.

А1,0з

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1О 1. Авт. св. № 280213, М. Кл. В 23К 35/36, 1970.

2. Патент США № 3023133, Кл. 148 †, 1970 (прототип).