Керамический гранулированный флюс Советский патент 1991 года по МПК B23K35/362 

Изобретение относится к сварке, в частности к сварочным материалам, предназначенным для электродуговой сварки никеля, применяющегося в химическом машиностроении при изготовлении химического оборудования и аппаратов.

Цель изобретения - повышение стабильности коррозионных и механических свойств наплавленного никелевого металла за счет повышения равномерности распределения титана в металле шва.

Технические требования на сварочные флюсы, в частности плавленные (ГОСТ 9087- 81). регламентируют размер зерен флюса от 0,25 до 4,0 мм и допускают наличие во флюсе до 3% от его массы зерен с размером, выходящим за указанные пределы. Допускается изготовление флюса размерами зерен менее 0,25 мм Однако технические требования не регламентируют фракционного соотношения тех или иных размеров

гранул, Технологические параметры изготовления флюсов, обеспечивающие нижний и верхний пределы размеров гранул,не гарантируют стабильность распределения размеров гранул в указанном диапазоне.

В новом флюсе гранулы малой фракции (0,25-0,50 мм) в количестве 20-30% преимущественно формируют надежную газовую защиту зоны сварки за счет интенсивного разложения газообразующей части флюса и окисления частичек карбида титана. Такое действие находит объяснение в снижении температуры начала разложения и окисления, характерном для мелких фракций по отношению к более крупным. Гранулы крупной фракции (1,6-3,0 мм) в количестве 70- 80% преимущественно участвуют в легировании металла шва, так как в крупных фракциях флюса процессы окисления карбида титана проходят более замедленно за счет образования пленки ТЮг, препятствуЈ

Os

ю

о

NJ CJ

ющей дальнейшему окислению карбида титана. В связи с тем, что регламентируется количество мелкой и крупной фракций флюса, возможно регулирование, например, легирования металла шва титаном, а этим достигается необходимый уровень равномерности распределения титана в металле, а значит возможность повышения стабильности коррозионных и механических свойств наплавленного металла.

При отработке фракционного соотношения полей грануляций частиц керамического флюса-смеси опробовано несколько соотношений мелкой и крупной фракций. Компонентный состав соответствовал авт.св. №380416. В качестве электрода применялась никелевая проволока диаметром 4,0 мм. Перед сваркой керамический флюс прокаливали при температуре 350°С в течение 1 ч. Опробование выполняли на образцах из никеля НП-2 толщиной 10 мм. Сварку осуществляли постоянным током обратной полярности при силе сварочного тока 520- 530 А и напряжении на дуге 30-32 В. В табл.1 приведены моно- и полифракцион- чые смеси керамического флюса.

В табл.2 представлены результаты испытаний сварных образцов, полученных при сварке плавлением под новым керамическим флюсом.

Из табл.2 следует, что при использовании керамического флюса 2-5 коэффициент разброса значений предела прочности при растяжении и коррозионной стойкости металла шва в броме указывается соответственно в диапазоне значений 2-4% и 2-3%, 9 в случае использования флюса 1 и 6 соот- ретственно 5% и 6-7%. Абсолютные значения показателей прочности и коррозионной Стойкости находятся на уровне таковых значений для монофракционного керамического флюса, где коэффициент разброса этих показателей находится в диапазоне 5-10%.

Из табл.2 видно, что при использовании керамического флюса-смеси 2-5 коэффициент разброса значений распределения титана в наплавленном металле находится в диапазоне 57-63%.

В случае использования флюса-смеси 1 коэффициент разброса составляет 75%, а флюса-смеси 6 соответственно 94%. Средние абсолютные значения распределения

титана в металле сварного шва находятся на уровне прототипа (см. табл.2), где коэф- .фициент разброса значений распределения титана составляет 90-130%.

Таким образом, видно, что использование при сварке керамического флюса-смеси, имеющего состав 20-30% фракции 0,25-0,50 мм и 70-80% фракции 1,6-3,0 мм (соответствует составам 2-5) позволяет получать повышение стабильных коррозионных, механических свойств и повышение стабильного распределения титана в наплавленном металле.

Использование керамического флюса- смеси, имеющего состав 1 (83% фракции

1,6-3,0 мм и 17% фракции 0.25-0,50 мм) и состав 6 (67% фракции 1.6-3,0 мм и 33% фракции 0,25-0.50 мм), т.е. имеющего соотношение фракций ниже нижнего и выше верхнего предела е позволяет достигать

необходимые значения коэффициента разброса, т.е. необходимые значения стабильности свойств коррозионных, механических и распределения титана в металле шва. Техническая эффективность предлагаемого керамического флюса-смеси по сравнению с известным выразится в повышении срока службы химического оборудования из никеля примерно на 10-15%.

Формула изобретения

Керамический гранулированный флюс

для сварки никеля, содержащий следующие компоненты, мас.%:

Мрамор10-20

Глинозем15-20

Карбид титана1-7

Плавиковый шпат60-70

отличающийся тем, что, с целью повышения качества металла шва за счет повышения равномерности распределения

титана в металле шва, флюс имеет разный гранулометрический состав, при этом фракция гранул размером 0,25-0,50 мм составляет 20-30 мае. %, а фракция гранул 1,6-3,0 мм -70-80 мас.%.

0

Т а б л и ц а 1

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к сварочным материалам, а именно к сварочным флюсам для сварки никеля. Цель изобретения - повышение качества наплавленного металла за счет повышения равномерности распределения титана в металле шва Керамический флюс - смесь содержит, мае. %,мрамор 10-20, глинозем 15-20. плавиковый шпат 60-70, карбид титана 1-7. Используют новое фракционное соотношение размеров гранул, а именно 20-30% гранул размером 0,25-0,50 мм - остальное. Гранулы имеют размеры 1,6-3,0 мм. Флюс более мелкой фракции обеспечивает надежную защиту зоны сварки, а флюс крупной фракции преимущественно участвует в легировании металла шва 2 табл

Примечание. Флюс монофракции 0,25-3.0 мм приведен для сравнения с полифракционными смесями.

Предел проч- ночти при

растяжении бе 3.

Коэффициент разброса, % 5 Скорость коррозии, VK,k)x202-042l6 ryfcz. ч) -

395-W5 Ms-ino o5-i i5«Ю5-425. И 95:52§

Ш Ш Ш 515«О

0,206-0 212 Oa211-Ot21J 04212:04218 04210;0.2 Ъ ,2ЛЭ0,2116.2ТЗ0,2150,216

Примечание. 1. Коэффициент разброса значений и VK для металла сварных

соединений, полученных с использованием авт.св. N480416, составляет 5-Ю1.

Таблица2