Флюс для сварки меди и ее сплавов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ти) 538869 Союз Советских Социалистических ресвурвик(51) М. Кл. 35 362 Государственный коми Совета Министров ССС но девам изобретений(72) Авторы изобретения Л. К. Босак, В. М. Илюшенко, С. М. и А. П. Алексеенко ена Ленина и ордена Трудового Красного 3 электросварки им, Е. О, Пато(54) ФЛЮС ВАРКИ МЕДИ И ЕЕ СПЛАВО Нимеет следую остав,сьочИзобретение относится к сварке, в частности к составу плавленного флюса для дуговой сварки меди и низколегированных медных сплавов.Для дуговой автоматической сварки изделий и полуфабрикатов из меди и низколегированных медных сплавов используют плавленные флюсы 11, разработанные для сварки углеродистых и легированных сталей. Недостатком этих флюсов является пониженная стойкость швов против пористости, особенно при сварке металла больших толщин. Высокое содержание окиси кремния и окиси марганца во флюсах марки АНА, АН, ОСЦприводит к значительному переходу кремния и марганца в металл сварочной ванны, что существенно снижает электропровод- ность металла швов на меди по сравнению с основным металлом. Это ограничивает использование данных флюсов для сварки изделий из меди для электротехнической промышленности.Известен также флюс марки АН21, Обладая лучшими по сравнению с другими флюсами формирующими свойствами и обеспечивая практически равноценную с основным металлом электропроводность металла швов, этот флюс нашел преимущественное применение при сварке медных изделий и полуфабрикатов. Флюс А щий свес, %:Окись кремния 29 - ЗЗ Окись алюминия 19 - 23 5 Окись марганца 2,5 - 4Окись магния 15 - 18 Окись кальция 4 - 8 Фтористый кальций 20 - 24Однако получить беспористые швы под О флюсом АН, например, на хромовой бронзе (0,4 - 0,8% Сг, остальное Сц) толщиной 30 мм затруднительно. Сварка металла толщиной 30 - 40 мм и более является важным вопросом при изготовлении изложниц кри сталлизаторов печей вакуумнодугового иэлектрошлакового переплава.С целью повышения стойкости сварныхшвов против пористости при сохранении равнозначной с основным металлом электропро- О водности металла швов флюс дополнительносодержит двуокись марганца при следующем соотношении компонентов, вес. %:Окись кремния 32 - 36 Окись алюминия 8 - 12 5 Двуокись марганца 0,2 - 1Окись магния 15 - 18 Окись кальция 0,5 - 6Фтористый кальций Остальное.Флюс дополнительно содержит двуоки О титана 0,7 - 1,5%, который повышает сварМп,Ов СаР,А 10 з МаО МдО СаО Т 1 О 0,1 0,1 0,1 0,1 29,8 25,4 22,5 28,3 0,85 0,67 0,92 0,79 0,1 0,1 0,1 0,1 34,4 34,5 33,8 33,5 2,5 11 16 3 9,5 8,8 9,0 9,2 8,2 9,5 9,8 8,1 15,4 16,9 17,7 17,3 0,6 3,559 0,5 1,05 0,53 0,18 0,97 1,14 но-технологические свойства. Основной причиной образования пор при сварке меди и ее сплавов является водород, поступающий в зону сварки из окружающей атмосферы, и за счет влаги, содержащейся в небольших количествах в сварочных материалах.Поры в швах на меди возникают вследствие значительного перепада растворимости водорода при ее затвердевании, а также взаимодействия растворенного водорода с содержащимся в металле сварочной ванны кислородом с образованием паров воды, Кроме того, в зоне горения дуги водород диффундирует в основной металл под оплавленные поверхности и, вступая в реакцию с включениями закиси меди, образует поры на месте этих включений, что приводит к возникновению у линии сплавления упомянутых выше рыхлых прослоек.Следовательно, связывание водорода в атмосфере дуги и снижение тем самым его парциального давления является важнейшимфактором обеспечения условий повышения стойкости сварных соединений против пористости,При использовании предложенного флюса увеличение парциального давления кислорода достигается за счет реакции2 МпгО, - -4 МпО+ Ог. Таким образом, выделяющийся кислород связывает свободный водород в гидроксил, что приводит к повышению стойкости сварных соединений против пористости.Опытами установлено, что при содержании во флюсе Мп,О, в количестве 0,2/а и более стойкость сварных швов против пористости возрастает в два раза по сравнению с флюсом АН. При этом увеличение содержания МпгОз свыше 1/а уже приводит к заметному окислению металла шва.При промышленном изготовлении плавленПредложенный флюс обеспечивает получение плотных швов при сварке толстолистового металла и позволяет практически устранить микропористость сварных соединений из кислородсодержащей меди. 4ных флюсов сырьевым материалом для вводйв их состав МпО является марганцевая руда,представляющая собой МпОВ процессе плавки МпОг разлагается до5 Мп,О, и затем до МпО. Установлено, что, используя простые приемы плавки, заключающиеся в порядке засыпки компонентов в печь,содержание Мп,О, в пределах 0,2 - 1 а/а обеспечивается при введении соответствующего10 количества марганцевой руды с получениемво флюсе 8 - 12 а/а МпгОаТакая степень окисленности флюса (более0,2 а/а МпгОа), несмотря на повышенное по сравнению с флюсом АНсодержание МпО,15 препятствует заметному переходу Мп, а также Я из расплавленного шлака в металлшва, чем обеспечивается одинаковая с основным металлом его электропроводность присварке электротехнической меди, Однако при20 увеличении содержания МпО свыше 12 а/а переход Мп в металл шва увеличивается.Более высокая температура плавленияфлюса АНпо сравнению с медью (1150 и1083 С соответственно) ухудшает его общие25 сварочно-технологические свойства, так какпри этом ухудшаются условия формированияи дегазации кристаллизующегося металл шва.С целью снижения температуры плавленияи вязкости флюса при температуре кристал 30 лизации меди и тем самым улучшения егосварочно-технологических свойств в составфлюса введено дополнительно 0,7 - 1,5/а Т 1 Ог,при этом температура плавления флюса составляет 1000 - 1020 С.35 Предложенный флюс содержит в качествепримесей не более 1/а РегОа, 0,1/, Р,0,1/ Б.Эти примеси вносятся шихтовыми материалами и в указанных количествах не влияют40 на качество сварки,Состав флюса различных плавок приведенв таблице. Формула изобретения 45 1. Флюс для сварки меди и ее сплавов, преимущественно низколегированных медных сплавов, содержащий окись кремния, окисьЗаказ 2819/14 Изд. Мо 1871 Тираж 1178 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Тийография, пр. Сапунова, 2 алюминия, окись марганца, окись магния, окись кальция, фтористый кальций, отличаю щ и й с я тем, что, с целью повышения стойкости сварных швов против пористости при сохранении равнозначной с основным металлом электропроводности металла швов, флюс дополнительно содержит двуокись марганца при следующем соотношении компонентов, вес. %:Окись кремнияОкись алюминияОкись марганцаДвуокись марганцаОкись магния Окись кальция 0,5 - б Фтористый кальций Остальное,2. Флюс по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения сварочно-технологических свойств флюса, он дополнительно содержит двуокись титана 0,7 - 1,5/о. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:10 1. В. В, Подгаецкий и др. Электроплавленные флюсы, 1968,2. В. В. Подгаецкий и др. Электроплавленные флюсы, 1968, флюс марки АН,