Плавленый флюс для автоматической сварки

 

(72) Авторы изобретения

P.À. Козлов и Г.Е. Зубова (71) Заявитель

i (54) ПЛА ВЛЕНЫЙ ФЛЮС ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ

СВАРКИ

Изобретение относится к производству сварочных материалов и может быть использовано для автоматической сварки мартенситно-ферритных 12%-ых хромистых сталей в машиностроительной и судостроительной промышленности.

В настоящее время цля сварки .

12%-ых хромистых сталей применяются малоактивные основные флюсы. Применение существующих флюсов в сочетании с 12%-ой хромистой сварочной проволокой позволяет избежать значительного выгорания хрома в процессе сварки, что обеспечивает требуемую коррозионную

IS стойкость металла шва.

Однако прн сварке под основными малоактивными флюсами происходит значительное насыщение неплавленного металла водородом, что резко уменьшает сс противляемость его образованию холодных трещин и вызывает необходимость выполнения сварки с высокой температурой подогрева (250-350 С).

Для сварки 12%-ых хромистых нержавеющих мартенситных и мартенситно-фер-, ритных сталей необходим флюс, который обеспечивал бы низкое содержание воцорода в металле шва, отсутствие значительного выгорания хрома и высокую сопротивляемость наплавленного металла хрупким разрушениям, что позволит выполнять сварку этих сталей без подогрева или с небольшой температурой подогрева цо 60-100 С .

Известен низководородистый кислый флюс (l3 который имеет следующий состав, вес. %:

Двуокись кремния 4-1 2

Двуокись титана 28-36

Закись марганца 0,5- 4,5

Окись кальция 1 2-20

Окись апкминия 0,5-8

Фгористый кальций 24-49

При автоматической сварке rroa этим флюсом обеспечивается низкое содержание водорода, однако наблюдается значительное выгорание хрома, некоторое воо15

3 92173 становление кремния из флюса и повышение содержания кислорода в наплавленном металле, что приводит к значительному снижению ударной вязкости (табл, 1, 2 иЗ).

Известен также флюс (21, который имеет следующий состав, вес. %:

Двуокись кремния 3-40

Двуокись титана." . 15

Окись кальция 3-40 0

Окись алюминия До 25

Двуокись цирк очия Д о 25

Окись хрома До 25

Окись магния 5-70 фтористый кальций 1-5

Увеличение содержания кремнезема во флюсе свыше 2,5% приводит к сущест венному выгоранию хрома в наплавленном металле при сварке 12%-ых хромистых нержавеющих сталей, что значительно снижает его коррозионную стойкость.

Кроме того, в известном флюсе содержание двуокиси титана; не обеспечивает достаточно высокой ударной вязкости, а низкое содержание фтористого каль- д ция не обеспечивает полного связывания водорода.

Цель изобретения — созцание сварочного флюса для автоматической сварки

12/-ых хром. истых нержавеющих мартенситных и мартенситно-ферритных сталей, обеспечивающего отсутствие значительного выгорания хрома и .повышение ударной вязкости наплавленного металла.

Поставленная цель достигается тем, 35 что в плавленном флюсе, содержащем фтористый кальций, двуокись кремния, двуокись титана1 окись. кальция, окись алюминия, двуокись циркония, окись хрома, окись магния, флюс содержит компоненты при следующем соотношении, вес.

%:

Двуокись кремния . 0,1-2,5

Двуокись титана 26-30,9

Окись кальция 7-1 1,9 45

Окись алюминия 8,1-1 2

Двуокись циркония 2-5

Окись хрома 0,5-3

Окись магния 2-6

Фтористый кальций Остальное

Увеличение двуокиси .титана> во флюсе до 26-30,9% обеспечивает восстанов ление титана в наплавленном металле в оптимальных прецелах (0,03-0,07%) и значительно улучшает сварочно-технологические свойства флюса (хорошее фор55 мирование валиков и хорошую отделяемость шлаковой корки), а также повышает ударную вязкость наплавленного ме6 4 талла и о 15 кгс.м/см Увеличение фтористого кальция в преилагаемом флюсе способствует более полному связыванию водорода в атмосфере цуги в стойкое химическое соединение ", что приводит к существенному уменьшению водорода в неплавленном металле.

Введение двуокиси цирконня увеличивает кислотность флюса, что способствует снижению содержания водорода.

Введение окиси хрома во флюс позволяет предотвратить выгорание хрома в процессе сварки, что приводит к обеспечению требуемой коррозионной стойкости нацлавленного металла. Введение окиси магния приводит к улучшению сварочнотехнологических свойств флюса. Для снижения температуры плавления флюса, что позволяет обеспечивать получение хороших сварочно-технологических свойств, соотношение сумма ного содержания окиси кальция и окиси магния к содержанию окиси алюминия должно быть в пределах 1,1-1,5.

Соотношение кислых и основных окислов и принятое содержание фтористого кальция во флюсе позволяет обеспечить низкое содержание водорода и хорошую отделимость шлаковой корки.

Для подтверждения сказанного было выплавлено три партии предлагаемого флюса (табл. 1 ). Под флюсом указанных партий была выполнена многослойная наплавка на сталь Ст 3 проволокой марки ЭП-792-ВИ на режиме: lq(= 6ОО700 А, Ug =34-38 B, Og =15-25 м/ч.

Перед сваркой предлагаемый и известный флюс был прокален при температуре

700 С, выдержка 3 ч.

Из верхнего слоя наплавки были вырезаны образцы Шарпи (тип 1Х по

ГОСТ 6996-66) цля испытания íà ударную вязкость и разрывные образцы, после этого они были испытаны. Наплавленный металл термической обработке не подвергался .

В табл. 1 приведен химический состав флюса, в табл. 2 — химический состав наплавленного металла, в табл. 3 — его механические свойства (средние значения из трех образцов).

В табл . 2 также приведены данные по содержанию водорода в металле шва.

Как видно из табл. 2 содержание водорода в металле шва при сварке под предлагаемым и под известным флюсом примерно одинаково и является относительно низким (не превышает 3,0 см /100 г), что обеспечивает высокую сопротивляеХимический состав флюса

Предлагаемый 1 0 1 30 9

0,5 5

35,6

11,9 12

7 10

9 8,11 3,5 44

3 2 46,1

2 25 26

3 1,8 28

Табпква2

Хннкческкй состав наспввпенного металла при автоматячесаоа сварке поа флюсом проволокой марки ЭП-792-Ви

1 Наплавленный металл 0,018 0,22 0,23 0,004 0,020 12,0 2,1

Преапагавмы

0,021 Осталы 2,3 ное

0,027 То же 2,0

0,07

2 То же 0,010 0,18 0,18 0,005 0.021 12.15 2.15

3 « 0,014 0,14 0,19 0,065 0,023 12,28 2,15

0,08

0,03 0.023 - ««3,0

П р к и е ч а а н е: Соаержвнке воаороаа опрепелваось путем иоготоьченян каранозюной пробы арк наппавке валика проволокой Сь-OBA пол испытуемым фчюсом

5 9217 м ость наплавленного металла, образованию холодных трещин и позволяет производить наплавку проволокой марки

ЭП-792-ВИ без подогрева.

Содержание хрома в наплавленном металле при сварке под предлагаемым флюсом .находится в пределах 12,012,28%, что весьма близко к содержанию хрома в сварочной проволоке (табл.

2). Это свидетельствует о том, что выгорание хрома происходит в незначитель ной степени. Содержание хрома в наплавленном металле уменьшается на 0,120,4% по сравнению со сварочной проволокой. В то же время как при сварке поц 15 противопоставляемым флюсом наблюдает- .. ся значительное выгорание хрома, в наплавленном металле содержание хрома снижается на 2,1% по сравнению со сварочной проволокой. 20

При сварке поц предлагаемым флюсом наблюдается значительно меньшее содержание кислорода в наплавленном металле по сравнению с противопоставляемым флюсом, что приводит к существенному повышению сопротивляемости наплавленного металла хрупким разрушениям, Ударная вязкость цля металла, наплар ленного поц предлагаемым флюсом, состав1яет в срецнем 14с3-16,2 кгс.м/с1Р что примерно в 2,3-2,6 раза больше, чем цпя металла, наплавленного под противоп . гавляемым флюсом (табл. 2 и 3). Более низкое содержание кислорода в наплавленном металле при сварке под предлагаемым флюсом объясняется меньшим загрязнением его неметаллическими включениями, образующимися в результате выгорания (окисление) хрома.

Техникс-"-кономическая эффективность предлагаемого изобретения заключается

В существенном повышении сопротивляемости наплавленного металла хрущ<)1м разрушениям при одновременном сй еспечении достаточной коррозионной стойкости его.

Условная годовая экономия при испол зовании предлагаемого флюса цля сварки энергетического оборудования в машиностроительной и судостроительной промышленности составит примерно 200 тыс. руб.

Таблида1

921736Таблнца3

Механические свойства наплавленного металла

/ 1

Механические свойства

6, б01 кгс/мм .кг /4м сФ кгс м/си

Партия флюМарка флюса

12,4 18,6

Предлагаемый

68,0

15,7

16,7

85,8 80,4

85,6 79,1

86,1 79,7

1 0,8-20,0

692

9,9-1 7,8

66,7

16,0

7 7;5

Составитель М. Саленко

Техред 3. Фанта Корректор М. Шароши

Редактор В. Лазаренко

Заказ 2448/14 Тираж 11 51 Подписное

ВНИИПИ I îñóùâðñòâåííîãî комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 формула изобрете ния

Плавленый флюс для автоматической сварки, содержащий двуокись кремния, двуокись титана, окись кальция, окись щ алюминия, двуокись циркония, окись хрома, окись магния, фтористный калыщй, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения уударной вязкости наплавленного металла н предотврашения выгора.g5 ния хрома при сварке 12%ых хромистых сталей, фпюс содержит компоненты при следуюшем соотношении, вес. Ъ:

Двуокись кремния 0,1-2,5

Двуокнст титана 26-30,9

Окись калыщя 7-1 1,9

Окись алюминия 8,1-1 2

Двуокись циркония 2 5

Окись хрома 0,5-3

Окись магния 2-6 фгористый кальций Остальное

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

34 676408, кл В 23 К 35/362, 04.1 1.76.

2. Патент Великобритании l4 1311289, кл, С 7 М, 2 0.03.73 (прототип).