Плавленый флюс Советский патент 1980 года по МПК B23K35/362 

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к плавленым флюсам, применяемьам пре имущественно при автоматической сварке труб-из теплоустойчивых ста лей перлитного класса, используемы в различных отраслях машиностроени например в атомном и котельном магоиностроении. Известен флюс {1J для сварки, держахчий, вес.%: 18-30 Двуокись кремния Окись марганца Окись кальция .Окись магния 19-30 Окись алюминия 19-30 Фтористый кальций 0,2-2 Окись железа Редкоземельные ме-таллы0,2-2 Окись натрия Этот флюс не обеспечивает форми рования сварного шва при повышенно (до 120 м/ч) скорости сварки особе но угловых швов. Из известных..плавленых, флюсов, используемых гчри автоматической св ке на высоких скоростях по составу ингридиентов наиболее близок к 5-10 3-15 9-18 5-20 редложенному составу флюс 2, одержащий, вес.%: Двуокись кремния37-46,5 Окись алюминия4-18 Окись кальция5-13 Окись магния18-35 Фтористый кальций3-6,5 Окись натрия3-6,5 Окись калия3-6,5 Флюс имеет вид пемзы и вес от 0,8 до 1,4 кг/дм. Однако в таком флюсе содержится довольно много двуокиси кремния. В результате при сварке теплоустойчивых низколегированных сталей, содержащих хром, ванадий и другие легируюпдае элементы, в зоне плавления интенсивно протекают окислительновосстановительные реакции следующего вида: 2(СГ2(у + 3lSi (1) 3(SiO)j+ 4(Сг) ; 2) 2(7303) + 3(3102) + (3) .2FeO + iSi. SiO + 2Fe Следствием реакций 1-3 является не только увеличение концентрации кремния в металле шва и соответственное снижение содержания легирующих элементов, но я засорение металла шва

силикатными оксидными включенияк« н основе кварцевого стекла. Это приводит к потери запаса пластичности кристаллизующегося металла, что особенно важно при сварке на повышенны скоростях (более 50 м/час), когда резко возрастают скорости кристаллизации и темпы нарастания внутренних напряжений. В результате при увеличении скорости сварки более 50 м/ч под указанным флюсом в сварном соединении образуются межкристаллитные горячие тре1191ны.

Окисление ванадия и хрома при сварке под флюсом, содержащим значительные количества кремнезема, и переход их окислов в шлак приводит к тому, -что на межфазной границе металл-шлак образуются комплексные ионы, кристаллизующиеся в кубической форме и достраивающие решетку вюстита. На поверхности шва о азуется промежуточный слой из соединений типа шпинелей (NeRjO). Структур граничных слоев при этом становится сходной, и сцепление шлака с поверхностью метёшла увеличивается. Образуется трудноотдели1 ый шлак.

Целью изобретения является создание флюса, обеспечивающего повышение стойкости сварного соединения против образования горячих трещин и улучшение отделения шлака от поверхности наплавленного металла. Поставленная цель достигается тем, что флюс дополнительно содержит закись марганца и фтористый натрий при следующем соотношении компонентов, вес.%;

Кремнезем24-28

Фтористый кальций 16-20 Окись кальция4-8

Окись алюминия15-18

Магнезит18-26

Смесь окисей калия и натрия3- 6, 5

Закись марганца6-9

Фтористый натрий0,5-5,0

. Гримеры выполнения изобретения представлены в таблице. Там же приведены и результаты испытаний.

Предложенный состав флюса хорошо формирует сварной шов при скорости сварки до 100 м/час и обеспечивает получение шлаковой корки, самопроизвольно отделяющейся с поверхности наплавленного металла без следов березовой коры .

Компоненты шихты флюса подготавливают по известной технологии и производят выплавку состава в электрической печи с углеродистой футеровкой с последующей грануляцией состава в проточной воде.

Уменьшение содержания кремнезема Е составе флюса способствует, с од- S ной стороны, снижению его химической активностипо отношению к наплавляемому металлу и повышению стойкости шва против образования горячих трещин. С другой стороны,увеличение содержания фтористого кальция и введение фтористого натрия улучшают пробивающую способность шлака по отношению к металлу шва и приводят не только к активной коалесценсии немеe таллических оксидных включений, но и к захватыванию их шлаком и удалению из сварочной ванны.

Это благоприятно отражается на повышении стойкости кристаллизующегося метсшла против образования горячих тревдан.

Кроме этого, введение фтористого кальция и натрия в указанных количествах приводит к снижению температуры плавления шлака, что весьма важно в условиях дефицита тепловложений на высокой скорости сварки.

Введение окислов щелочноземельных металлов в указанных количествах не только улучшает стабильность горения, но и в сочетании с фтористым натрием уменьшает межфазное натяжение на границе раздела шлак-металл, что способствует улучшению формирования шва при высокой скорости сварки, получению его с более плавны в1 очертаниями к краям.

18

24

0,5

16

23 3,5 Нет Хорошая

Формула изобретения .Плавленый флюс преимущественно для автоматической сварки низколегированных стдлей перлитного класса на повышенной скорости, содержащий кремнезем, фтористый кальЦий окись кальция, окись алюминия, окись магний исмесь окисей натрия и калия, отли ч ающи и ся тем, что, с целью повышения стойкости металла шва против образования горячих трещин, улучшения отделимости шлака с поверхности наплавленного металла флюс дополнительно содержит закись марганца и фтористый натрий при следующем соотношении компонентов,вес.

Кремнезем24-28

Фтористый кальций16-20

Окись кальция4-8

Окись алюминия15-18

Окись магния18-26

Смесь окисей калия и натрия3,0-6,5 Закись марганца6-Э Фтористый натрий 0,5-5,.О

. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Патент ФРГ 2206156, . кл. В 23 К 35/36, :06.11.74