Керамический флюс Советский патент 1982 года по МПК B23K35/362 

154) КЕРАМИЧЕСКИЙ ФЛЮС

I

Предлагаемый керамический фшос oisносится к области сварочного гфоизврДрства и предназначен для добавки:К плавленным флюсам при сварке. металлов, содержащим в качестве основы MpaMqp, фтористый натрий, фтористый кальщсй и ферромарганец.

В сварочном производстве известен керамический флюс 1 содержащнй,%: фтористый кальций 15-2О, фтористый натрий 7-12, двуокись алюминия 9-10, мрамор 1О-15, криолит 5О-55.

Известен также керамический флюс 2}, содержащий, %: фтористый кальций , фтористый натрий 10-30, мрамор 1О-4О и ферромарганец до 5.

Эти флюсы не обеспечивают достатЪчрно высоких сварочно-технологических свойств при сварке меди, и их использование часто приводит к образованию пор и трещин в металле щва.

Из перечисленных керамических фшо сов, используемых в сварочном производстве в качестве флюс-добавки к се-

рийным сварочным флюса- при сварке наиболее близок к изобретению по составу ингредиентов керамический флюс 2 .

При введении этого керамического фшоса в плавленный флюс при механизированной сварке меци с малоугле родистой сталью обеспечивается получение сварных соединений со следующими сварочно-технолсгнческимн саойс-геами:

суммарная площадь пор в металле

10 шва на площади 100 мм- - более

12мм ;

суммарная длина микротрещин в металле шва на площади ЮО мм 13мм;

15

v

прочность сварного соединение;. 15 кгс/мм .

Полученные данные свидетельствуют

д о том, что сварные соединенш медв ,со сталью, полученные при механизирован20ной сварке под плавленным флюсом с добавкой известного керамического фпюса 1} , имеют низкие значения сва рочнс|-технологических свойств сварных швов, что синжает работоспосойюсть изделий. Целью изобретения является создание такого керамического флюса для испсшьзования его в качестве ф1кх -добавки к серийным плавленным флюсам при механизированной сварке меди со сталями, который обеспечивал бы получение сварных соединений с высокикт значениями сварочно-технопогических свойств. Для Достижения поставленной цели .предложенный керамический фтос, содержащий мрамор, фтористый кальций, фто ристый натрий, ферромарганец дополнительно содержит карбид титана, хром металлический и хлористый калий при следующем соотношении компонентов, вес.%: Мрамор1О...40 Натрий фторис10.;. 30 5... 10 Ферромарганец Хром металлическийКарбид титана Калий хлорис5... 10 тый Кальций фтоОстальноеристый Шя получения керамического флюса, обеспечивающего при добавке к серийным плавленным флюсам при механизированной сварке меди требуемые сварочно-технологические свойства металла ШВ были изготовлены шесть составов флюсо имеющих различное количество мрамора, фтористого натрия, хрома металлическог карбида титана, хлористого калия и фер ромарганца. Содержание фтористого каль ция в каждом составе керамического фшоса составляло Дополнителькую До 100% часть. Каждый состав керамическ го флюса приготовили отделыго из технически чистых компойентов, .замешивал на жидком стекле с получением гранул размером 0, мм. После провяливания флюс прокаливали при ЗОО-320°С, Го. товый керамический флюс добавляли в серийный плавленный стекловидный фгаос марки АН - 348 в соотношении 1:5 До 1:10. Сварочно-технологические свойств металла швов, полученных с применение опытных партий керамических яюсов, оценивались по количеству пор и микротрешин на ЮО мм, а также по предел прочности на разрыв. Наличие и количес во пор оценивали по рентгенограммам, а количество микротрещин определ5ти на микрошлифах, вьфеаа1гаых из сварных соединений. Составы опытных партий керамических флюсов и некоторые сварочно-технологические свойства металла швов, полученных с применением этих фтосов, приведены в таблице. Наличие в керамическом фгаосе одновременно 5-1О% хлористого калия и 2-5% карбида титана позволило в процессе сварки меди и меди со статью устранить вредное влияние свтзда и висмута, о чем свидетельствует повьпиение сварочно-технологических свойств. Модифицирующий эффект этих добавок обус-: лавливается химическим взаимодействием их со свивдом и висмутом, в результате которого вместо сплошных эвтектичеокнх прослоев, состоящих из чистых элементов висмута и свшзда, появляются новые эвтектики, основу которых составЛ1пот медь и мелкие включения интерметаллическйх соединений свинца и висмута с калием и титаном. Введение хлористого калия позволяет интенсифицировать прсжесс рафинирования расплавленного металла за счет удаления неметалличеоквх 1Ч5ИМвсей из расплава путем их химического связывания в прочные соединения, легко удаляемые из расплава в виде шлака. Совместное легирование металла шва карбидом титана и хромом 13-5%) способствует более полному раскислению металла, лучшему выделенто растворенных в жидком металле газов и шлаковых включений. Это значительно снижает пористость швов, улучшает прочностиные свойства сварных соединений. Кроме того, хром и титан псжышают стойкость металла шва против образования горячих трещин при сварке благодарт измедьчению и дезориентированию микроструктуры шва. Благодаря увеличению содержания во фтосе ферромарганца до 1О% повысилась раскиспительная способность флюса и интенсифицировался процесс связывания серы в тугоплавкие марганцовистые соединения, вследствие чего пористость и количество горячих трещин в металле шва значительно сократились. Технология изготовления предлагаемого керамического флюса и его использование при механизированной сварке меди со сталью не изменяется по сравнению с известными. Использование предлагаемого керамического флюса в качестве добавки к

плавленным флюсам при мезсанизир анв( сварке меди и меди .со сталью, позво лит повысить сроки службы и надеишостъ работы оборудованш из меди, насфимер медньрс кристаллизаторов дпя электрошла- кового литья фасонных заготовок.

Схэгласно предварительным расчетам затраты по ремонту оборудования и ио

правлению дефектов в сварвых швах при изготовлении медных крвсталлизатороь снизатся на 30%, экономический эффект от внедрения керамвческого флюса в различные отраспв машиностроения составляет на менее 6-8 руб. на кажаом погонном метре сварного шва. Формула изобретения . Керамичесжий фтос, преимущественно- фтоо-добавка для сварки меди, содержащий фтористый кальций, мрамор, фтористый натрий, ферромарганец, о т л и ч а ю щ, и и с я тем, что, с целью повыщения качества наплавленного металла и улучшения сварочно-технологических свойств флюса, он дополнительно содержит карбид титана, хром металлический , и калий хлористый при следующем соотношении компонентов, вес. %: Мрамор1О-40 Натрий фтористый 10-30 933335 10 № 31 № 15 27 1О Ферромарганец5-1О Карбид титана2-5 Хром металлический3-5Калий хлористый5-Ю Кальций фтористыйОстальное Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 354962, кл. В 23 К 35/362, .05.71.. 2. Авторское свидетельство СССР 354963, кл. В 23 К 35/362, .09.71 прототип).