Сварочный плавленый флюс

(51)5 В 23аеас (Ы ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИ(71) Научно-производственноеобъединение по технологии машиностроения и Производственное объединение атомного турбостроения "Харьковский турбинный завод" им. С.М.Кирова(54) СВАРОЧНЫЙ ПЛАВЛЕНЫЙ ФЛЮС (57) Изобретение относится к сварке и касается составов плавленых флюсов для мехаИзобретение относится к сварке и касается составов флюсов для механизированной многопроходной сварки, в том числесварки кольцевых швов труб и патрубковдиаметром от 100 мм и выше, с расположением швов как на горизонтальной, так и навертикальной поверхности,Целью изобретения является повыше-.ние производительности процесса многопроходной сварки кольцевых швов изделййдиаметром 100 - 150 мм за счет увеличениетемпературного интервала кристаллизацйишлака и уменьшения времени до его отделения,Флюс благодаря указанному содержа-нию компонентов и соблюдению установленного соотношения обладает широкимГ ав ЯО 00 17121 13 А 1 низированной многопроходной сварки.Цель изобретения - 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 позволяет удалить шлаковую коркудо момента окончательной койсталлизации шва; Вязкость шлака не менее 0,04 Па с при температуре кристаллизации стали обеспечивает необходимое удерживание сварочной ванны от стекания, Флюс содержит, мас.0/: диоксид кремния 33 - 37; монооксид марганца 3-6; оксид алюминия 15 - 21; оксид кальция 5 - 9; оксид магния 18 - 22; фторид кальция 6 - 12; фторид магния 1 - 4; фторид натрия 3-6. 1 табл., 1 ил. температурным интервалом кристаллизации (1200 - 1450 С), что способствует, посте- пенному возрастанию сил сцепления на межфазной границе шлак - металл и позво 1 ляет осуществлять 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 соотношения между СаО, Са 1-2, М 90 и М 9 Г 2 более 0,7. повышается скорость кристаллизации шлака с соответствующим увеличением сил адгезии, что затрудняет удаление шлака в высокотемпературной области шва; Пришения менее 0,4 100 мм из стали 22 К, Полученные при этомзначениях этого соотношения менееструктура шлака прио рета тб етает камневидное сварные соединения были подвергнуты констроение, нарушается формировани иф вание по- тролю просвечиванием, результаты которого приведены в таблице.верхности шва.ида кальция менее 5 На высокотемпературном р цида кал виб а ионПри содержании оксида калт оп е еляли вязкостьо овышается плотность шла- ном вискозиметре опред лка что зат дняет удаление газов из зоны флюсов в диапазоне темпера урт 1000 сварки и отрицательно сказывается на фор-, по ре1700 С, по езультатам которой устанавливали температурный интервал кристалмировании поверхности шва.При повышении содержанияержания оксида 10 лизации. При этом определяли работу удакальция более 9 увеличивается кается концент- ления шлака в зависимости от температурырация двухкальциевого силиката, чиликата, что повы- контактирующей поверхности шлак - мек исталлизации и талл, Полученные зависимости для предлалюсовувеличивает адгезию (сцепление) поверхно- гаемого (3) и известного (1,2, флюсовстных слоев металла и шлака. 15 приведены на чертеже.При снижении содерж но ержания оксида маг- В процессе сварки определялось время180 ф а магния ниже 10 от момента прохождения сварочной дуги дония ниже 180 и фторида магния нижсуммарное количество ионов мнов магния в шла- начала отделения шлаковои корки, Для рковом расплаве становится недо тс аточным лизации непрерывного процесса многопро0в результате чего о разующаяся шлб шлаковая 20 ходной сварки изделий диаметром 100- 5т Ос.т к,б ет необхо имой прочно- мм это время не должно превышать 3 с. т,к,б ется остановкастью для ее механического удаления в высо- в противном случае тре укотемпературной о ластикоте р ур б асти шва, При процесса для охлаждения изделия.гги Как показали проведенные исследовасодержании оксида магния выше ито ида магния вышеснижает я4е ся вяз ния, сварочные флюсы М 1-4, соответствуф рдитемпе ат евыше 1500 С, ющие предлагаемому составу, за счеткость шлака при температуре выше( 0 С) темпе ат ного ино чрезмерно жидкотекучим и увеличенного (25 ) тем р урчто делает его чрнеспособным удерживать жидкую свароч- тервала кристаллизац ии и связанного сн ю ванну ме -.ла от стекания при ври сварке этим постепенного нарастания сил сцеплеУти, 30 ния шлака с поверхностью металла швана вертикал ой плоскости,Снижение содержания фторидфторида каль- обеспечивают условия для легкого удаленияция ниже 60 отрицательно сказы втельно сказывается на шлаковой корки через 15 - 20 с после сваркистойкости против пороо разования.При повышении содержания фториджания фторида теж, зависимость 3). Флюсы ВМ 5 - 7, содеркальция более 12 уменьшается темпера жание компонентов у которых выходит затурный интервал кристаллизации шлак,шлака установленные пределы, имеют узкий(50 С)что уменьшает высокотемпературна урную об- температурный интервал кристаллизации,ласть отделимости шлака, затрудняярудняя непре- что не позволяет удалять шлаковую корку ввысокотемпературной области из-за быстрывное ведение процесса сварки.Снижение содержания диоксида крем рого нарастания сил сцепления шлака с по, ния или оксида алюминияюминия ниже 33 и 150 верхностью металла шва,соответственно ухудшает формируф р ирующую Отделение шлаковой корки этих флюсовспособность шлака и делделает его нетехноло- становится возможным только через 80-180 с погичным при сварке в разделку,лк, Повышение сле прохождения дуги, поэтому их нельзясодержания оксида кремния олремния более 37% и 45 использовать при многопроходной сваркем 10 -оксида алюминия более 210 вызывает рост кольцевых швов изделий диаметром 0 -содержания окисных включений в металле 500 мм,шва, что отрицательно сказываетсяк зывается на пла- Проведенные исследования показали,в йствах сварного соединения, что вторым необходимым условием для реастических свойствах сварнса сва ки на ве тикальнойИз енение установленных пределов 50 лизации процесса сварк рф а натрия наруша- поверхности и изделий малого диаметра явПа сет характер протекания металлургических ляется определенная (не менее 0,04 а с)реакций в сварочной ванн, чрочной ванне, что снижает вязкость шлака при 1530 С - температуре. Флюсымеханические свойства металла шй тва металла швов. кристаллизации свариваемой стали. люсыарочно-технологиче М 5 - 7, составы которых выходятзаустановДля проверки сварочн -ских возможностеи предлагтей и едлагаемого состава ленные пределы, не обеспечивают требуефлюса были изготовлены флюсы, составы мых значений вязкости при указаннойкоторых приведены в та лице.аблице. температуре и не способны удерживатьУказанные флюсы были использованы жидкую сварочную ванну металла от стекадля сварки макетов патруатрубков диаметром ния при сварке на вертикальной поверхно1712113 Вязкость алака при темпер ре 15 ЗОС,ла с Время до отде ленив аиакв,оСумма р. ная плв щадь включения на 100 мм протя- женности шва,Температурный интервал кристаллиаации,вС Со е жанн во люсе мас. 19 аг Мф+МР ва п/и мро Сао АЬОэ мпо 15 го 20 15 120 90 18 О 1 О 15 15 1 О 90 80 005 005 0,05 О.ОВ о,оэ о.ог О 02 1200-1450 1200-1450 1200-1450 1200-1450 1200-1250 1400-1 1150-1200 0,4 0.7 07 0,8 о,з 0.65 12 6 т 10 4 4 22. г 1 18 21 2 О 22 И 5 5 9 в 4 11 21 15 15 12 1 В 22 14 з з 6 4 4 в 2 зз 37 34 зз 36 32 Зр 40 45 50 сти, что приводит к образованию дефектов в сварных соединениях.Контроль качества сварных соединений при сварке под флюсами, составы которых приведены в таблице, осуществлялся методом просвечивания. Согласно нормам, максимально допустимая суммарная приведенная площадь включений на любые 100 мм протяженности шва при сварке изделий данного типа не должна превышать 36 мм 2. Приведенные в таблице данные показывают, что при использовании флюсов предлагаемого состава (М 1-4) количество ,получаемых включений в 2-3 раза ниже допустимых значений, а флюсы, содержание компонентов у которых выходит за установ-, ленные пределы, требуемого качества не обеспечивают. Формула изобретения Сварочный плавленый флюс. содержащий диоксид кремния, монооксид марганца, оксиды алюминия, магния и кальция,фториды кальция, магния и натрия, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышенияпроизводительности процесса многопро 5 ходной сварки кольцевых швов изделий диаметром 100 - 500 мм за счет увеличениятемпературного интервала кристаллизациишлака и уменьшения времени до его отделения, флюс содержит компоненты в следу 10 ющем соотношении, мас.ф,Диоксид кремния 33-37Монооксид марганца 3-6Оксид алюминия, 15 - 21Оксид кальция 5 - 915 Оксид магния 18-22 .,Фторид кальция 6 - 12Фторид магния 1 - 4Фторид натрия 3 - 6при этом отношение суммарного содер 20 жания оксида и фторида кальция к суммар ному содержанию оксида и фторида магниясоставляет 0,4-0,7,1712113 98 ельная работаудаленоя шлака, Дж(сиг 3 5 Корректор Н,Ревская эктор М,Циткин аказ 495 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 оизводстве 15 ПО Тсиперащур