СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛАВЛЕНОГО ФЛЮСА ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВКИ Российский патент 1996 года по МПК B23K35/40 

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано при изготовлении плавленых сварочных флюсов.

Известен способ изготовления плавленых сварочных флюсов, включающий использование шлаковой корки (Потапов Н.Н. Основы выбора флюса при сварке сталей. М. Машиностроение, 1979, с. 161).

Недостатком известного способа является отсутствие регламентации многократного использования шлаковой сварочной корки. В результате при увеличении доли шлаковой корки в шихте увеличивается содержание серы и фосфора в наплавленном металле и снижается вязкость сварного шва и наплавленного металла.

Наиболее близким к заявляемому является способ изготовления плавленых сварочных флюсов (Сварочные материалы для дуговой сварки. Справочное пособие. В 2-х т. Т. 1. Защитные газы и сварочные флюсы. Под ред. Н.Н.Потапова. М. Машиностроение, 1989, с. 524, 525), который предусматривает повторное использование шлаковой корки. Недостатком известного способа является то, что в нем не определена доля шлаковой корки по отношению к общей массе шихты и не учтена кратность использования шлаковой корки. В результате при использовании большого количества шлаковой корки без учета кратности использования увеличивается содержание серы, фосфора и кислорода в наплавленном металле, ухудшается отделяемость шлаковой корки (особенно при повышенной температуре), что приводит к образованию зашлаковок и снижает качество наплавленного металла.

Цель изобретения повышение качества флюса и наплавленного металла при многократном использовании шлаковой корки при производстве флюса. При этом уменьшается себестоимость флюса и стоимость наплавленной детали.

Указанная цель достигается тем, что в способе изготовления флюса доля шлаковой корки в материале шихты определяется в зависимости от кратности ее использования по формуле:

где N доля шлаковой корки в общей массе шихты, кг;
М общая расчетная масса шихты, кг;
С кратность использования шлаковой корки.

При большом производстве сварочно-наплавочных работ на заводах скапливается большое количество шлаковой корки, которую целесообразно использовать при изготовлении флюса. Однако, как известно из области сварки, при горении дуги под флюсом протекают процессы десульфурации, дегазации, удаляется фосфор в шлак из сварочной ванны и корка флюса обогащается серой, фосфором, кислородом и другими примесями, причем при многократном использовании шлаковой корки количество примесей в корке значительно возрастает, они накапливаются. Поэтому при многократном использовании шлаковой корки следует снижать ее долю в общем составе шихты при производстве флюса, что и учитывает предложенное техническое решение. Ниже приведены конкретные примеры использования флюса, изготовленного по заявленному способу.

Пример 1. В лабораторных условиях производилось изготовление плавленого флюса АН-348А (ГОСТ 9087-81) по известной в металлургии технологии, включающей: подготовку материалов (включает дробление и сушку), составление и подготовку шихты, загрузку шихты в печь, выплавку флюса, выпуск флюса из печи и его грануляцию, сушку флюса, просев и магнитную сепарацию флюса.

Было изготовлено несколько партий флюса, отличающихся друг от друга кратностью использования шлаковой корки флюса АН-348А. Во всех партиях коэффициент был постоянным и равен 0,4 и общая расчетная масса шихты равна 60 кг. В первой партии использовалась шлаковая корка, которая получалась от использования флюса, при производстве которого не использовалась шлаковая корка, т.е. коэффициент, учитывающий кратность использования шлаковой корки, равен 1. Тогда:

Во второй партии использовалась шлаковая корка, которая уже участвовала в изготовлении флюса один раз, т.е. С 2, тогда:

В третьей партии С 4, тогда:

В четвертой партии изготавливался флюс со шлаковой коркой аналогично третьей партии, но доля шлаковой корки рассчитывалась без учета коэффициента С, т.е.

N 0,4•60 24 (кг)
Химический состав всех четырех партий готового флюса соответствовал составу, рекомендованному ГОСТ 9087-81, однако в последней партии содержание серы и фосфора было повышенным: 0,18% и 0,15% соответственно.

Под приготовленными флюсами производилась многослойная наплавка проволокой Св-08А диаметром 4 мм.

Режим наплавки: ток 450 А, напряжение на дуге 34 В, скорость наплавки 36 м/ч. Из наплавленного металла вырезались образцы для испытания на ударную вязкость по ГОСТ 9454-66 с рабочим сечением образца 9х10мм. В наплавленном металле определялось содержание кислорода, серы и фосфора. Результаты исследований приведены в табл. 1.

Как видно из табл. 1, металл, наплавленный под слоем флюса, изготовленного по рекомендуемой формуле (NN 1 3), соответствует ГОСТ 9087-81 как по содержанию включений в сварном шве, так и по ударной вязкости наплавленного металла, а металл, наплавленный под флюсом N4, не удовлетворяет указанному ГОСТу и имеет повышенное содержание серы, фосфора и кислорода.

В примере 2, приведенном ниже, показана обоснованность выбора коэффициента 0,01 0,8 перед формулой. Применение коэффициента менее 0,01 практически не влияет на качество сварочного флюса, т.к. в этом случае доля шлаковой корки в шихте очень мала, а использование коэффициента более 0,8 приводит к снижению качества наплавленного металла.

Пример 2. Производилось изготовление ряда партий флюса аналогично примеру 1, отличие в том, что коэффициент использования шлаковой корки остался постоянным и был равен: С 2, а изменялся коэффициент перед формулой. Испытания наплавленного металла также производились аналогично примеру 1. Результаты испытаний представлены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, коэффициент 0,01 0,8 выбран верно с целью повышения качества наплавленного металла и технологичности флюса (NN 2 4).

Таким образом, флюс, изготовленный по заявленному способу, соответствует ГОСТу и позволяет обеспечить требуемое качество сварного шва и технологические характеристики флюса при значительном снижении себестоимости флюса путем многократного использования шлаковой корки.

Использование: изобретение относится к области сварки, в частности к сварочным флюсам, и может быть использовано при изготовлении плавленых сварочных флюсов. Сущность изобретения: при производстве плавленых флюсов в составе шихты многократно используют сварочную шлаковую корку без снижения качества наплавленного металла и ухудшения технологических свойств флюса. Доля шлаковой корки в общей массе шихты определяется в зависимости от кратности его использования по формуле: N = (0,01 - 0,8)•M/1 + lnC), где N - доля шлаковой корки в общей массе шихты; М - общая масса шихты; С - кратность использования шлаковой корки. 2 табл.

Способ изготовления плавленого флюса для сварки и наплавки, при котором в составе шихты для выплавки флюса используют шлаковую корку, отличающийся тем, что массу шлаковой корки определяют в зависимости от кратности ее использования по формуле
N (0,01 0,8 • M(1 + ln C),
где N доля шлаковой корки в общей массе шихты, кг;
M общая расчетная масса шихты, кг;
C кратность использования шлаковой корки.