Флюс для дуговой сварки неплавящимся электродом

(19) (11 1)5 В 23 К 35/362 беспечиавления,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРГ 10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕ. ЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРУ 977131, кл. В 23 К 35/362, 1981.Авторское свидетельство СССР1082594, кл. В 23 К 35/362, 1982.Авторское свидетельство СССРНф 1299753, кл. В 23 К 35/362, 1985,Авторское свидетельство СССРВ 1133064, кл. В. 23 К 35/362, 1985.(54) ФЛЮС ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ НЕПЛАВЯЩИИСЯ ЭЛЕКТРОДОМ(57) Изобретение относится к сварочному производству и может найти применение при выполнении сварки плавлевием торцовых швов неплавящимсяэлектродом в камере с повьппеннымдавлением, где выполнение сварки по .слою флюса обеспечивает снижение нап.ряженнй зажигания и горения дуги.Это, в свою очередь, позволяет использовать стандартные сварочныевыпрямители для дуговой сварки с напряжениям 60-65 В. Цель - снижение 1напряжения зажигания и горения дугии повышение качества сварных соединений и их сплавов, Флюс содержитдвуокись циркония, фторид магния,фторид гадолиния и фторид бария приследующем соотношении компонентов,мас. Х: двуокись циркония 33,5-35,фторид магния 10-15, фторид гадоли.ния 4-6, фторид бария 45-49. Передсваркой смешивают компоненты флюсаи разводят его спиртом-ректиФикатомв соотношении 1:1. Полученную спиртовую суспензию наносят на свариваемое иэделие с толщиной наносимогослоя 0,05-0,10 мм; Наличие в составефлюса фторида гадолиния и фторидабария в указанных количествах позволяют обеспечить высококачественнуюсварку хрома, никеля и их сплавовв среде инертных .газов высокого дав:ления за счет снижения напряжениязажигания и горения дуги, а такжеповыпения ее пространственной устойчивости. Двуокись циркония овает требуемую глубину пропл2 табл.ФИзобретение касается сварки, в частности сварочных материалов флюсов, наносим,1 х предварительно на поверхность стыка при сварке, преимущественно хрома, никеля и их сплавов, и может найти применение в судостроении, химической, энергетической и других отраслях проюппленнос ти 1 ОСварку некоторых типов изделий из хрома, никеля и нх сплавов осуществляют в камерах в атмосфере высокого давления инертного газа. Основной проблемой в этом случае явля ется получение требуемой геометрии сварных. соединений (глубинь 1 проплав ления и усиления сварного шва) и механических свойств при минимальном вложении тепла в свариваемое 2 О изделие, так как указанные метаднп 1 и их сплавы при излишнем нагреве рез- ко меняют свои пластические свойства, При сварке в атмосфере инертных газов повьпненного давления, особен" но гелия, напряжение горения дуги достигает 70-120 В, при этом значительно ухудшается стабильность возбуждения и горения дуги, что, в свою очередь, приводит к избыточному теп- ЗО ловложению в изделие и полученпо нестабильного процесса горения ду-. ги при повьппенном, давлении инертного газа, требуется применение дополнительных малоампериых, высоковольтных источников питания, напряжение холостого хода которых должно быть более 100 В . Выпускаемые промышленностью серийные выпрямители не обес печивают получения такой величины 4 О холостого хода. Наиболее простым путем снижения напряжения зажигания и горения дуги, а также повышения стабильности этих процессов, а сле-довательно, и качества сварных соединений является применение активирующих Флюсов с добавками Фторидных соединений редкоземельных металлов.Целью изобретения является снижение напряжения зажигания и горения дуги и повьппения качества сварных соединений хрома, никеля и их сйлавов при сварке под высоким давлениемв среде гелия,Применение Фтористого бария в ука" 5 занных пределах в комплексе с Фторидом гадолиния позволило резко увеличить пространственную устойчивость дуги при уменьшении напряжения горения дуги до 60 В и менее в условияхвысокого давления,Снижение напряжения горения дугидо величины 60 В и менее при сваркев атмосфере гелия при давлении3 60 атм позволило повысить стабильность зажигания и горения дуги, еепространственную устойчивость, чтопозволяло получить требуемое качество сварных ,соединений из хрома, никеля и их сплавов. При этом следуетотметить, если фторида гадолиниявзять меньше 4%, то требуемое снижение напряжения дуги не обеспечивается а если его взять больше 67.,то заметно снижается пространственная устойчивость дуги в момент еезажигания. Если Фторида бариявзять менее 457, то ухудпаетсяпространственная устойчивость дугив процессе ее стационарного горения.Если фторида бария взять более49%, то ухудшаются условия формирования сварного соединения в процессесварки и в результате не достигается требуемая геометрия сварного соединения. Если двуокиси циркониявзять менее 30%, то не обеспечивается требуемая величина проплавлениясвариваемого стыка, а если еговзять более 35%, то его в сварочнойванне так много,.что обжав анодноепятно дуги, он недопустимо увеличит зону термического влияния, т.е,резко уменьшится пластичность сварного шва. Если Фторида магния взятьменее 107., то в сварном, соединениипояпляются дефекты.в виде окисныхвключений, так как этого количестванедостаточно для проведения химических реакций разрушения окислов свариваемых металлов. Если же фторидамагния взять более 15%, то он начнетвзаимодействовать с,цвуокисью циркония, что, приведет к ее разрушению и, следовательно, уменьшениюглубины проплавления,Испытания проводили при сваркеторцовьп швов ампул. Сварку осуществляли в гелии при рабочем давлениив камере 20, 40, 60, 80, 100 атм.Перед сваркой смешивали компонентыфлюса и разводили его спиртом-ректиФикатом в соотношении 1: 1, после чего полученную суспензию наносили насвариваемое изделие, Толщина наносимого слоя Флюса составляла 0,05 "О,ФО мм, Сваривали торцовый.шов ам50 48,5 49,5 49 49 5 Р 5 46 45 44,5 48 52 51 44 43,5г Фтористый гадолиний 5,5 6,0 6,5 6,0 6,0 3,5 4,0 5,0 5,55,0 3 7 7,5 3,5 пул диаметром 8,2 мм из следующих сплавов; ВХК (Сг 98,47), 4 С(Н 1 437), НП(Ыд 997), Для всех сплавов ток дуги был равен 70 А, а .5 время сварки составляло 1,5-3,0 с в зависимости от величины давления гелия в камере.В процессе сварки оценивали элект рические характеристики процесса горения дуги, при этом определяли вероятность возбуждения дуги 30 зажиганий, максимальную величину напряжения дуги. Данные получены обработкой осциллографом процесса возбужде" 1 Б ния и горения дуги, снятыми на шлейфовом осциллографе Н.После сварки образцы в количестве 10 штук от партии в 30 штук подвергались рентгеновскому контролю 20 для определения дефектов в сварных швах. (разрешающая способность по порам 0,8 мм), а также внешнему осмотру для определения степени окисленности сварного шва и эоны терми ческого влияния. После этого на 5 образцах от, каждой партии проводили. металлографические исследования для определения глубины пропланления шва и величины зерна в зоне термическоговлияния (ЗТВ).В соответствии с требованиями на сварные швы ампул из аустенитных сплавов (ВХ-"К, ЧС, НП) в них не допускаются следующие дефекты:прожоги на поверхности соединения, образующиеся .в случае, если дуга после возбуждения не переходит в стационарный разряд и угасает, трещины любой протяженности, единичные поры диаметром 0,10 мм и более; различного рода включения.Поверхность швов после сварки должна быть белой (металлической) без следов окислов до светло-соломенной, величиназерна в зоне термического влияния не должна быть крупнее 6 балла йо шкале Р 3 ГОСТ 5639-76 (с увеличением балла зерна его размер уменьшается), а губина проплавления сварного шва не менее 2 мм.Составы исследованных флюсов приведены в табл, 1, необходимые ре" эультаты экспериментов - в табл. 2,3445055 л о Э о м к о Ю 1 щ Фщщ и Ю о 1 3 ме оа аоо оощф МЪ1445055 повышения ее пространственной устойчивости при сварке в среде инертногогаза высокого давления. Формула изобретения 10-15 Составитель Т.АрестТехред А.Кравчук Редактрр В,Трубченко Корректор М.Демчик Заказ 4331 Тираж 643 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб, д 4/5Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, уд. Проектная, 4 Из приведенных экспериментальных данных следует, что выполнение приведенных выше требований: стабильное возбуждение дуги, получение необхо димой глубины проплавления шва и величины зерна в ЗТВ при отсутствии дефектов, допустимую степень окисленности поверхности шва, а также возможность применения при сварке стандартных выпрямителей с напряжением холостого хода 65 В обеспечивает-. ся при использовании флюса при следующем соотношении компонентов, мас. %; ЕгО 33,535, МяР 1015, ВаР 4549, СэдРз 46.По техническим требованиям сварку описываемых изделий необходимо выполнять при давлении 25-95 атм, поэтому результаты исследований приведены. для диапазона исследований 20 100 атм.Таким образом, новый флюс повышает качество сварного соединения при сварке в среде инертного газа высокого давления: обеспечивает получение требуемой геометрии шва и его меха- " нических характеристик. Это достигается за счет снижения напряжения зажигания и горения дуги, а также Флюс для дуговой сварки неплавящимся электродом в среде инертных газов; содержащий фторид магния, фторид бария, фторид редкоземельного металла, о т л и ч а ю н 1 и й с я тем, что, с целью снижения напряжения зажигания и горения дуги и павы" шения-,качества сварных соединений хрома, никеля и их сплавов при сварке под высоким давлением в среде гелия, флюс дополнительно содержит двуокись циркония, а в качестве фторида редкоземельного йеталлафторид гадолиния при следующем соотношении комПонентов, мас, %;Двуокисьциркония 33,5-35,0Фторидбария 45-49,ФторицмагнияФторидгадолиния 4"6