Флюс для электрошлаковой сварки Советский патент 1977 года по МПК B23K35/362 

1

Изобретение относится к области сварки плавлением и предназначено, преимущественно для соединения сталей повышенной прочности. Стали этого класса восприимчивы к сварочному нагреву и склонны к трещинообразованию. Поэтому при электропллаковой сварке этих сталей необходимы предварительный подогрев, немедленная после сварки термообработка, а также применение обессеривающих металл шва флюсов.

Известен флюс, применяемый при электрощлаковой сварке, содержащий следующие компоненты, вес. %:

Двуокись циркония5-20

Окись алюминия

(глинозем)15-25

Окись кальция15-25

Фтористый кальций20-40

Окись бария5-15

Пятиокись ванадия2--10

Окись хрома2-10

Наличие в известном флюсе двуокиси циркония позволяет меньше загрязнять металл шва неметаллическими включениями, препятствуя в то же время гидратации флюса и улучшая его технологические свойства. Однако двуокись .циркония оказывает е щественное влияние па состав и свойства неметаллических включений, причем характер этого

влияния зависит от количества кремнезема во флюсе.

Известен флюс, содержащий следующие колшоненты, вес. %: Окись кремния

(кремнезем)5-15

Окись алюминия

(глинозем)10-26

Окись кальция9-25

Фтористый кальций34-76

Этот флюс имеет излишнюю жидкотекучесть и «коробок, что ведет к отжиманию формирующих ползунов при сварке и требует весьма точной сборки стыка.

Известен флюс, содержащий следующие компоненты, вес. .%;

Окись кремния (кремнезем) 25-60 Окись алюм-иния

(глинозем)не более 30

Окись кальцияне более 30

Фтористый кальцийне более 15

Двуокись цирконияне более 20

Однако и этот флюс не обеспечивает качественного протекания электрошлакового процесса и не дает удовлетворительного шва.

С целью снижения содержания в металле шва неметаллических включений, в частности сульфидов, повышения технологических и санитарно-гигиенических свойств предлагаемого флюса, его компоненты взяты в следующем соотношении, вес. %:

Кремнезем5-15

Глинозем10-20

Окись кальция20-30

Двуокись циркония5-15

Фтористый кальцийОстальное

Наличие двуокиси циркония совместно с кремнеземо.м интенсифицирует процесс образова-ния и выделения неметаллических включений при кристаллизация металла шва.

Благодаря свойству двуокиси циркония и кремния активно взаимодействовать друг с другом в металле шва образуются включения циркона ZrO2-SiO2, которые имеют по сравнению с исходными компонентами меньшую плотность, большие размеры и более плохую смачиваемость металлом. Это повышает скорости их всплывания в шлак и способствует их коагуляции с другими неметаллическими включениями, в том числе с сульфидами, что определяет высокие рафинирующие свойства флюса. Низкое содержание кремнезема в предложенном флюсе практически полностью предотвращает кремневосстановительный процесс и уменьшает окисление легирующих элементов.

Содержание во флюсе двуокиси циркония свыше 15% нецелесообразно ввиду ухудшения технологических свойств флюса, так как ОН делается чрезмерно «коротким.

Приводятся нескоотько опытных составов флюсов.

Состав 1 Состав 2 Состав 3 Состав 4

Вес %:

SiOa0,31 4,5 9,19 3,4

ZrsOa17,3 10,3 9,708,1

ЛЬОз21,7 15,6 13,96 23,5

СаО22,3 33,0 24,78 34,2

СаРг31,4 36,0 43,06 31,7

Наличие двуокиси циркония при содержании во флюсе фтористых соединений позволяет снизить выделение этих соединений при сварке. Поэтому предложенный флюс, несмотря на высокое содержание в нем фтористого кальция, имеет хорошие санитарногигиенические свойства.

Кроме того, фтористый кальций служит для растворения в шлаке продуктов процесса рафинирования металла шва. Так как скорость обновления жидкого шлака лри электрошлаковой сварке в несколько раз ниже, чем при дуговой, то количество фтористого кальция во флюсе для электрошлаковой сварки должно быть больше, чем во флюсе для дуговой сварки (см. состав

флюса 3), где жидкий шлак обновляется непрерывно. Поэтому предложенный флюс содержит 20-60% Сар2, что обеспечивает при сварке под предложенным флюсом более высокую степень рафинирования металла ванны, чем при сварке под известными флюсами. Вследствие повышенного содержания кислых окислов в составе предложенный флюс не склонен к гидратации, не требует высокотемпературной прокалки.

Как показали испытания, предложенный флюс позволяет производить сварку на длинном вылете с дозированной подачей мощности на форсированных режимах. Это в значительной мере предотвращает рост зерна металла шва и околошовной зоны при электрошлаковой сварке. Последнее позволяет в некоторых случаях избежать применения термообработки сварного соединения.

Формула изобретения

Флюс для электрошлаковой сварки, преимущественно низколегированных и легированных сталей, содержащий кремнезем, глинозем, окись кальция, двуокись циркония, фтористый кальций, отличающийся тем, что, с целью снижения содержания в металле шва неметаллических включений, в частности сульфидов, повышения технологических и санитарно-гигиенических свойств флюса, его компоненты взяты в следующем соотношении, вес. %:

Кремнезем5-15

Глинозем10-20

Окись кальция20-30

Двуокись циркония5-15

Фтористый кальцийОстальное