ФЛЮС ДЛЯ СВАРКИ СТАЛЕЙ, ПОКРЫТЫХ АЛЮМИНИЕМ Российский патент 2009 года по МПК B23K35/362 

Изобретение относится к сварочным материалам, а именно к флюсам для сварки по слою флюса сталей, имеющих металлизированное алюминиевое покрытие.

Известен флюс для сварки сталей, покрытых алюминием (Флюс для сварки сталей, покрытых алюминием, авторское свидетельство СССР №1274894, В23К 35/362. Опубликовано 07.12.86. Бюл. №45), содержащий следующие компоненты, мас.%:

Цирконовый концентрат 7,1-11,8 Никель 22,9-37,6 Плавиковый шпат 26,0-35,9 Мрамор 24,6-31,1

Данный флюс позволяет связывать алюминий и удалять окисленный алюминий из сварочного шва при толщине алюминиевого покрытия не более 450 мкм при сварке в среде углекислого газа.

Известен флюс для сварки сталей, покрытых алюминием (Флюс для сварки сталей, покрытых алюминием, патент на изобретение №2279342. Опубликовано 10.07.2006 г. Бюл. №19), содержащий следующие компоненты, мас.%:

Цирконовый концентрат 7,1-11,8 Никель 22,9-37,6 Плавиковый шпат 9-12,6 Криолит 41-57,4

Данный флюс позволяет более эффективно удалять окисленный алюминий из металла шва за счет образования более легкоплавкой эвтектики, что способствует повышению механических свойств металла шва при сварке в среде углекислого газа. Однако при сварке по слою флюса в инертной защитной атмосфере данный флюс не окисляет алюминий. Алюминий способствует образованию с железом интерметаллидных фаз, которые снижают механические свойства металла шва.

Техническим результатом изобретения является повышение механических свойств металла шва.

Технический результат достигается тем, что флюс, содержащий криолит, дополнительно содержит хлористый натрий, хлористый калий и оксид переходного металла при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Оксид переходного металла 20-30 Криолит 21-24 Хлористый натрий 14-16 Хлористый калий 35-40

Такая совокупность новых признаков с известными обеспечивает окисление алюминия при сварке в среде инертных защитных газов и удаление оксида алюминия в шлак, тем самым повышая механические свойства металла шва.

При сварке сталей с алюминиевым покрытием в среде инертных газов оксиды переходных металлов, из-за меньшего сродства к кислороду, окисляют алюминий до оксида алюминия по реакции:

2/уМе_хО_у+4/3Al=2х/уМе+2/8Al₂O₃

Восстановленный переходный металл легирует металл шва. Уменьшение содержания оксида переходного металла снижает окислительную способность флюса. Увеличение содержания оксида снижает стабильность горения дуги.

Криолит растворяет оксид алюминия и способствует снижению содержания оксида алюминия в металле шва.

Хлористый натрий и хлористый калий в указанных соотношениях обеспечивают стабильное горение сварочной дуги.

Примером применения данного флюса является технология аргонодуговой сварки сталей, покрытых алюминием по слою флюса, в среде инертных газов неплавящимся электродом. Для сварки используют пластины 500×150×2 из стали Ст3 с плакированным алюминиевым слоем. Перед сваркой на кромки пластин наносят флюс-пасту с оптимальным содержанием компонентов, мас.%:

Оксид хрома 30 Криолит 21 Хлористый натрий 14 Хлористый калий 35

Флюс-пасту приготавливают смешивая компоненты флюса с жидким стеклом в соотношении 1:0,5 от веса сухой шихты. Применение данного флюса позволяет снизить содержание алюминия в металле шва в 2-2,5 раза и содержание оксида алюминия более чем в 1,5 раза, что способствует повышению механических свойств металла шва.

Предлагаемый флюс обеспечивает технический эффект и может быть получен с помощью известных в технике средств. Следовательно, он обладает промышленной применимостью.

Изобретение может быть использовано для сварки по слою флюса сталей с алюминиевым покрытием. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: оксид переходного металла 20-30, криолит 21-24, хлористый натрий 14-16, хлористый калий 35-40. Оксид переходного металла способствует окислению алюминия при сварке сталей с алюминиевым покрытием. Хлористый натрий и хлористый калий обеспечивают стабильное горение дуги при сварке сталей по слою флюса, а криолит растворяет оксид алюминия и удаляет его в шлак. Техническим результатом изобретения является повышение механических свойств металла шва.

Флюс для сварки сталей, покрытых алюминием, содержащий криолит, отличающийся тем, что он дополнительно содержит хлористый натрий, хлористый калий и оксид переходного металла при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Оксид переходного металла 20-30 Криолит 21-24 Хлористый натрий 14-16 Хлористый калий 35-40