Активирующие флюсы при аргонодуговой сварке
Изобретение может быть использовано для нанесения высоколегированных плакирующих слоев путем автоматической наплавки ленточным электродом под слоем флюса в электрошлаковом режиме рабочих поверхностей современных корпусов атомных реакторов и других сосудов высокого давления. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, %: фторид кальция 40-70, оксид алюминия 15-30, оксид кремния 1-15, оксид кальция 0,5-12, алюминий 0,1-3, оксид железа 0,05-3, оксид хрома 0,05-3, натрий 0,01-3, калий 0,01-3. Отношение содержания фторида кальция к оксиду алюминия составляет 2,5-4,0, а отношение содержания оксида алюминия к оксиду кремния составляет 1,3-3,7.Флюс обеспечивает получение высококачественного бездефектного металла при однослойной наплавке в электрошлаковом режиме.
Изобретение может быть использовано при автоматической сварке или наплавке под флюсом изделий из высоколегированных коррозионно-стойких сталей аустенитного класса. Керамический флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.ч.: оксид алюминия, введенный в виде глинозема и/или электрокорунда, 14-27, оксид магния 14-27, оксид натрия 0,1-4.0, оксид калия 0,1-3,0, оксид кремния 14-23, оксид кальция 0,1-6,0, фторид кальция 14-25, алюминиевый порошок 0,1-2,5, оксид циркония 0,1-9,0, оксид хрома 0,1-5,0, феррохром или металлический хром 0,1-4,0, ферромарганец или металлический марганец 0,1-4,0, ферромолибден или металлический молибден 0,1-4,0, силикат натрия - остальное. Отношение содержания оксида кремния к суммарному содержанию оксида алюминия и оксида циркония составляет 0,62-0,99, а отношение содержания оксида кремния к суммарному содержанию оксида магния и оксида натрия составляет 0,7-0,99.
Изобретение относится к электродуговой сварке сталей под флюсом, в частности к флюсам, предназначенным для примешивания к плавленым флюсам. Керамический флюс-добавка предназначен для примешивания к плавленым и керамическим флюсам на основе жидкого стекла в количестве 9,5-24%. Керамический флюс-добавка содержит пыль электрофильтров алюминиевого производства и калиево-натриевое жидкое стекло при определенном соотношении компонентов. Техническим результатом изобретения является повышение механических свойств сварного шва, в частности ударной вязкости при отрицательных температурах, за счет снижения загрязненности стали неметаллическими оксидными включениями, уменьшение содержания водорода за счет введения фторсодержащих компонентов и создания дополнительной газовой защиты, снижение стоимости сварочного процесса за счет использования отходов производства, повышение устойчивости горения дуги и качества сварного шва. 1 табл.
Изобретение может быть использовано при механизированной наплавке и сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей с использованием керамических флюсов. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: карбонат кальция 20-25, плавиковый шпат 50-60, глинозем 10-20, полевой шпат 3-6, магнезит 1-3, ферромарганец до 1, комплексная лигатура 3-15. Комплексная лигатура состоит из никеля 50-70 мас.% и внедренных в его поверхность нанодисперсных тугоплавких компонентов 30-50 мас.%. В качестве тугоплавких компонентов используют элементы переходных металлов IV, V и VI групп или их тугоплавкие химические соединения с углеродом или азотом, или бором. Применение данного состава флюса при сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей обеспечивает повышение пластичности и ударной вязкости наплавленного металла и металла сварных швов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.
Изобретение может быть использовано при электродуговой сварке под флюсом в качестве добавки к плавленым флюсам. Керамический флюс-добавка содержит мрамор и ферросилиций в виде их пылевидных отходов, а также соду кальцинированную и калиево-натриевое жидкое стекло, при следующем соотношении компонентов, мас.%: мрамор 24-60, ферросилиция 20-63, сода кальцинированная 0,01-11, калиево-натриевое жидкое стекло 9-13. Флюс-добавка обеспечивает повышение механических свойств сварного шва за счет снижения загрязненности стали неметаллическими включениями, уменьшение содержания газов за счет создания дополнительной газовой защиты; снижение стоимости сварочного процесса за счет уменьшения затрат на дробление и использование отходов производства; повышение устойчивости горения дуги и качества сварного шва. 1 табл.
Изобретение относится к электродуговой сварке под флюсом и может быть использовано при сварке листовых металлоконструкций и резервуаров, работающих при отрицательных температурах. Способ включает двустороннюю сварку стыковых швов листов автоматическим способом под флюсом на верхнем ярусе после протягивания листов с помощью барабана на нижнем ярусе. Сварку на верхнем ярусе в зависимости от толщины свариваемого листа производят под смесью флюсов АН-348А и АН-47 при соотношении 1:1 со скоростью 20,5-44.0 м/ч при определенных параметрах силы тока, напряжения, скорости подачи проволоки и погонной энергии. Сварку на нижнем ярусе производят под смесью флюсов АН-348А и АН-60 при соотношении (0,6-0,7):(0,3-0,4) при определенных параметрах скорости, силы тока, напряжения, скорости подачи проволоки и погонной энергии. Техническим результатом изобретения является повышение механических свойств и ударной вязкости сварного соединения при отрицательных температурах за счет снижения концентрации кислорода и загрязненности неметаллическими включениями, снижение отбраковки по сварочным дефектам за счет стабилизации температурно-скоростных режимов сварки и оптимального химического состава и расхода флюсов и увеличение производительности сварочного процесса за счет скоростных режимов сварки. 1 ил., 2 табл.
Изобретение может быть использовано при механизированной сварке и наплавке углеродистых сталей низколегированной сварочной проволокой. В качестве шихты при изготовлении сварочного плавленого флюса использована горная порода габбро-диабаз Ломовского месторождения Пермского края следующего состава, мас.%: SiO 2 - 48,56, MnO - 0,22, СаО - 8,33, MgO - 3,71, Аl 2 O 3 - 12,44, Na 2 O - 2,37, K 2 O - 1,23, TiO 2 - 4,42, Fe 2 O 3 - 8,55, Р 2 О 5 - 0,47, S общ - менее 0,03. В результате использования габбро-диабаза был получен высококремнистый безмарганцовистый флюс. Флюс обладает хорошей отделимостью шлаковой корки с поверхности шва, обеспечивает качественное формирование шва и стабильность горения дуги. 1 табл., 1 пр.
Изобретение может быть использовано для автоматической сварки низколегированных хладостойких сталей высокой прочности на высоких скоростях низколегированными проволоками. Флюс содержит, мас.%: кварцевый песок 2,0-10,0; электрокорунд 20,0-33,0; плавиковый шпат 11,0-46,0; сфеновый концентрат 25,0-35,0; металлическая составляющая 7,0-11,0; силикат натрия-калия 7,7-20,0. Металлическая составляющая имеет следующий состав, мас.%: Fe 18,0-21,0; B 0,3-0,5; Mn 55,0-65,0; Al 4,0-6,0; Mg 4,0-6,0; Ti 6,0-10,0; Si 2,0-4,0. Агломерированный флюс обеспечивает высокие механические характеристики металла сварного шва низколегированных хладостойких сталей при сохранении требуемых сварочно-технологических свойств флюса и хладостойкости сварного соединения при температурах до минус 60°С. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.
Изобретение относится к способу получения хлорцинкатов аммония. Способ включает термическую обработку смеси цинксодержащего соединения и хлорида аммония в стехиометрическом соотношении. При этом в качестве исходного цинксодержащего материала используют оксид цинка и применяют безводный хлорид аммония. Термическую обработку проводят при температуре 160-320°С в течение 1-12 часов. Техническим результатом является снижение себестоимости получаемых хлорцинкатов аммония.
Изобретение может быть использовано при сварке неплавящимся электродом в среде аргона изделий из медных сплавов, в частности оловянных бронз. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: бура 35-40, борная кислота 35-40, фторид кальция 15-20, хлорид лития 5-10. Изобретение обеспечивает повышение качества сварного соединения за счет уменьшения пористости швов. 1 табл.
Изобретение может быть использовано при сварке неплавящимся электродом в среде аргона изделий из меди типа МЗр. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении компонентов, мас.%: фторид алюминия 51-57, фторид кальция 32-37, хлорид калия 7-9, бура 2-5. Изобретение обеспечивает увеличение глубины проплавления основного металла и производительности труда без ухудшения качества металла шва. 1 табл.
Изобретение может быть использовано при производстве медных шин, пластинчатых теплообменников. Смесь для индукционной наплавки содержит боросодержащий флюс в виде борного ангидрида и медный порошок в следующем соотношении, мас.%: борный ангидрид 38,6-48,6, медный порошок 51,4-61,4. Размер частиц смеси составляет 0,15-0,25 мм. Смесь обеспечивает повышение качества при высокочастотной наплавке меди на сталь. 2 табл.
Изобретение может быть использовано для сварки в углекислом газе плавящимся электродом сталей, имеющих металлизированное алюминиевое покрытие. Флюс содержит, мас.%: железную окалину 12-14, железные опилки 15-25, плавиковый шпат 11-13, криолит 50-60. Флюс используют в виде флюс-пасты со связующим в виде жидкого стекла. Железная окалина способствует окислению алюминия при сварке сталей с алюминиевым покрытием. Железные опилки и железная окалина повышают стабильность горения сварочной дуги. Плавиковый шпат и криолит в указанных соотношениях позволяют удалять оксид алюминий из сварочной ванны. Флюс обеспечивает повышение качества сварных соединений за счет улучшения показателей механических свойств металла шва и сварного соединения.
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.
Изобретение может быть использовано для автоматической сварки низколегированных хладостойких сталей повышенной и высокой прочности низкоуглеродистыми и низколегированными проволоками в любых отраслях промышленности. Керамический флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: обожженный магнезит 26,4-30,0, электрокорунд 18,6-22, плавиковый шпат 20,0-20,5, сфеновый концентрат 12,2-14,5, диоксид титана синтетический 98%-ный 5,0-6,5, марганец металлический 2,0-3,1, ферротитан 0,25-0,5, ферросилиций 0,5-0,8, титаномагнетит 0,5-0,63, ферробор 0,2-0,4, силикат натрия-калия 6,55-8,1. Флюс позволяет использовать недорогие низкоуглеродистые проволоки вместо более дорогих низколегированных и легированных при сварке ответственных конструкций, работающих в области отрицательных температур (-40)-(-60)°С, и обладает повышенными сварочно-технологическими свойствами при сварке стыковых соединений с глубокой разделкой кромок. 3 табл.
Изобретение может быть использовано при автоматической сварке плавлением низколегированных сталей нормальной и повышенной прочности, в том числе и хладостойких. Высокая работа удара металла шва достигается заданным соотношением основных и кислых окислов во флюсе, а также дополнительным содержанием оксидов калия и натрия при следующем составе компонентов, вес.%: кремния диоксид 21-27, кальция оксид 11-17, магния оксид 21-25, кальций фтористый 14-20, алюминия оксид 10-14, марганца оксид 4-7, (калия + натрия) оксиды 2-5, железа оксид 1-3. Низкокремнистый низкомарганцовистый основной плавленый флюс обеспечивает при сварке низколегированной проволокой металл шва с высокими показателями пластичности и ударной вязкости на низколегированных хладостойких сталях при температуре минус 40°С. 1 табл.
Изобретение относится к области производства сварочного флюса, используемого для механизированной сварки современных корпусов атомных реакторов и других сосудов высокого давления в энергетическом машиностроении и нефтехимии. Плавленый флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: SiO 2 20-27, CaO 12-18, Al 2 O 3 13-18, CaF 20-33, MnO 7-13, TiO 2 3-10, К 2 О 1-5 и примеси Fe 2 O 3 не более 1,5, S не более 0,01, Р не более 0,01, при этом должно выполняться соотношение: 0,15 TiO 2 /SiO 2 0,40. Флюс обеспечивает повышение надежности и ресурса изготавливаемого оборудования за счет снижения температуры хрупковязкого перехода (Тк 0 ) металла шва. Возможность вести сварку на скоростях сварки выше 28 м/ч позволит снизить трудоемкость процесса изготовления сварных конструкций. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.
Изобретение может быть использовано при механизированной сварке с повышенной скоростью для восстановления изношенных деталей, работающих в условиях абразивного износа. Флюс для электродуговой сварки содержит, вес.%: SiO 2 28. 32; MnO 28. 32; MgO 19. 23; CaO 9. 11; CaF 2 4. 6. Отношение содержания основных и кислых окислов выбрано из условия получения основности флюса 1,40. 1,48. Содержание Al 2 O 3 , Fe 2 О 3 , S и Р не должно превышать соответственно 2; 1,5; 0,2 и 0,2%. Использование предлагаемого флюса позволяет наплавлять детали из конструкционных сталей с высокими качественными показателями: износостойкость наплавленных поверхностей составляет 156% по отношению к ненаплавленным. 1 табл.
Изобретение может быть использовано при электродуговой сварке легированных сталей вольфрамовым или плавящимся электродом. Активирующий флюс содержит компоненты в следующем соотношении (вес.%): гексафторалюминат лития 20. 30, двуокись титана 20. 30, оксид алюминия 10. 30, а также группу галогенидных солей магния - хлорид магния 10. 20, бромид магния 10. 20, иодид магния 10. 20. Такой состав активирующего флюса обеспечивает снижение образования газовых пор, повышение проплавляющей способности дуги и стабильность формирования сварного шва. 2 табл.
Изобретение может быть использовано при электродуговой сварке легированных сталей вольфрамовым и плавящимся электродом. Флюс содержит, вес.%: гексафторалюминат лития 30. 40, двуокись титана 20. 30, оксид алюминия 10. 20, хлорид кальция 10. 20, а также металлический порошок или смесь порошков, которые выбирают из группы: хром, никель, титан в количестве 10. 20 вес.%. Приведенный состав активирующего флюса обеспечивает снижение образования газовых пор, повышение проплавляющей способности дуги и стабильность формирования сварного шва. 2 табл.
Изобретение может быть использовано при сварке сталей, имеющих металлизированное алюминиевое покрытие, в углекислом газе плавящимся электродом. Флюс содержит, мас.%: цирконовый концентрат 7,1-11,8%, никель 22,9-37,6, плавиковый шпат 9-12,6, криолит 41-57,4. Плавиковый шпат и криолит в указанных соотношениях позволяют удалять окисленный алюминий из сварочной ванны, что способствует повышению пластичности металла шва при толщине алюминиевого покрытия до 550 мкм.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при сварке металлических деталей, собираемых в любом пространственном положении. Способ дуговой сварки с активирующим материалом включает подачу в зону горения дуги ленты, изготовленной из материала, нейтрального по отношению к свариваемому металлу. На поверхность ленты наносят активирующий материал, состоящий из смеси активирующего флюса и полимера, при следующем соотношении компонентов, мас.% доли смеси: активирующий флюс - 5. 80, полимер - 20. 95. В качестве полимера выбирают политетрафторэтилен. Ленту изготавливают из кремнеземного или каолинового волокна. Это позволит увеличить производительность процесса сварки, улучшить качество сварного шва и обеспечить рациональную подачу в зону дуги активирующего флюса с полимером. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение может быть использовано для формирования обратной стороны корня шва при электродуговой сварке сталей. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: сварочный флюс 55-75, жидкое стекло 10-20, железный порошок 15-25. Состав флюса обеспечивает повышение качества формирования корня шва при автоматической электродуговой сварке, а также возможность удержания флюса магнитным полем флюсовой подушки в любом пространственном положении. 1 табл.
Активирующий флюс для электродуговой сварки
Изобретение относится преимущественно к машиностроению и может быть применено, например, при электродуговой сварке легированных сталей вольфрамовым и плавящимся электродом.
Известен флюс для электродуговой сварки теплоустойчивых и жаропрочных сталей [Паршин С.Г., Казаков Ю.В., Корягин К.Б. Активирующий флюс для электродуговой сварки. Патент РФ №2164849 от 19.04.2001 г.]. Он содержит, вес.%: гексафторалюминат лития 17. 25; двуокись титана 17. 25; тугоплавкое соединение из группы: двуокись кремния, двуокись германия, двуокись теллура 35. 40; хлорид кальция 20. 30.
Данный флюс в виде раствора порошка в этиловом спирте наносят на свариваемые кромки деталей, что позволяет увеличить глубину проплавления металла. Хлорид кальция увеличивает сцепление слоя флюса с поверхностью металла, что позволяет стабилизировать процесс поступления флюса в дугу и улучшить формирование шва.
Однако большое количество хлорида кальция и полупроводниковых оксидов в составе флюса увеличивают электропроводимость известного флюса в расплавленном состоянии, что расширяет активное пятно дуги и снижает глубину проплавления металла. Кроме того, состав флюса слабо защищает расплавленный металл от воздействия водорода и азота при сварке во влажной атмосфере и в неблагоприятных условиях.
Известен флюс для электродуговой сварки высокопрочных теплоустойчивых и жаропрочных сталей [Паршин С.Г., Казаков Ю.В., Корягин К.Б. Активирующий флюс для электродуговой сварки. Патент РФ №2198773 от 20.02.2003], принятый за прототип. Он содержит, вес.%: гексафторалюминат лития 20. 30; двуокись титана 20. 30; окись алюминия 10. 30; хлорид кальция 20. 30.
Введение во флюс окиси алюминия позволяет уменьшить электропроводимость известного флюса в расплавленном состоянии, что увеличивает эффективность флюса и глубину проплавления металла, сохраняя при этом высокую стабильность формирования шва.
Однако состав флюса также слабо защищает сварной шов от проникновения водорода и азота. В монтажных условиях, например, на открытой площадке, при высокой влажности среды, при ремонте энергетического оборудования, защитная атмосфера вокруг сварочной дуги насыщается влагой, водородом и азотом, которые растворяются в расплавленном металле и образуют в сварочном шве газовые поры [Походня И.К. Газы в сварочных швах. М.: Машиностроение, 1972 г., 256 с.]. Газовые поры являются недопустимыми дефектами, поскольку снижают прочность и герметичность сварных соединений ответственных конструкций.
Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является улучшение качества сварных соединений.
Сущность изобретения заключается в том, что флюс-прототип, содержащий гексафторалюминат лития, двуокись титана и оксид алюминия Al2O3, вместо хлористой соли кальция содержит группу галогенидных солей магния, вес.%:
| Гексафторалюминат лития | 20. 30 |
| Двуокись титана | 20. 30 |
| Оксид алюминия | 10. 30 |
| Хлорид магния | 10. 20 |
| Бромид магния | 10. 20 |
| Йодид магния | 10. 20 |
Такая совокупность известных и новых признаков позволяет получить высокую проплавляющую способность сварочной дуги при хорошем формировании сварного шва без образования газовых пор. Это становится возможным, поскольку группа солей магния активно взаимодействует с влагой и водородом в атмосфере дуги и связывает их в нерастворимые в сварочной ванне газообразные соединения. Одновременно хлорид магния способствует образованию соединений, которые связывают азот в нитриды.
Предлагаемый флюс содержит гексафторалюминат лития Li3AlF6, двуокись титана TiO2, оксид алюминия Al2O3 и группу галогенидных солей магния: MgCl2, MgBr2, MgI2. Компоненты флюса взяты в следующем соотношении, вес. %:
| Гексафторалюминат лития | 20. 30 |
| Двуокись титана | 20. 30 |
| Оксид алюминия | 10. 30 |
| Хлорид магния | 10. 20 |
| Бромид магния | 10. 20 |
| Йодид магния | 10. 20 |
Цель изобретения достигается тем, что в состав флюса вместо малоактивного хлорида кальция вводят группу более активных галогенидных солей магния. Данная группа галогенидных солей магния обладает максимальным давлением паров, имеет различные температуры плавления и кипения и при сварке полностью переходит в парообразное состояние [Уикс К.Е., Блок Ф.Е. Термодинамические свойства 65 элементов, их окислов, галогенидов, карбидов и нитридов. Пер. с англ., М.: Металлургия, 1965 г., 240 с.]. При сварке данная смесь паров окружает дугу и сварочную ванну и препятствует проникновению влаги, водорода и азота в зону сварки.
Соли магния обладают высокой химической активностью по отношению к воде H2O, молекуле Н2 и атому Н водорода и легко связывают водород в нерастворимые в сварочной ванне соединения. Образуемые продукты реакций HF, HCl, HBr, HI имеют высокую энтальпию диссоциации, что благоприятствует сжатию столба дуги за счет отбора теплоты на диссоциацию от границ столба дуги [Замков В.Н., Прилуцкий В.П., Гуревич С.М. Влияние состава флюса на процесс сварки титана неплавящимся электродом. // Автоматическая сварка., 1977 №4, с.22-26 и Скворцов Е.А. К вопросу о механизме контрагирования дуги при сварке по флюсу // Сварочное производство, №4, 1989 г., с.36-38].
В конденсированном состоянии оксид TiO2, входящий в состав флюса, взаимодействует с хлористой солью магния MgCl2, образуя газы TiCl2, TiCl3, TiCl4, которые активно связывают азот N2 в нитрид титана TiN. Это препятствует насыщению азотом сварочной ванны и образованию азотных пор. Хлористая соль магния MgCl2 обеспечивает хорошее сцепление слоя флюса с поверхностью металла. Это препятствует выдуванию флюса потоком дуговой плазмы, поэтому флюс более равномерно поступает в дугу, что обеспечивает стабильное формирование шва.
Соединение гексафторалюминат лития при сварке диссоциирует на соединения LiF и AlF3, которые химически взаимодействуют с двуокисью титана TiO2. При этом образуются соединения TiF4, TiF3, TiF2, которые имеют высокие энтальпии диссоциации и сжимают столб дуги, увеличивая глубину проплавления металла.
В то же время продукты диссоциации гексафторалюмината лития - LiF, AlF3 и группа солей магния: MgF2, MgCl2, MgBr2 являются нейтральными по отношению к оксиду алюминия Al2О3, который уменьшает электропроводимость расплавленного флюса на поверхности сварочной ванны. Это уменьшает диаметр активного пятна дуги и стабилизирует его положение на сварочной ванне, что увеличивает глубину проплавления металла.
Основной причиной образования газовых пор является поглощение водорода расплавленным металлом [Походня И.К. Газы в сварочных швах. М.: Машиностроение, 1972 г., 256 с.]. Источниками водорода при сварке является влага, которая содержится в атмосфере дуги, сварочных материалах, ржавчине и загрязнениях. Вода Н2О при температуре дуги диссоциирует:
Константа равновесия реакций диссоциации увеличивается с ростом температуры плазмы, которая максимальна в центре дуги и минимальна на ее границе. Удаление влаги и водорода основано на химическом связывании молекул Н2О, H2, атомов Н в газообразные соединения, нерастворимые в сварочной ванне по следующим типам химических реакций:
где Me - металл; G - галоген; к - конденсированная (жидкая или твердая) фаза; г - газообразная фаза. При сварке галогенидная соль может существовать в двух отдельных фазах, которые имеют разные значения энтальпии, энтропии и приведенной энергии Гиббса.
В результате всех типов реакций I. IX количество водорода в зоне горения дуги и в расплавленном металле резко снижается, что предупреждает возникновение газовых пор и повышает качество сварного соединения.
Вероятность химических реакций увеличивается с ростом констант равновесия химических реакций, которые для реакций с солями магния имеют более высокие положительные значения, табл.1
| Таблица 1 | |||||
| Значения логарифма константы равновесия химических реакций lg Kp | |||||
| Тип реакции и температура, К | Соль CaCl2 | Соль MgCl2 | Соль MgBr2 | Соль MgI2 | |
| Тпл=1055 К | Тпл=987 К | Тпл=984 К | Тпл=923 К | ||
| Ткип=2300 К | Ткип=1691 К | Ткип=1500 К | Ткип=1200 К | ||
| I | 1000 | -5,5 | 0,8 | 1 | 2,5 |
| 2000 | -0,9 | 1,9 | 1,9 | 3 | |
| 3000 | 0,5 | 2,1 | 1,93 | 2,5 | |
| 4000 | 1,1 | 2,3 | 1,95 | 1,7 | |
| II | 1000 | -31,8 | -22,7 | -22,5 | -21 |
| 2000 | -9,8 | -5,1 | -5 | -4 | |
| 3000 | -2,8 | 0,6 | 0,4 | 0,8 | |
| 4000 | 0,3 | 3 | 2,5 | 2,9 | |
| III | 1000 | 9,2 | 10,4 | 3,9 | 4,4 |
| 2000 | 5,7 | 6,3 | 0,75 | 0,95 | |
| 3000 | 4,5 | 4,9 | -0,2 | 0,03 | |
| 4000 | 3,7 | 4,1 | -0,5 | -0,3 | |
| IV | 1000 | -23,1 | -18,9 | -19,7 | -19,1 |
| 2000 | -8,5 | -5,9 | -6,3 | -6,05 | |
| 3000 | -3,6 | -1,5 | -1,8 | -1,6 | |
| 4000 | -1,2 | 0,6 | 0,45 | 0,5 | |
| V | 1000 | -22,6 | -14,2 | -14 | -13,5 |
| 2000 | -6,6 | -2,2 | -2,3 | -2,2 | |
| 3000 | -1,3 | 1,7 | 1,6 | 1,5 | |
| 4000 | 1,4 | 3,7 | 3,6 | 3,5 | |
| VI | 1000 | -26,9 | -16,7 | -17,2 | -14,9 |
| 2000 | -7,8 | -2,8 | -2,9 | -1,7 | |
| 3000 | -1,8 | 1,4 | 1,1 | 1,7 | |
| 4000 | 0,6 | 3,1 | 2,6 | 3 | |
| VII | 1000 | -18,1 | -12,8 | -13,7 | -13,1 |
| 2000 | -6,5 | -3,6 | -4,1 | -3,8 | |
| 3000 | -2,7 | -0,56 | -0,97 | -0,7 | |
| 4000 | -0,8 | 0,9 | 0,6 | 0,75 | |
| VIII | 1000 | -9,6 | 0,6 | -0,7 | 2,4 |
| 2000 | -2,2 | 2,7 | 2,7 | 3,8 | |
| 3000 | -0,2 | 3,1 | 2,8 | 3,3 | |
| 4000 | 0,8 | 3,2 | 2,85 | 3,4 | |
| IX | 1000 | 1,25 | 4,45 | 3,6 | 4,16 |
| 2000 | 0,12 | 1,9 | 1,4 | 1,78 | |
| 3000 | -0,35 | 1 | 0,68 | 0,86 | |
| 4000 | -0,64 | 0,44 | 0,2 | 0,29 |
Предложенное количественное соотношение компонентов флюса обеспечивает наиболее эффективное снижение образования газовых пор за счет активного взаимодействия паров флюса с влагой, водородом и азотом. В то же время, данное соотношение компонентов обеспечивает наиболее эффективное их воздействие на концентрацию тепловой мощности сварочной дуги, обеспечивает повышение ее проплавляющей способности и сохраняет стабильность формирования сварного шва.
Флюс готовят путем смешивания предварительно измельченных до размера 50 мкм компонентов. Перед смешиванием компоненты прокаливают при температуре 150-200°С в течение 1,5-2 часов. Полученную смесь флюса разводят в этиловом спирте в соотношении 1:1 и хранят в герметичной стеклянной таре.
Примером применения данного флюса может служить сварка труб конвективного пароперегревателя котла ТГМ-96 диаметром 36×6 мм из стали 12Х1МФ. Флюс наносили на поверхность труб по обе стороны от стыка и на присадочную проволоку Св-08ХМФА диаметром 2 мм слоем толщиной 0,05 мм. Флюс имел состав, вес.%: гексафторалюминат лития 25%; двуокись титана 20%; оксид алюминия 10%; хлорид магния 15%; бромид магния 15%; йодид магния 15%. На другие образцы труб наносили слой флюса-прототипа, который имел состав, вес.%: гексафторалюминат лития 25%; двуокись титана 30%; окись алюминия 20%; хлорид кальция 25%. Сварка труб производилась на открытой монтажной площадке при относительной влажности среды 85%, при наличии потока воздуха, имеющего скорость 7 м/с. Сила тока составляла 100 А, расход аргона 7. 8 л/мин. При сварке без флюса наблюдалось плохое формирование, возникали поры и разбрызгивание, стабильность горения дуги была низкой. При сварке по слою флюса формирование шва и стабильность горения дуги улучшились, поры отсутствовали. После сварки сварные соединения подвергали рентгенографическому контролю на рентгенаппарате "Арина-3", табл.2.
| Таблица 2 | |
| Результаты рентгенографического контроля | |
| Вид сварки | Результаты расшифровки рентгенографических снимков |
| 1. Сварка труб без флюса | Цепочки и скопления пор ⊘0,8 и ⊘1,2 мм по 1/3 периметра сварного шва |
| 2. Сварка труб без флюса | Цепочки пор ⊘0,3 мм и отдельные поры ⊘0,8 мм по ¼ периметра сварного шва |
| 3. Сварка труб без флюса | Цепочки пор ⊘0,6 мм и отдельные поры ⊘0,3 мм по 1/3 периметра сварного шва |
| 6. Сварка труб с флюсом-прототипом | Отдельные поры ⊘0,2 мм и 0,5 мм по периметру шва |
| 4. Сварка труб с предлагаемым флюсом | Пор нет |
| 5. Сварка труб с предлагаемым флюсом | Пор нет |
Таким образом, предлагаемый состав флюса, по сравнению с флюсом-прототипом, обеспечивает технический эффект, который выражается в повышении качества сварных соединений и снижении образования газовых пор. Предлагаемый флюс содержит известные доступные компоненты, прост в изготовлении, может быть изготовлен и применен с помощью известных в технике средств. Следовательно, предлагаемый флюс обладает промышленной применимостью.
Активирующий флюс для электродуговой сварки, содержащий гексафторалюминат лития, двуокись титана и оксид алюминия, отличающийся тем, что флюс содержит дополнительно группу галогенидных солей магния, а компоненты взяты в следующем соотношении, вес.%:
флюс для аргонодуговой сварки изделий из медно-никелевых сплавов
Формула изобретения
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано при сварке неплавящимся электродом в среде аргона стыков труб из медно-никелевого сплава типа МНЖ5-1 для уменьшения пористости в сварных швах и увеличения глубины проплавления основного металла.
При сварке изделий из медно-никелевых сплавов ввиду особенности их физико-химических свойств (высокой теплопроводности, повышенной склонности к окислению при высоких температурах и к водородной болезни) в сварных соединениях часто образуются дефекты в виде пористости, которые приходится исправлять путем удаления дефектного металла с порами и последующей заварки. Из-за высокой теплопроводности медно-никелевого сплава и невозможности существенно увеличить величину сварочного тока стыковые швы трубопроводов приходится выполнять с повышенным количеством проходов, что уменьшает производительность сварки.
Повысить качество металла сварного соединения, увеличить проплавление основного металла и производительность труда при аргонодуговой сварке изделий из медно-никелевых сплавов можно за счет использования активирующих флюсов. Для аргонодуговой сварки медно-никелевых сплавов такой флюс отсутствует.
Известен флюс для аргонодуговой сварки изделий из алюминиевых бронз при их изготовлении и ремонте (патент № 2243073), содержащий следующие компоненты (в мас.%):
Использование этого флюса при аргонодуговой сварке изделий из алюминиевой бронзы обеспечивает удаление пленки оксида алюминия (Al 2 O 3 ) с поверхности сварочной ванны и тем самым улучшает качество сварного шва. Однако применение этого флюса при аргонодуговой сварке изделий из медно-никелевого сплава не обеспечивает хорошее формирование металла шва и увеличение глубины проплавления основного металла.
Известен также флюс для сварки цветных металлов (патент Франции № 2237723), содержащий следующие компоненты (в мас.%):
| Фторид бария | 3-7 |
| Фторид кальция | 83-92 |
| Фторид алюминия | 5-10 |
Недостатком этого флюса при сварке неплавящимся электродом изделий из медно-никелевого сплава является недостаточно высокая плотность наплавленного металла и недостаточно хорошее формирование шва.
Наиболее близким к предлагаемому флюсу по составу, принятому за прототип, является флюс по а.с. 348314, предназначенный для сварки и плавки цветных металлов, преимущественно меди и титана, и содержащий следующие компоненты (в мас.%):
Этот флюс предназначен для сварки и электрошлакового переплава цветных металлов, в частности меди и сплавов на ее основе, с целью повышения качества литого металла, устранения пористости швов и повышения производительности сварки. Однако при аргонодуговой сварке изделий из медно-никелевого сплава с применением этого флюса, хотя пористость по сравнению со сваркой без флюса уменьшается, но все же не обеспечивает необходимого качества, кроме того, проплавление металла при аргонодуговой сварке изделий из медно-никелевых сплавов с применением этого флюса недостаточное.
Техническим результатом изобретения является создание флюса для сварки неплавящимся электродом в среде аргона стыков труб из медно-никелевых сплавов типа МНЖ5-1, обеспечивающего уменьшение пористости в сварных швах и увеличение глубины проплавления основного металла.
Технический результат достигается введением во флюс хлористого калия и борного ангидрида при следующем соотношении компонентов (в мас.%):
Наличие во флюсе фторида алюминия и фторида кальция приводит к контрагированию столба дуги и повышению анодного падения напряжения, что, в свою очередь, вызывает увеличение глубины проплавления основного металла. Кроме того, фторид кальция интенсивно взаимодействует с окислами и водяным паром, активно удаляет влагу из зоны сварки, благодаря чему защищает металл шва от насыщения кислородом и водородом. Введение во флюс хлорида калия повышает технологические свойства флюса, его жидкотекучесть, растекаемость и смачивающую способность. Введение во флюс борного ангидрида, обладающего повышенной химической активностью и взаимодействующего при повышенных температурах с поверхностью свариваемых кромок, способствует нейтрализации вредного влияния находящихся на них окислов и предупреждает образование пор.
Количественное соотношение компонентов, входящих в состав флюса, установлено экспериментально.
Исследования по влиянию флюсов на глубину проплавления проводили путем наплавки (проплавления) на установке КАТ при аргонодуговой сварке неплавящимся электродом пластин из сплава марки МНЖ5-1 толщиной 5 мм. Линейная скорость сварки составляла 6 м/ч, ток сварки - 150 А.
Исследования по влиянию флюсов на порообразование проводили путем сварки стыков труб 55×2,5 мм из сплава марки МНЖ5-1. Сварка стыков труб выполнялась на токе 110 А. Оценку пористости в швах выполняли при радиографическом контроле по бальной системе (балл 3 - количество пор на 100 мм сварного шва: не более 5 шт. при суммарной предельной длине всех допустимых дефектов не более 4,5 мм; балл 2 - не более 8 шт. при суммарной предельной длине всех допустимых дефектов не более 6,0 мм; балл 1 - более 8 шт. или суммарная предельная длина всех допустимых дефектов более 6,0 мм. Качество швов считается удовлетворительным при их оценке баллами 3 и 2).
Было исследовано 5 составов флюса, из них: 4 состава с различным содержанием компонентов предлагаемого флюса, в том числе 2 состава, соответствующие предлагаемому изобретению ( № № 2 и 3), 2 состава с более высоким и более низким содержанием компонентов, чем в предлагаемом флюсе ( № № 1 и 4), 1 состав флюса по прототипу ( № 5).
Для оценки влияния состава флюса на глубину проплавления основного металла на каждый его состав производилась наплавка пяти валиков. Для оценки влияния состава флюса на качество швов на каждый состав флюса выполняли сварку десяти стыков. Результаты оценки влияния флюсов на пористость и глубину проплавления приведены в таблице.
Из приведенной таблицы видно, что при сварке 10 стыков труб из медно-никелевого сплава с флюсом по прототипу процент стыков с недопустимыми дефектами составляет 20%. При сварке по предложенному варианту стыки с недопустимыми дефектами отсутствуют, а количество стыков с наименьшим количеством дефектов, оцененных баллом 3, составляет по 9 из 10, а при сварке по прототипу - 4 из 10.
Глубина проплавления при сварке с флюсом по предлагаемому варианту составляет 4,0 мм, а при сварке с флюсом по прототипу - 3,0 мм.
Приведенные в таблице результаты подтверждают правильность технического решения и выбранных интервалов содержания компонентов во флюсе.
Экономический эффект от предложенного изобретения обеспечивается за счет повышения качества швов (отсутствие необходимости вырубки дефектного металла и повторной заварки) и увеличения глубины проплавления основного металла при сварке (увеличения производительности труда при сварке).
Флюс для аргонодуговой сварки изделий из медных сплавов
Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано при сварке неплавящимся электродом в среде аргона изделий из медных сплавов для уменьшения пористости в сварных швах.
При сварке изделий из медных сплавов ввиду особенности их физико-химических свойств в сварных соединениях часто образуются дефекты в виде пористости, которые приходится исправлять путем удаления дефектного металла с порами и последующей заварки.
Повысить качество металла сварных соединений изделий из медных сплавов можно за счет использования активирующих флюсов.
Известен флюс для сварки и плавки цветных металлов, преимущественно меди и титана, содержащий следующие компоненты (в мас.%):
Этот флюс предназначен для сварки и электрошлакового переплава цветных металлов, в частности меди и сплавов на ее основе, с целью повышения качества литого металла, устранения пористости швов и повышения производительности сварки. Однако при аргонодуговой сварке изделий из медных сплавов с применением этого флюса пористость по сравнению со сваркой без флюса уменьшается только при сварке изделий из меди.
Известен также флюс для сварки цветных металлов (патент Франции №2237723), содержащий следующие компоненты (в мас.%):
| Фторид бария | 3-7 |
| Фторид кальция | 83-92 |
| Фторид алюминия | 5-10 |
Применение этого флюса при сварке неплавящимся электродом изделий из медных сплавов показало, что металл шва имеет поры и недостаточно хорошее формирование.
Наиболее близким к предлагаемому флюсу по составу, принятым за прототип, является флюс для аргонодуговой сварки изделий из алюминиевых бронз при их изготовлении и ремонте по патенту №2243073, содержащий следующие компоненты (в мас.%):
Использование этого флюса при аргонодуговой сварке изделий из алюминиевой бронзы обеспечивает удаление пленки оксида алюминия (Al2O3) с поверхности сварочной ванны и тем самым улучшает качество сварного шва. Однако применение этого флюса при аргонодуговой сварке изделий из медных сплавов, не содержащих алюминий, не обеспечивает качество металла шва (в швах наблюдается пористость).
Техническим результатом изобретения является создание флюса для сварки неплавящимся электродом в среде аргона изделий из медных сплавов, обеспечивающего повышение качества сварных швов за счет уменьшения в них пористости.
Технический результат достигается введением во флюс буры и борной кислоты при следующем соотношении компонентов (в мас.%):
| Бура | 35-40 |
| Борная кислота | 35-40 |
| Фторид кальция | 15-20 |
| Хлорид лития | 5-10 |
Бура и борная кислота активно используются при пайке и газовой сварке изделий из медных сплавов. Введение во флюс буры и борной кислоты, обладающих повышенной химической активностью и взаимодействующих при повышенных температурах с поверхностью свариваемых кромок, способствует нейтрализации вредного влияния находящихся на них окислов и предупреждает образование пор. Фторид кальция интенсивно взаимодействует с окислами и водяным паром, активно удаляет влагу из зоны сварки, благодаря чему защищает металл шва от насыщения кислородом и водородом. Кроме того, наличие во флюсе фторида кальция приводит к контрагированию столба дуги и повышению анодного падения напряжения, что, в свою очередь, вызывает увеличение глубины проплавления основного металла. Введение во флюс хлорида лития повышает технологические свойства флюса (жидкотекучесть, растекаемость и смачиваемость).
Исследования по влиянию флюсов на порообразование проводили путем сварки стыков пластин из оловянной бронзы марки Бр.O8Ц4. Сварка стыков пластин 100×100×10 мм выполнялась на токе 120-180 А с применением присадочной проволоки Бр.ОФ 6,5-0,15. Оценку пористости в швах выполняли при радиографическом контроле.
Было исследовано 5 составов флюса, из них: 4 состава с различным содержанием компонентов предлагаемого флюса, в том числе 2 состава, соответствующие предлагаемому изобретению(№№2 и 3), по 1 составу с более высоким (№1) и более низким (№4) содержанием компонентов, чем в предлагаемом флюсе, 1 состав флюса по прототипу (№5).
Для оценки влияния состава флюса на качество швов с каждым составом флюса выполняли сварку десяти стыков. Результаты оценки влияния флюсов на пористость приведены в таблице.
Из приведенной таблицы видно, что при сварке 10 стыков пластин 100×100×10 мм из оловянной бронзы с флюсом по прототипу количество пор на стык длиной 100 мм составляет 6-9 шт. При сварке по предложенному варианту поры или отсутствуют или их количество на стык составляет не более 2 шт.
Экономический эффект от предложенного изобретения обеспечивается за счет повышения качества швов (отсутствие необходимости вырубки дефектного металла и повторной заварки).
Флюс для аргонодуговой сварки изделий из медных сплавов, содержащий фторид кальция и хлорид лития, отличающийся тем, что он дополнительно содержит буру и борную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано при сварке неплавящимся электродом в среде аргона изделий из меди для увеличения глубины проплавления основного металла без ухудшения качества металла шва.
Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано при сварке неплавящимся электродом в среде аргона изделий из медно-никелевых сплавов с содержанием 10-20% никеля типа МНЖМц 11-1,1-0,6 для уменьшения пористости в сварных швах и увеличения глубины проплавления основного металла.
Изобретение относится к области индукционной наплавки, в частности для соединения меди со сталью при производстве медных шин, пластинчатых теплообменников, где минимально допустимым является наличие в сварном шве других компонентов кроме меди.
Изобретение относится к сварочным материалам, а именно к агломерированным флюсам, и может быть использовано для автоматической сварки коррозионностойкой стали аустенитными сварочными проволоками в различных отраслях промышленности, например в кораблестроении.
Изобретение относится к сварочным материалам, а именно к флюсам для сварки сталей, имеющих металлизированное алюминиевое покрытие, в углекислом газе плавящимся электродом.
Изобретение относится к сварочным материалам, а именно к флюсам для сварки по слою флюса сталей, имеющих металлизированное алюминиевое покрытие. .
Изобретение относится к сварочному производству, в частности к низкокремнистым солеоксидным плавленым флюсам, применяемым преимущественно при автоматической сварке плавлением низколегированных сталей нормальной и повышенной прочности, в том числе и хладостойких.
Изобретение относится к области производства сварочного флюса, используемого для механизированной сварки современных корпусов атомных реакторов и других сосудов высокого давления в энергетическом машиностроении и нефтехимии.
Изобретение относится к технологии изготовления сварных конструкций и может быть использовано в судостроении, авиационной, космической и других областях промышленности.
Изобретение относится к сварочному производству, а именно к устройствам для контактной стыковой сварки оплавлением и последующей термообработки полос, работающим в непрерывных металлургических агрегатах, например, в травильных линиях или агрегатах продольной резки, перерабатывающие преимущественно полосы из высокоуглеродистых сталей.
Изобретение относится к способам изготовления слоистых изделий, состоящих из слоев сотовой структуры, а именно тонкостенных титановых сотовых заполнителей для многослойных изделий различной протяженностью с развитой поверхностью контактирования, например сотовых панелей, применяемых в авиационной и ракетно-космической промышленностях.
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в нефтехимическом и энергетическом машиностроении при изготовлении обечаек реакторов и парогенераторов.
Изобретение относится к сварке, а более точно к способу центровки двух профильных заготовок, в частности, рельсов в машине для контактной стыковой сварки. .
Изобретение относится к трубному производству и может быть использовано для изготовления спиральношовных сварных труб большого диаметра для внутрипромысловых и магистральных газонефтепроводов, для трубопроводов атомных и тепловых электростанций, тепловых сетей и т.д
Читайте также: