SU1712113A1

SU1712113A1 - Сварочный плавленый флюс

Info

Publication number: SU1712113A1
Application number: SU884428854A
Authority: SU
Inventors: Сергей Александрович Курланов; Николай Николаевич Потапов; Александр Вадимович Баженов; Александр Степанович Зубченко; Валерий Борисович Назарук; Николай Павлович Воличенко; Анатолий Александрович Бугаец
Original assignee: Научно-производственное объединение по технологии машиностроения; Производственное Объединение Атомного Турбостроения "Харьковский Турбинный Завод" Им.С.М.Кирова
Priority date: 1988-05-23
Filing date: 1988-05-23
Publication date: 1992-02-15

Abstract

Изобретение относитс к сварке и касаетс составов плавленых флюсов дл механизированной многопроходной сварки. Цель изобретени - повышение производительности процесса многопроходной сварки кольцевых швов изделий диаметром 100-500 мм. Содержание компонентов флюса и соотношение между ними обеспечивает интервал кристаллизации шлака в интервале температур 1200-1450°С, что позвол ет удалить шла1<овую корку до момента окончательной кристаллизации шва^ В зкость шлака не менее 0,04 Па • с при температуре кристаллизации стали обеспечивает необходимое удерживание сварочной ванны от стекани . Флюс содержит, мае.%: диоксид кремни 33-37; монооксид марганца 3-6; оксид алюмини 15-21; оксид кальци 5-9; оксид магни 18-22; фторид кальци 6-12; фторид магни 1-4; фторид натри 3-6. 1 табл., 1 ил.(Л

Description

Изобретение относитс к сварке и касаетс составов флюсов Дл механизированной многопроходной сварки, в том числе сварки кольцевых швов труб и патрубков диаметром от 100 мм и выше, с располй ёнием швов как на горизонтальной, так И на вертикальной поверхности.

Целью изобретени вл етс повыше-, ние производительности процесса многопроходной сварки кольцевых швов изделий диаметром 100-150 мм за счет увеличение температурного интервала кристаллизации шлака и уменьшени времени до его отделени .

Флюс благодар указанному содержанию компонентов и соблюдению установ ленного соотношени обладает широким

температурным интервалом кристаллизации (1200-1450°С), что способствует посте- пенному возрастанию сил сцеплени на межфазной границе шлак - металл и позвол ет осуществл ть удаление шлаковой корки в высокотемпературной части шва до момента ее окончательной кристаллизации, что и обеспечивает повышение производительности процесса многопроходной сварки кольцевых швов изделий диаметром 100-150 мм.

При значении установленного соотношени между СаО, СаР2, МдО и МдРа более -0,7 повышаетс скорость кристаллизации шлака с соответствующим увеличением сил адгезии, что затрудн ет удаление шлака в высокотемпературной области шва. При

значени х этого соотношени менее 0,4 структура шлака приобретает камневидное строение, нарушаетс формирование поверхности шва.

При содержании оксида кальци менее 5% чрезмерно повышаетс плотность шлака , что затрудн ет удаление газов из зоны сварки и отрицательно сказываетс на формировании поверхности шва.

При повышении содержани оксида кальци более 9% увеличиваетс концентраци двухкальциевого силиката, что повышает скорость кристаллизации и увеличивает адгезию (сцепление) поверхностных слоев металла и шлака.

При снижении содержани оксида магни ниже 18% и фторида магни ниже 1% суммарное количество ионов магни в шлаковом расплаве становитс недост-аточным, в результате чего образующа с шлакова корка не обладает необходимой прочностью дл ее механического удалени в высокотемпературной области шва. При содержании оксида магни выше 22% и фторида магни выше 4% снижаетс в зкость шлака при температуре выше 1500°С, что делает его чрезмерно жидкотекучим и неспособным удерживать жидкую сварочную ванну мег-.та от стёкани при сварке на вертикаль |0й плоскости.

Снижение содержани фторида кальци ниже 6% отрицательно сказываетс на стойкости против порообразовани .

При повышении содержани фторида кальци более 12% уменьшаетс температурный интервал кристаллизации шлака, что уменьшает высокотемпературную область отделимости шлака, затрудн непрерывное ведение процесса сварки

Снижение содержани диоксида кремни или оксида алюмини ниже 33 и 15% срответственно ухудшает формирующую способность шлака и делает его нетехнологичнЫм при сварке в разделку. Повышение содержани оксида кремни более 37% и оксида алюмини более 21 % вызывает рост содержани окисных включений в металле шва, что отрицательно сказываетс на пластических свойствах сварного соединени .

Изменение установленных пределов оксида марганца и фторида натри нарушает характер протекани металлургических реакций в сварочной ванне, что снижает механические свойства металла швов.

Дл проверки сварочно-техцологических возможностей предлагаемого состава флюса были изготовлены флюсы, составы которых приведены в таблице.

Указанные флю.сы были использованы дл сварки макетов патрубков диаметром

100 мм из стали 22К. Полученные при этом сварные соединени были подвергнуты контролю просвечиванием, результаты которого приведены в таблице.

5На высокотемпературном вибрационном вискозиметре определ ли в зкость флюсов в диапазоне температур 10001700°С , по результатам которой устанавливали температурный интервал кристаллизации. При этом определ ли работу удалени шлака в зависимости от температуры контактирующей поверхности шлак - металл . Полученные зависимости дл предлагаемого (3) и известного (i,2) флюсов

5 приведены на чертеже.

В процессе сварки определ лось врем от момента прохождени сварочной дуги до начала отделени шлаковой корки. Дл реализации непрерывного процесса многопроходной сварки изделий диаметром 100-150 мм это врем не должно превышать 30 с. т.к. в противном случае требуетс остановка процесса дл охлаждени издели .

Как показали проведенные исследовани , сварочные флюсы Ns 1-4, соответствующие предлагаемому составу, за счет увеличенного (250°С) температурного интервала кристаллизации и св занного с этим постепенного нарастани сил сцеплени шлака с поверхностью металла шва обеспечивают услови дл легкого удалени шлаковой корки через 15-20 с после сварки в высокотемпературной области (см. чертеж , зависимость 3). Флюсы МгМг 5-7, содержание компонентов у которых выходит за установленные пределы, имеют узкий (50°С) температурный интервал кристаллизации, что не позвол ет удал ть шлаковую корку в высокотемпературной области из-за быстрого нарастани сил сцеплени шлака с поверхностью металла шва.

Отделение шлаковой корки этих флюсов становитс возможным только через 80-180 с после прохождени дуги, поэтому их нельз

5 использовать при многопроходной сварке кольцевых швов изделий диаметром100500 мм.

Проведенные исследовани показали, что вторым необходимым условием дл реализации процесса сварки на вертикальной поверхности и изделий малого диаметра вл етс определенна (не менее 0,04 Па-с) в зкость шлака при 1530°С - температуре кристаллизации свариваемой стали. Флюсы

5 № 5-7, составы которых выход т за установленные пределы, не обеспечивают требуемых значений в зкости при указанной температуре и не способны удерживать жидкую сварочную ванну металла от стекани при сварке на вертикальной поверхности , что приводит к образованию дефектов в сварных соединени х.

Контроль качества сварных соединений при сварке под флюсами, составы которых приведены в таблице, осуществл лс методом просвечивани . Согласно нормам, максимально допустима суммарна приведенна площадь включений на любые 100 мм прот женности шва при сварке изделий данного типа не должна превышать 36 мм. Приведенные в таблице данные показывают , что при использовании флюсов предлагаемого состава (№ 1-4) количество получаемых включений в 2-3 раза ниже допустимых значений, а флюсы, содержание компонентов у которых выходит за установленные пределы, требуемого качества не обеспечивают.

Формул а изобретени Сварочный плавленый флюс, Содержащий диоксид кремни , монооксид марганца , оксиды алюмини , магни и кальци , фториды кальци , магни и натри , отличающийс тем, что, с целью повышени производительности процесса многопроходной сварки кольцевых швов изделий диаметром 100-500 мм за счет увеличени емпературного интервала кристаллизации шлака и уменьшени времени до его отделени , флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мае.%:

Диоксид кремни 33-37

Монооксид марганца3-6

, Оксид алюмини 15-21

Оксид кальци 5-9

Оксид магни 18-22 Фторид кальци 6-12

Фторид магни 1-4

Фторид натри 3-6

при этом отношение суммарного содержани оксида и фторида кальци к суммарному содержанию оксида и фторида магни составл ет 0,4-0,7.

Удельна работа удалени , Л к/cff2

1500то 500

Температура контактирующих поверхнастей, °С

20° С

Claims

Формула изобретения 20

Сварочный плавленый флюс, Содержащий диоксид кремния, монооксид марган ца, оксиды алюминия, магния и кальция, фториды кальция, магния и натрия, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса многопроходной сварки кольцевых швов изделий диаметром 100-500 мм за счет увеличения температурного интервала кристаллизации шлака и уменьшения времени до его отделения, флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:

Диоксид кремния 33-37 Монооксид марганца 3-6 Оксид алюмийия 15-21 Оксид кальция 5-9 Оксид магния 18-22 Фторид кальция 6-12 Фторид магния 1-4 Фторид натрия 3-6

при этом отношение суммарного содержания оксида и фторида кальция к суммарному содержанию оксида и фторида магния составляет 0,4-0,7.

№ п/п Соде ржание во Флюсе, мае.% CaO+Ca F2 Температурный интервал кристаллизации, °C Вязкость' шлака при температуре 1530® С, Ла · с Суммарная площадь включений на 100 мм . протяженности шва, мм² Время до отделения шлака,с SIO1 МпО AI2O3 СаО MgO CaFj MgFz NaF MgCHMgfi 1 2 3 4 5 в 7 33 37 34 33 36 32 39 3 3 6 4 4 8 2 21 15 15 17 16 22 14 5 5 7 9 8 4 11 22 21 18 21 20 22 17 • 6 12 6 7 10 4' 4 4 3 1 4 2 4 6 6 4 3 5 4 4 7 0.4 0.7 0,7 0.6 0.8 0.3 0.65 1200-1450 1200-(450 1200-1450 1200-1450 1200-1250 1400-1451 1150-1200 0.05 0.05 0.05 0.05 0.03 0.02 0.02 10 15 15 10 60 ; 90 80 15 20 20 15 120 90 180

\ ^! 40 !

Удельная радота удаления силана, Дж/см²