Керамічний флюс для зварювання низьколегованих сталей

Изобретение относится к сварке, в частности к керамическим флюсам для автома тической сварки низколегированных сталей Целью изобретения является получение ударной вязкости металла шва, определяемой на образцах с острым надрезом, при температуре минус 40°С, при использовании низколегированных сварочных проволок Введение в состав флюса ферротитана и ферробора при отношении титана к бору в пределах 4,23—17,1 позволяет получить оптимальную структуру металла швов. Высокая основность шлакообразуюіцей основы флюса, отсутствие в нем свободного кремнезема и карбонатов при отношении суммарного содержания обожженного магнезита плавикового шпата и половины волластонита к суммарному содержанию электрокорунда, половины волластонита и двух третей силиката иатрия в пределах 1,43— 2,16 обеспечивают высокие технологические свойства флюса, в том числе и легкую отделимость шлаковой корки 4 табл. 1 І 298029 Изобретение относится к сварочным маотношение суммарного содержания MgO, териалам, а именно к керамическим флюи CaO к суммарному содержанию гам для автоматической сварки низколеи S1O2. а также отсутствие во флю1ированных сталей се карбонатов, обеспечивают хорошие технологические свойства флюса (в том числе Повысились требования к качеству мелегкую отделимость шлаковой корки при талла сварных швов в отношении их хладосварке первых и последующих проходов, выстойкости Если раньше порог хладноломполняемых в глубокой разделке) кости металла шва определялся на образцах с круглым надрезом (тип VI), то в поНаличие StOi во флюсе, необходимое для следние годы этот показатель оценивается достижения хороших его технологических по уровню ударной вязкости при отрицательсвойств, обеспечивается за счет применения ных температурах, определяемой на образволластонита (CaO-SiO2) и силиката натрия цах с острым надрезом (тип IX), что яв(сухой остаток жидкого стекла) При этом ляется значительно более жестким видом кремнезем прочно связан в комплексные испытаний. Опыт показывает, например, что соединения, что снижает ею активность в если критическая температура хрупкости мешлаке Этому способствует также высокая талла шва, определяемая на образцах тиосновносіь флюса При сварке под предлапа VI равна 60°С, то для того же мегаемым флюсом отсутствуют кремне- и марталла критическая температура хрупкости, ганцевосстановительный процессы, недопусопределяемая на образцах типа IX, равна тимые с точки зрения засорения металла примерно 15—20°С ниже нуля. Вместе с тем шве неметаллическими включениями. сварные конструкции, изготовляемые с приДля получения оптимальной структуры кеменением автоматической сварки под флюсом 20 талла швов, обеспечивающей высокую их хлачасто эксплуатируются при значительно бодостойкость, во флюс вводятся микролеіилее низких температурах чем минус 15°С. руюіцие добавки, ферротитан и ферробор. В последнее время в судостроении, ваПри этом необходимым требованием являгоностроении и других отраслях промышется соблюдение соотношений титана к боленности выдвигаются требований получения 25 ру во флюсе в пределах 4,23—17,1 Коуровня ударной вязкости металла швов, опличество ферротитана и ферробора во флюсе ределяемой на образцах Шарпи, не ниже выбирается с таким расчетом, чтобы в ме40 Дж/см 2 при температуре испытаний от талле шва содержание титана находилось _ 2 0 до —40°С. в пределах 0,01— 0,04%, а бора 0,003— Необходимым требованием к флюсу, кроме обеспечения высокой хладостойкости 30 В качестве легирующего компонента во швов, являются также высокие сварочнофлюсе применен металлический марганец технологические свойства флюса (хорошее марки МрОО в количестве 0,9—1,8% из расформирование швов с плавным переходом чета получения концентрации марганца в мек основному металлу, легкая отделимость талле шва в пределах 1,3—1,6% (в завишлаковой корки, в том числе при сварке симости от содержания маріанца в провов глубокую разделку, отсутствие пор и трелоке) Применение во флюсе ферромарщин в металле шва) ганца недопустимо из-за относительно высоЦель изобретения состоит в разработке кого содержаний в нем фосфора. керамического флюса для сварки низколеВ табл. і приведены варианты состагированных сталей, который с применением ва предлагаемого флюса соответствующих низколегированных проПод этими флюсами были получены сварволок должен обеспечивать получение уровня ные соединения из сталей І0ХСНД, 09Г2С, ударной вязкости металла шва (определяе10Г2ФБ, І5Г2АФ, Х70 (трубной) толщиной мой на образцах с острым надрезом) не 14—25 мм с применением ^варочных променее 40 Дж/см'' при температуре испытаволок Св-ЮНМА. Св-08МХ, Св-08ХМ, Свния минус 40°С, а также обладать хоро08ГНМ, Св-08ГНМТ, Св-10ГН2МДТ диаметшими технологическими свойствами в условиром 4 мм. Режим сваркт /св=б5О—750 А; ях многопроходной сварки, обеспечивать отUg=32—38 В, V C B = 3 0 — 32 м/ч Ток посутствие дефекюв в металле шва (пор, трестоянный обратной полярности. щин, подрезов, зашлаковок и т д.) Химический состав и механические свойЭта цель достигается применением шластва металла швов приведены в табл. кообразуюшей основы флюса, имеющей вы2—4 сокий коэффициент основности, введением во В табл 4 приведена также оценка техфлюс совместных микролегирующих добавок нологический свойств вариантой предлагаетитана и бора, отсутствием во флюсе свомого флюса бодного кремнезема и силиката марганца, а Как видно из приведенных данных и также определенным соотношением компоненприлагаемого а«та испытаний, предлагаемый тов флюса флі'х имеет хорошие технологические свойства и обеспечивает уровень удгріюй ЙЙЗКОСВысокая основность предлагаемого флюти металла шва (определяемой на образса обеспечивается о/носнтельно высоким соцах с острым надрезом) не ниже 40 Дж/см^ держанием в нем MgO и CaFi, а также CaO, при температуре —40°С. содержащемся в волластоните Выбранное со 1298029 ФЛЮС должен найти широкое применение ныи магнезит, плавиковый шпат, электропри сварке металлоконструкций из низкокорунд, волластонит, марганец, силикат нат легированных сталей, к сварным соедирия, отличающийся тем, что, с целью по нениям которых предъявляются современные вышения хладостойкости металла шва, опвысокие требования по ударной вязкости, ределяемой на образцах на ударный изгиб определяемой на образцах с острым надре с острым надрезом, при сохранении высо зом (в судостроении, вагоностроении, строких сварочно-технологических свойств флюса ительстве и других отраслях промышленное он дополнительно содержит ферротитан и ти) Применение заявляемого флюса дает ферробор при следующем соотношении комвозможность повысить качество, надежность понентов, мае % и долговечность сварных металлоконструк 10 Обожженый магнезит 23—31 ций, работающих в услових низких темпе Плавиковый шпат 24—27 ратур Электрокорунд 18—27 Применение предлагаемого флюса даст Волласгонит П —16 значительный экономический эффект за счет Марганец 0,9—1,8 применения более простых стандартных сва Силикат натрия 8,3—9,2 рочных проволок вместо дорогостоящих слож» 15 Ферротитан 0,5—2,3 нолегированных и более чистых по вредным Ферробор 0,1—0,9 примесям проволок, которые потребуются при этом отношение суммарного содержания для получения высокой хладостойкости магнезита, плавикового шпата и половины швов при использовании известных флюсов волластонита к суммарному содержанию электрокорунда, половины волластонита и двух третей силиката натрия выбрано в преФормула изобретения делах 1,43—2,16, а отношение во флюсе тиКерамический флюс для сварки низколе тана к бору выбрано в пределах 4,23— 17,1 тированных сталей, содержащий обожжен Т а б л и ц а Содержание компонентов, мае.7, s вариантах флюса (оппоненты и их соотношения t 1 4 5 6 7 8 9 10 11 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Maiнеэит обожженный 28, 28,40 29,20 29,40 j0,40 31,20 2 3,80 Плавиковошттовый концентрат 24,70 24,50 27,40 25,Ю 27,50 25,20 25,70 Электрокорунд 21,10 20,90 18,30 17,40 18,40 18,40 Воппа^тонмт 14,70 П,65 12,80 56,5-0 11,00 Уаріанєц металлический 1,38 1,36 1,37 1,65 Ферротит.ан (=67%) 1,38 1,36 1,37 Ферробор (=20%) 0,28 0,73 Силикат натрия (сухой остаток жидкого стекла) 8,26 1,77 5 + 772В -ь~273)К 16,5 Ті/В** 27,40 34,60 19,50 27,30 29,10 18,20 24,50 2 7,50 21 ,00 15,50 29,10 22,70 12,80 12,30 15,50 8,20 20,90 14,50 1,38 1,38 1,84 0,90 1,36 1,36 1,32 0,92 2,29 2,29 0,46 1,37 1,36 1,91 0,46 0,91 0,73 0,73 0,55 0,09 0,46 0,91 0,91 0,05 9,10 8,65 8,30 8,30 8,18 8,31 8,77 8,97 9, 12 9,17 1,78 2,06 2,01 2,16 2,07 1,43 1,74 2,67 1,06 1,67 6,23 5,06 4,23 1Г,7 5,0 3,36 30,8 14,3 17,1 Й 24,60 10,0 М, П, В, Э, Ж, - процентное содержание во іЬлюсе магнезита, плавикошпатового концен грата, волластонита, электрокорунда, силиката натрия соответственно. **Ті н В - процентное содержание титана и бора во флюсе. ! 1298029 Зари- Основ ion ант Содержание •элементов в металле шва , z Сварочная проволока. С 1 2 Мп Si 6 5 3 Ті 9 7 КО , 1. 1 10 I 1 12 P 13 0,09 1,40 0,22 0,11 0,60 0,25 0,04 O.OOj 0,009 0,011 1 X70 ( г р у Р - Св-101Н2МДТ 0,08 ная) 1.51 0,19 0,12 1,49 0,29 0,04 0,003 0,008 0,013 2 091 2C Св-ЮНМА 0,12 1,42 0.3D 0,11 0,5 0,27 0,02 0,004 0,010 0,023 2 09Г2С Св-ОЙНХ 0,10 1,41 0,12 0,29 ел 0,23 0,03 0,004 0,012 0,022 2 10X( ИД Гн-08МХ 0,09 1,38 0,35 0,32 0,28 0, Я 0,02 0,0(3 0,010 0,023 0,07 1,41 0,28 0,33 0,11 0,30 0,02 0,004 0,008 0,012 0,18 0,59 0,32 1 X70 ( т р у б - Св-08ГНМТ ная) L Ct 2 ЮХСНД Св-08ХМ 2 ЮХСНД Св-ЮИМА 0,10 1,35 0,23 0,03 0,003 0,009 0,021 2 ЮГ2ФІ, СВ-О8ГНМ 0,09 1,42 0,20 0,11 0,51 0,35 0,03 0.004 0,007 0,020 3 151 2АФ Сн-ЮНМА 0,11 1,38 0,28 0,09 0,67 о,л 0,03 0,005 0,007 0,017 0,Ы 0,33 0,02 0,003 0,010 0,019 4 0,09 1,52 0,25 ел 15Г2АФ 5 Х70 ( т р у г і - Св-ОВіПМ чаи) 0, 1 1 1,42 0,23 0,15 0,67 0, IS 0,04 0,004 0,011 0,022 6 09Г2Г Св-ЮНМЛ 0, 1 1 1.40 0 , )0 0,11 0,59 0,34 0,04 0,003 0,010 0,018 7 О9Г2С Св-ЮНМА 0,08 1,52 0,26 0,08 0,60 0,30 0,02 0,003 0,011 0,017 8 О9Г2Г Св-08ГНМ 0,09 1,32 0,24 0,09 0,63 0,3-. 0,03 0,004 0,012 о.ого Сн-ЮНМЛ 0,10 1.40 0,18 СИ 0.61 0,31 0,003 0,006 0,009 0,01Н 0,52 0,29 0,01 0 002 0,019 0,025 0,50 0,30 0,01 LJI 0,010 0,021 Св-ЮНМА 9 09Г2! 10 09Г2Г Св-ЮНМА 0,08 1,2Я 0.-.1 ел 11 09Г2Г Св-ЮНМЛ 0,09 1,43 0,29 Ч 1 , К 2Я,Ь (.2,/. 4 1Н, ( "1,0 6 1,К Св-ЮНМА (141 '( M2.I 417,2 'fi,4 57,5 ( it ' IOKMA Н ИЧ! П ( н-ОЙІНМ 597, 1 409, і 24,8 59,4 9 (!ГИ П ( Н-10ІІМЛ 582,4 412,7 2Н,7 59,8 10 04 і 2( Гн-ЮНМЛ 538,5 406,4 21 ,0 51,8 09Г2( Гв-ЮНМА 567,6 '01,6 20 і 51,0 ч а н н е . Приведены средние р е з у л ь т а т і испытании не менее трех образцов (тил I I ) . 2Q8029 Т а б л и ц а Вариант Основной металл Сварочная проволока Ан45 , Дж/см 2 , при температуре испытаний, С - 20 1 Х70 Св-08ГНМТ 2 Х70 Св-10ГН2МДТ 2 09Г2С Св-ЮНМА 2 09Г2С 2 09Г2С Оценка технологических свойств флюса - 40 87-132 115 56-57 63 165-274 222 94-106 97 65-115 82 127-160 141 47-82 65,4 CB-OSMX 127-160 141 47-82 65,4 II 47-97 65 Св-08МХ Хорошее 2 юхснд Св-08МХ 65-115 82 09Г2С Св-08МХ 127-160 141 ' 47-82 65,4 2 ЮХСНД Св-08МХ 125-162 147 юхснд Св-08ХМ 77-175 НО юхснд Св-ЮНМА. 10Г2ФБ Св-О8ГНМ Хорошее 67-70 68 1 и 47-97 65 2 11 и 3 4 и _ 122-157 137 — " — 65-155 104 ' 40-72 52,3 _ ?! _ 90-97 50-80 68,2 — " — 93,8 2 _ 3 15Г2АФ Св-ЮНМА 95-165 131,5 97-155 135,5 4 15Г2АФ Св-ЮНМА 65-181 141 62-140 99,9 _ II _ _ " _ * Хорошее 5 Х70 Св-08ГНМ 72т112 92,4 40-70 54,3 6 09Г2С Св-ЮНМА 42-182 98,6 52-123 76,5 7 09Г2С Св-ЮНМА 96-118 102,2 74-98 83,4 _ II _ 8 09Г2С :в-08ГНМ 8^-98 93,4 62-76 68,3 _ II _ 4 1298029 t o Продолжение табл. 4 Вариг.ит Основной металл Сварочная проволока Ан.5 , Дж/см2 , при температуре испыт аний, °С - 20 Оценка технологических свойств флюса - 40 09Г2С Св-ЮНМА 98-112 106,2 10 09Г2С Св-ЮНМА 62-74 68 38,5' 11 09Г2С Св-10-НМЛ 36-44 38,7 28.4 П р и м е ч а н и е . 73-96 84,3 Плохие Удовлетворительное Хорошее Приведень: результаты испытаний не менее трех образцов на ударный изгиб, тип IX (с острым надрезом). Б числителе показаны минимальные и максимальные, а в знаменателе - средние значения ударной вязкости„ Составитель Л Арест Редактор Г Вольпки Т'-Кред И Верес Корр^чтор А Ильи^ Заказ 730/15 Тщмж 976 Подписное ВНИИПИ Государственною 113035, Москва, Ж—35, Раушская наб , д 4/5 Производственно полиграфическое предприятие, г Ужгород, у." Пгюектм.ія, 4