Керамический флюс для автоматической сварки высоколегированных сталей и сплавов

СОКИ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ЫЮ В 23 К 35/362 ОМИТЕТ СССР ТЕНИЙ ИОТНРЫТИ 4ГОСУД АРСТВЕННЫИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ОПИСАН К АВТОРСКОМ ИЕ ИЗО Е ВИДЕТЕЛЬСТ 0,5-2нцентрат 8-14.(71) Ордеиа Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. Е,О. Патона(56 )1. Каховский Н. И. Сварка высоколегированных сталей. - "Техника", К.,1975.2. Авторское свидетельство СССРВ 833405,.кл. В 23 К .35/365, 03.10,79.3, Авторское свидетельство СССР9 350615, кл. В 23 К 35/Зо 2, 12.04,71(54)(57) КЕРАМИЧЕСКИЙ ФЛЮС ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ, содержащий мрамор флюоритовый концентрат, рутиловый концентрат, ферроалюминий, хромовую руду,;хром металлический, марганец, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения сварочно-технологических свойств флюса, он дополнительно содержит нефелиновый концентрат и ферротитан при следующем соотношении компонентов флюса, мас.ЪФлюоритовый концентрат 30-40 Рутиловый концентрат 28-34 Мрамор 3-7 Ферроалюмнний 0,5-1,5 Хромовая руда 8-15 Хром металлический 1-6 Марганец 1-4ФерротитанНефелиновый коИзвестен керамический флюс для автоматической сварки глубокоаустенитных коррозионностойких сталей, содержащий компоненты в следующем соотношении, мас.В:Рутиловый концентратФлюоритовый концентратМраморОкись хромаГематитФерротитанФерроалюминийЛигатура бариевая 30 50-6015-302-62-8. 2-46-100,5-50,2-0,8 40 Данный флюс обеспечивает высокую технологическую прочность металла полученных шков (2) .Однако при сварке сталей повышенных толщин в сочетании с известным флюсом трещиноустойчивость металла швов значительно снижается, наплавленный металл имеет недостаточную растекаемость, что при сварке в глубокую разделку приводит к подворотам валиков и защлаковкам, Кроме того, опыт применения указанного флюса показал, что при определенных условиях его изготовления (когда содержащийся во флюсе ферротитан и ферроалюминий имеют много мелкодисперсной Фракции) и сварке с повышенным на пряжением на дуге (более 36 В для повышения растекаемости валиков) 60 в наплавленном металле увеличивается содержание кремния вследствие восстановления последнего из флюса, При этом повышается склонность швов к трещинам, отделимость шлаковой корки 65 Изобретение относится к сварочным материалам, в частности к керамическим флюсам для автоматической сварки высоколегированных,стабильноаустенитных коррозионностойких сталей и сплавов. 5При изготовлении химического обо. рудования из аустенитных коррозионностойких сплавов 06 Х 23 Н 28 МЗДЗТ (ЭИ 943), ОЗХ 23 Н 28 МЗДЗТ (ЭП 516), стали04 Х 21 Н 21 МЧБ (ЗИ 35)э 06 Х 16 Н 15 МЗТ 1 О (ЭИ 580), ОЗХ 16 Н 15 МЗ (ЭИ 844) в настоящее время применяется для механизированной сварки плавленный флюс АНЦ .Однако применение данного флюса 35 ограничено толщиной свариваемого металла (до 14 мм), что обусловлено недостаточным уровнем технологической прочности металла швов. Кроме того флюс характеризуется низкими сварочно-технологическими свойствами (образование на поверхности швов трудноудаляеьщх частичек шлака, неудовлетворительная растекаемость наплавленного металла, приводящая к 25 ухудшению формирования металла шва . и образованию дефектов в виде пор и шлаковых включений).заметно ухудшается. На поверхностйваликов появляется прилипший шлак,который трудно удаляется. Наиболее близким к изобретению является керамический флюс для сваркивысоколегированных аустенитных сталей, содержащий компоненты в следующем соотношении, мас.%Флюоритовый конфентрат(рутия)ГлиноземМагнезийОкись хрома (хромоваяруда) 5-10Ферросилиций 0,5-2Хром 5-11Ферромарганец (марганец) до 53)люминий (ферроалюминий) 0,5-2Данный флюс обеспечивает достаточно высокую технологическую прочность наплавленного металла (З .Однако сварочно-технологическиесвойства флюса при сварке большихтолщин невысоки. К таким свойствам,требующим улучшения, относятся растекаемость наплавленного металла,отделимость шлаковой корки и формирование металла шва.Цель изобретения - улучшение сварочно-технологических свойств флюсапри сохранении высокой технологическо прочности металла швов,Поставленная цель достигаетсятем, что керамически Флюс для автоматической сварки высоколегированныхсталей и сплавов содержащий флюоритовыйконцентрат, рутиловый концентрат, мрамор, металлический хром,марганец, хромовую руду и ферроалюминий, дополнительно содержит нефелиновый концентрат и ферротитан приследующем соотношении компонентовфлюса, мас. ЪФлюоритовый концентрат 30-40Рутиловый концентрат 28-34Мрамор 3-7Ферротитан 0,5-2Ферроалюминий 0,5-1,5Нефелиновый концентрат 8-14Хромовая руда 8-15Хром металлический 1-6Марганец 1-4 2,5"5 12-15 12-15 Улучшение сварочно-технологических свойств достигается введением в керамический флюс нефелинового концентрата, а также активного рас.-. кислителя ферротитана, и выбранным соотношением остальных составляющих флюса. Нефелиновый концентрат, благодаря наличию в нем кремнезема и окиси алюминия, повышает растекаемость жидкого металла при плавлении, улучшает смачиваемость жидким металлом твердого, В связи с этим обеспечивается плавный переход наплавленного валика к основному, т,е. хорошее Формирование швов. Раскисление флюса ферроалюминием и Ферротитаном обеспечивает понижение активности в нем свободного кислорода и предотвращает образование шпинелей типа МеО вЬ. ,на границе металл-шлак. БлагодаРя укаэанному на поверхности закристаллизовавшихся швов отсуте ствуют участки с прилипшим шлаком 10 и обеспечивается легкая отделимость шлаковой корки.Экспериментально установлено, что высокому уровню сварочно-технологических свойств флюса способствует 15 выбранное отношение Флюоритового концентрата к рутиловому концентрату, которое, находится в пределах 1,1-1,3Хромовая руда предотвращает окисление хрома из сварочной ванны, тем 2 О самым способствует сохранению химического состава металла шва по хрому на требуемом уровне, и предотвращению,образования шпинелей на границе шлак - металл, Используется 25 также благоприятное влияние хромовой руды на металлические процессы при сварке, а именно способность окислять такой вредный элемент, как кремний.Наличие хрома металлического во Ящюсе в количестве 1-6 мас.В. способствует повышению скорости кристаллизации металла шва за счет захолаживания кристаллизующейся части сварочной ванны, тем саьым повьааает технологическую. прочность швов иэ"за снижения времени пребывания металла в температурном интервале хрупкости.Наличие марганца металлического во флюсе в количестве 1-4 мас.В обеспечивает долегирование металла чистоаустенитных швов марганцем, положительное влияние которого на технологическую прочность аустенитных швов общеизвестно. 45Для сварки глубокоаустенитного корроэионностойкого сплавамарки ЭИможет быть приведен, например, Флюс составов мас.%),приведенных в табл.1,В табл. 2 приведены химический 50 состав наплавленного металла, данные испытаний флюса на растекаемость 1 наплавленного металла (1 мм) и стойлкость многослойных швов против образования горячих трещин при сваркесплава ЭИ 943 проволокой И 4 юютакого же состава.Автоматическую сварку стыков изстали ЭИ 94316 мм, выполняютв два прохода автоматом ТСМ напостоянном .токе обратной полярностина режиме: 3= 450 А, О= 32-36 В,Чз = 17 22 м/ч.Растекаемость нанлавленного металла оценивают по ширине (В мм) валиков, наплавляемых нахолодно на пластину из стали ЭИтолщиной 516 ммна постоянном режиме: Зсе = 450 АфМ щ 34 В Чсе = 20 м/ч.Стойкость многослойных швов против горячих трещин (,Ар, мм/мин)оценивают при статическом изгибестыков образцов в.процессе сварки.. Керамический флюс нового составаобладает хорошими сварочно-технологическими характеристиками: газовыде-ление незначительное, дуга горит устойчиво, шлак легко удаляется с поверхности всех валиков, в том числеи при сварке в глубокую разделку даже на небольших напряжениях, валикиимеют гладкую чистую поверхность,на оптимальных режимах в швах отсутствуют трещины, поры, шлаковые включения и другие дефекты.Предлагаемый керамический флюсобладает хорошими сварочно-технологическими свойствами при сварке наиболее распространенных коррозионностойких сталей типа 18-10, 21-5,17-13-3, 22-6-2 и др.Флюс прошел всестороннюю проверкув лабораторных условиях при автоматической сварке стыковых образцовиз стали ЭИтолщиной 20-40 ммс типовыми разделками. Результатыиспытаний подтвердили высокое качество сварки при использовании предлагаемого Флюса.Применение флюса предлагаемогосостава" в производстве ответственных конструкций химического машиностроения позволит повысить качествосварки, улучшить условия труда сварщиков и получить значительный экономический эффект,1079388 Таблица 1 Содержание в составах, мас,ФееюеаеЕв 1 11 111 1 Ч Ч Компоненты 36 35,5 40 28 Марганец металлический 1 2 0,5 ферротитан ферроалюминий 1,5 1 0,5 Таблица 2 Содержание элементов в металле шва, в Ъ мм Критичес - кая скорость деФормации,мм/мии Сварочный флюсв составах Мп 81 Сг 0,035 0,59 0,24 22,8 27,8 с,8 3,2 2,5 06 0,017 27 9,5 О акаренко Составитель Т. Арестедактор Н. Воловик Техред А.Вабинец КорректоТираж 103 Государственно елам иэобретени Москва, Ж, Р Подписикомитета СССРи открытийшская наб., д, 4/5 каэ 1219/11 ВНИИП по 113035, илиал ППП "Патент ", г. Ужгород, ул. Проектная флюоритовый концентратРутиловый концентратНефелиновый концентратХромовая рудаМраморХром металлический 1. 0,038 0,41 0,18 23,5 2 30 29 10 8 11 15 5 3 3 б 3 1 Зб 30 30 34 14 10 8 10 7 6 1 Э 2 4 1,5 2 0,5 1