RU2566235C1 - Флюс для сварки и наплавки - Google Patents
Флюс для сварки и наплавки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2566235C1 RU2566235C1 RU2014122213/02A RU2014122213A RU2566235C1 RU 2566235 C1 RU2566235 C1 RU 2566235C1 RU 2014122213/02 A RU2014122213/02 A RU 2014122213/02A RU 2014122213 A RU2014122213 A RU 2014122213A RU 2566235 C1 RU2566235 C1 RU 2566235C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oxide
- production
- flux
- dusty
- welding
- Prior art date
Links
Landscapes
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
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. Пылевидный ковшевой шлак производства рельсовой стали содержит, мас.%: FeO 0,3-1,5, MnO 0,1-2,0, СаО 50,8-53,8, SiO2 24,5-26,2, CaF2 0,01-1,0, Al2O3 3,4-5,0, MgO 7,8-8,7, Собщ 0,1-0,6, S 0,1-0,4, Р 0,3-0,6. Пылевидные отходы производства алюминия имеют следующий химический состав, мас.%: Al2O3 21-43,27, F 18-27, Na2O 8-13, K2O 0,4-6, СаО 0,7-2,1, SiO2 0,5-2,48, Fe2O3 2,1-2,3, Собщ 12,5-28,2, MnO 0,03-0,9, MgO 0,04-0,9, S 0,09-0,46, Р 0,1-0,18. Флюс обеспечивает снижение стоимости при его производстве, повышение прочности флюса и устойчивости горения дуги за счет оптимизации концентрации жидкого стекла, снижение угара легирующих элементов при сварке и наплавке за счет снижения окисленности и уменьшение уровня загрязненности стали экзогенными неметаллическими включениями. 1 табл.
Description
Изобретение относится к сварке, конкретно к электродуговой сварке под флюсом, в частности к флюсам, предназначенным для сварки и наплавки легированных сталей.
Известен плавленый флюс для электродуговой сварки хладостойких сталей [1], содержащий диоксид кремния, оксид кальция, оксид магния, фтористый кальций, оксид алюминия, оксид марганца, оксид железа, который имеет основность 1,5-2,0 и содержит дополнительно оксид калия и натрия при следующем соотношении компонентов, вес. %: кремния диоксид SiO2 - 21-27, кальция оксид СаО - 11-17, магния оксид MgO - 21-25, кальций фтористый CaF2 - 14-20, алюминия оксид Al2O3 - 10-14, марганца оксид MnO - 4-7, (калия + натрия) оксиды Na2O+K2O - 2-5, железа оксид Fe2O3 - 1-3.
Существенными недостатками данного флюса для сварки являются:
- отсутствие углеродсодержащих составляющих, позволяющих проводить удаление кислорода в виде газообразных соединений СО и CO2, не загрязняющих сварной шов оксидными неметаллическими включениями и, как следствие, повышающих механические свойства сварной конструкции;
- высокая окисленность флюса (содержание оксидов железа и марганца), приводящая к значительному окислению легирующих элементов в свариваемых сталях;
- повышенная загрязненность сварного шва и наплавляемого металла неметаллическими включениями в связи с пониженными рафинирующими свойствами образующегося шлака из-за высокой концентрации MgO и повышенных температур плавления и вязкости флюса;
- высокая стоимость в связи с использованием дорогостоящих природных материалов и затрат, связанных с дроблением и измельчением;
- неустойчивое горение дуги из-за недостаточного количества элементов, облегчающих возбуждение и стабилизирующих горение дуги (в частности, натрия и калия).
Известен выбранный в качестве прототипа, флюс для сварки [2], содержащий диоксид кремния, оксид марганца, оксид кальция, оксид магния, оксид алюминия, оксид калия, оксид натрия, оксид железа, фторид кальция, отличающийся тем, что в качестве материалов на основе диоксида кремния и оксида марганца использованы пылевидные отходы производства ферросилиция; в качестве материалов на основе оксида кальция, оксида магния использованы пылевидные отходы производства извести; в качестве материалов на основе оксида алюминия, оксида калия, оксида натрия, оксида железа и фторида кальция использованы пылевидные отходы производства алюминия, а в качестве связующего материала, содержащего оксид калия, оксид натрия, использовано калиево-натриевое жидкое стекло, при этом в качестве пылевидных отходов производства извести использована пыль газоочистки с содержанием СаО не менее 85 мас. %, в качестве пылевидных отходов производства ферросилиция использована пыль газоочистки ферросплавного производства с содержанием SiO2 не менее 98 мас. %, а в качестве пылевидных отходов производства алюминия использована пыль электрофильтров, имеющая следующий химический состав, мас. %: Al2O3=21-46,23, F=18-27, Na2O=8-15, К2О=0,4-6%, СаО=0,7-2,3, SiO2=0,5-2,48, Fe2O3=2,1-3,27, Собщ=12,5-30,2, MnO=0,07-0,9, MgO=0,06-0,9, S=0,09-0,59, Р=0,1-0,18; при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Пылевидные отходы | |
производства извести | 33,9-44,5 |
Пылевидные отходы | |
производства ферросилиция | 20,5-31,1 |
Пылевидные отходы | |
производства алюминия | 22-27 |
Жидкое стекло | 8-13 |
Существенными недостатками данного флюса для сварки являются:
- повышенная стоимость при производстве флюса в связи с использованием многокомпонентной системы;
- недостаточная прочность флюса при выполнении операций транспортировки, пересыпки и доставки, а также в ряде случаев неустойчивое горение дуги в связи с низкой концентрацией жидкого стекла во флюсе;
- повышенная окисленность флюса из-за неконтролируемого содержания оксидов железа и марганца, приводящая к неконтролируемому окислению легирующих элементов в свариваемых и наплавляемых изделиях;
- в ряде случаев повышенная загрязненность сварного шва и наплавляемого металла неметаллическими включениями экзогенного характера в связи с пониженными рафинирующими свойствами образующегося шлака из-за высокой концентрации MgO и увеличения в связи с этим температуры плавления и вязкости флюса.
Техническими результатами изобретения являются:
- снижение стоимости при производстве флюса;
- повышение прочности флюса и устойчивости горения дуги из-за оптимизации концентрации жидкого стекла;
- снижение угара легирующих элементов при сварке и наплавке из-за снижения окисленности;
- уменьшение уровня загрязненности стали экзогенными неметаллическими включениями.
Для этого предлагается флюс для сварки и наплавки, содержащий диоксид кремния, оксид марганца, оксид кальция, оксид магния, оксид алюминия, оксид калия, оксид натрия, оксид железа, фторид кальция и калиево-натриевое жидкое стекло, в котором в качестве упомянутых оксидов и фторидов использованы пылевидный ковшевой шлак производства рельсовой стали и пылевидные отходы производства алюминия, при следующем соотношении компонентов, 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 |
при этом пылевидный ковшевой шлак производства рельсовой стали содержит, мас. %: FeO 0,3-1,5, MnO 0,1-2,0, СаО 50,8-53,8, SiO2 24,5-26,2, CaF2 0,01-1,0, Al2O3 3,4-5,0, MgO 7,8-8,7, Собщ 0,1-0,6, S 0,1-0,4, Р 0,3-0,6, а пылевидные отходы производства алюминия имеют следующий химический состав, мас. %: Al2O3 21-43,27, F 18-27, Na2O 8-13, K2O 0,4-6, СаО 0,7-2,1, SiO2 0,5-2,48, Fe2O3 2,1-2,3, Собщ 12,5-28,2, MnO 0,03-0,9, MgO 0,04-0,9, S 0,09-0,46, Р 0,1-0,18.
Заявляемые пределы подобраны эмпирическим путем исходя из качества получаемых при сварке швов, стабильности процесса сварки и наплавки, а также требуемых механических свойств.
Введение в состав флюса пылевидного ковшевого шлака производства рельсовой стали обеспечивает требуемую основность флюса и вязкость получаемой при сварке шлаковой системы. Основность (СаО/SiO2) выбрана исходя из условий обеспечения хороших укрывных свойств и оптимальной рафинирующей способности образующегося шлака по отношению к неметаллическим включениям. Выбранные пределы для CaF2, Al2O3, MgO обеспечивают хорошее формирование шлака и высокие рафинирующие и укрывные свойства формирующихся шлаков. Содержание FeO и MnO выбрано исходя из обеспечения, с одной стороны, низкого окисления легирующих элементов, с другой - хорошей жидкотекучестью шлаковой системы.
Введение в состав флюса пылевидных отходов производства алюминия позволяет:
- проводить активное раскисление за счет образования СО и CO2, образующихся при взаимодействии фтористого углерода CFx (1≥х>0) с растворенным в стали кислородом, при этом в связи с тем, что углерод находится в связанном состоянии, науглероживание стали практически не происходит;
- проводить удаление водорода за счет комплекса фторсодержащих соединений (типа Na2SiF6, NaF, KF, CFx (1≥x>0), AlF3, Na3AlF6), разлагающихся при температурах сварочных процессов с выделением фтора, который в свою очередь взаимодействует с водородом, растворенным в стали, с образованием газообразного соединения HF;
- повысить устойчивость горения дуги за счет элементов, облегчающих ионизацию в столбе дуги (калия и натрия).
Введение жидкого стекла обусловлено, с одной стороны, использованием его в качестве связующего заявляемого флюса для сварки и наплавки, а с другой стороны, как материала повышающего, за счет содержащегося калия и натрия, устойчивость горения дуги.
Для изготовления флюса для сварки в качестве пылевидного ковшевого шлака производства рельсовой стали использовали шлак с содержанием, мас. %: FeO=0,3-1,5, MnO=0,1-2,0, СаО=50,8-53,8, SiO2=24,5-26,2, CaF2=0,01-1,0, Al2O3=3,4-5,0, MgO=7,8-8,7, Собщ=0,1-0,6, S=0,1-0,4, Р=0,3-0,6.
В качестве пылевидных отходов производства алюминия - пыль электрофильтров алюминиевого производства со следующим химическим составом, мас. %: Al2O3=21-43,27, F=18-27, Na2O=8-13, K2O=0,4-6, СаО=0,7-2,1, SiO2=0,5-2,48, Fe2O3=2,1-2,3, Собщ=12,5-28,2, MnO=0,03-0,9, MgO=0,04-0,9, S=0,09-0,46, P=0,1-0,18.
В качестве жидкого стекла применяли калиево-натриевое жидкое стекло с плотностью при 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 проводили смешением компонентов. Полученная смесь перемешивалась в смесителе в течение 25-35 минут до получения однородной массы. Далее смесь выдерживали при температуре 15-30°С в течение 24-28 часов, сушили при температуре 150-300°С в течение 20-30 мин, после чего производили дробление и просев через сито (ячейка 3×3 мм). Гранулы большего размера отправлялись на перемол. Заявляемый флюс для сварки и наплавки использовали на образцах из стали марок 09Г2Д, 09Г2С, 09Г2, 40Г, 65Г, 30ХГСА, 35ХГСА, сварку осуществляли проволокой Св-08ГА.
Влияние изменения химического состава компонентов с граничными, заграничными и заявляемыми пределами флюса для сварки наплавки на различные параметры сварки приведены в таблице.
Использование заявляемой смеси по сравнению с базовой (прототип) позволяет:
1. Снизить стоимость при производстве флюса на 27-56 руб./т;
2. Повысить прочность флюса (отсевы при пересыпке фракции менее 0,1 мм снижены в среднем на 4,6%);
3. Уменьшить угар марганца и кремния в сварном шве и наплавленном металле в среднем на 0,8 и 1,34% соответственно;
4. Улучшить формирование шва при сварке и наплавке за счет стабилизации горения дуги;
5. Уменьшить уровень загрязненности стали экзогенными неметаллическими включениями (загрязненность стали оксидными экзогенными неметаллическими включениями снижена до 0,2-0,7 мм).
Список источников
1. Пат. РФ 2313434, В23K 35/362.
2. Пат. РФ 2492983, В23K 35/36.
Claims (1)
- Флюс для сварки и наплавки, содержащий диоксид кремния, оксид марганца, оксид кальция, оксид магния, оксид алюминия, оксид калия, оксид натрия, оксид железа, фторид кальция и калиево-натриевое жидкое стекло, отличающийся тем, что в качестве упомянутых оксидов и фторидов использованы пылевидный ковшевой шлак производства рельсовой стали и пылевидные отходы производства алюминия, при следующем соотношении компонентов, 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
при этом пылевидный ковшевой шлак производства рельсовой стали содержит, мас.%: FeO 0,3-1,5, MnO 0,1-2,0, СаО 50,8-53,8, SiO2 24,5-26,2, CaF2 0,01-1,0, Al2O3 3,4-5,0, MgO 7,8-8,7, Собщ 0,1-0,6, S 0,1-0,4, Р 0,3-0,6, а пылевидные отходы производства алюминия имеют следующий химический состав, мас.%: Al2O3 21-43,27, F 18-27, Na2O 8-13, K2O 0,4-6, СаО 0,7-2,1, SiO2 0,5-2,48, Fe2O3 2,1-2,3, Собщ 12,5-28,2, MnO 0,03-0,9, MgO 0,04-0,9, S 0,09-0,46, Р 0,1-0,18.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014122213/02A RU2566235C1 (ru) | 2014-05-30 | 2014-05-30 | Флюс для сварки и наплавки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014122213/02A RU2566235C1 (ru) | 2014-05-30 | 2014-05-30 | Флюс для сварки и наплавки |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2566235C1 true RU2566235C1 (ru) | 2015-10-20 |
Family
ID=54327667
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014122213/02A RU2566235C1 (ru) | 2014-05-30 | 2014-05-30 | Флюс для сварки и наплавки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2566235C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2625153C2 (ru) * | 2015-12-25 | 2017-07-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Флюс для сварки и наплавки |
RU2718031C1 (ru) * | 2019-08-06 | 2020-03-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" | Флюс для механизированной сварки и наплавки сталей |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1606297A1 (ru) * | 1989-03-14 | 1990-11-15 | Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Флюс дл электродуговой сварки и наплавки |
SU1712113A1 (ru) * | 1988-05-23 | 1992-02-15 | Научно-производственное объединение по технологии машиностроения | Сварочный плавленый флюс |
RU2313434C2 (ru) * | 2005-12-28 | 2007-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Северное машиностроительное предприятие" | Плавленый флюс марки фап-1 для электродуговой сварки хладостойких сталей |
WO2008072835A1 (en) * | 2006-12-13 | 2008-06-19 | Kiswel Ltd. | Sintered flux for submerged arc welding |
-
2014
- 2014-05-30 RU RU2014122213/02A patent/RU2566235C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1712113A1 (ru) * | 1988-05-23 | 1992-02-15 | Научно-производственное объединение по технологии машиностроения | Сварочный плавленый флюс |
SU1606297A1 (ru) * | 1989-03-14 | 1990-11-15 | Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Флюс дл электродуговой сварки и наплавки |
RU2313434C2 (ru) * | 2005-12-28 | 2007-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Северное машиностроительное предприятие" | Плавленый флюс марки фап-1 для электродуговой сварки хладостойких сталей |
WO2008072835A1 (en) * | 2006-12-13 | 2008-06-19 | Kiswel Ltd. | Sintered flux for submerged arc welding |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2625153C2 (ru) * | 2015-12-25 | 2017-07-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Флюс для сварки и наплавки |
RU2718031C1 (ru) * | 2019-08-06 | 2020-03-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" | Флюс для механизированной сварки и наплавки сталей |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3177340A (en) | Flux-cored electrode and process of welding | |
EP1698428B1 (en) | Welding flux | |
JP3392347B2 (ja) | サブマージアーク溶接用焼成型フラックスおよびその製造方法 | |
RU2566235C1 (ru) | Флюс для сварки и наплавки | |
US20100275728A1 (en) | Method in connection with steel production | |
CA2931661A1 (en) | Flux for submerged arc welding | |
CA2919614A1 (en) | Flux for submerged arc welding | |
RU2566236C1 (ru) | Флюс для сварки и наплавки | |
JP5922078B2 (ja) | サブマージアーク溶接に用いる溶融型フラックス | |
RU2576717C2 (ru) | Флюс для сварки | |
RU2643027C1 (ru) | Флюс для механизированной сварки и наплавки сталей | |
RU2484936C1 (ru) | Керамический флюс-добавка | |
RU2492983C1 (ru) | Флюс для сварки | |
RU2643026C1 (ru) | Флюс для сварки | |
JP5912969B2 (ja) | サブマージアーク溶接に用いる溶融型フラックス、およびそれを用いた溶接方法 | |
RU2625153C2 (ru) | Флюс для сварки и наплавки | |
RU2623981C2 (ru) | Шихта порошковой проволоки | |
JP3433681B2 (ja) | サブマージアーク溶接用焼成型フラックスおよびその製造方法 | |
RU2467853C1 (ru) | Керамический флюс-добавка | |
RU2536313C1 (ru) | Порошковая проволока для подводной сварки мокрым способом | |
RU2595161C2 (ru) | Порошковая проволока для механизированной подводной сварки | |
US20210114148A1 (en) | Flux for submerged arc welding | |
CN104043912A (zh) | 一种适用于管线钢焊接用自保护药芯焊丝 | |
RU2623982C2 (ru) | Флюс-добавка | |
RU2753346C1 (ru) | Флюс для механизированной сварки и наплавки сталей |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170531 |