Порошковий дріт для мокрого підводного зварювання високолегованих хромонікелевих сталей

1. Порошковий дріт для мокрого підводного зварювання високолегованих хромонікелевих сталей, що складається зі сталевої оболонки, виготовленої з нержавіючої хромистої сталі і шихти, що включає електролітичний нікель, металевий марганець, фероніобій, рутил, магнезит, гексафторсилікат натрію, калій-натрієву силікатну брилу, який відрізняється тим, що сталева оболонка виготовлена з нержавіючої хромистої сталі з вмістом хрому 12,0...30,0 %, а шихта додатково містить флюоритовий концентрат, літій фтористий, кріоліт, чотирифтористий цирконій і алюмінієвий порошок при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: електролітичний нікель 15,0...45,0 металевий марганець 1,5...16,0 фероніобій 1,0...6,0 рутил 0,5...3,0 магнезит 0,5...10,0 гексафторсилікат натрію 0,2...1,5 C2 2 (19) 1 3 89265 4 ня, переважно корозійностійких високолегованих зварювання маловуглецевих сталей, тобто він хромонікелевих сталей (для зварювання підводних забезпечує склад наплавленого металу відповідметалоконструкцій відповідного призначення). ний маловуглецевим сталям. Проблема зварювання підводних металоконсУ порошковому дроті для підводного зварютрукцій з корозійностійких високолегованих хромовання низьколегованих сталей підвищеної міцності нікелевих сталей на сьогоднішній день не вирішетипу 17Г1С (Патент України №75174 від на. Розроблені порошкові дроти призначені для 15.03.2006p.; В23К35/368), взятий нами також в мокрого підводного зварювання маловуглецевих якості аналога, використаний інший спосіб забезта низьколегованих сталей типу Ст.З; 09Г2; 19Г та печення можливості зварювання сталі підвищеної ін., а також для низьколегованих сталей підвищеміцності - одержання аустенітної структури металу ної міцності типу 17Г1С. Відомі також порошкові шва. дроти, які призначені для зварювання високолегоПорошковий дріт по зазначеному патенту ваних хромонікелевих сталей типу 18-10 на повітскладається з металевої оболонки, виготовленої з рі. чистого нікелю і шихти при наступному співвідноОсновними труднощами при мокрому підводшенні компонентів, мас.%: ному зварюванні низьколегованих і низьковуглефторцирконат калію 8,0...10,0 цевих сталей є велика швидкість охолодження, а польовий шпат 4,0...10,0 також насичення металу шва і ЗТВ воднем, його фтористий кальцій 4,0...6,0 перерозподіл, у наслідок чого знижується технолоалюміній решта гічна міцність зварного з'єднання. Особливо неПричому, коефіцієнт заповнення порошкового сприятливий вплив водню проявляється при звадроту складає 22-25%. Використання в якості оборюванні високоміцних сталей і сталей з лонки порошкового дроту стрічки з чистого нікелю підвищеним вуглецевим еквівалентом. забезпечує одержання металу шва з вмістом нікеДуга, що горить під водою, знаходиться в послю в діапазоні 70...80% (у результаті перемішутійно змінюючумуся парогазовому об'ємі. Атмосвання з основним металом), інше - залізо. В зв'язфера парогазового пузиря розбавляється парами ку з відсутністю в наплавленому металі хрому, металів та газами, що виділяються з компонентів такий склад металу шва не забезпечує корозійної шихти порошкового дроту і продуктами дисоціації стійкості і, отже, не може бути використаний для водяної пари. У продуктах дисоціації водяної пари зварювання високолегованих корозійностійких при Τ=2000...3000°К (температура крапель електсталей. родного металу) поряд з існуванням кисню і водню Найбільш близьким до винаходу, що заявляу вигляді молекул, кисень і водень може знаходиється, є склад порошкового дроту (Патент RU тися в атомарному стані, а також можуть бути при№1605451 від 27.01.1995p., В23К35/368 Бюл. №3), сутні молекули, наприклад, ОН. При підвищенні обраний нами в якості прототипу. температури Τ=5000...6000°К (температура плазПорошковий дріт (ПД) складається з оболонки, ми дуги) ступінь дисоціації молекул води збільшувиготовленої з нержавіючої хромистої сталі з вмісється, отже, збільшується вплив водню і окисний том хрому 24,0...27,0% і шихти при наступному потенціал середовища. співвідношенні компонентів, мас.% Отже, при розробці порошкових дротів для моелектролітичний нікель 30,0...54,0 крого підводного зварювання необхідно передбаметалевий марганець 1,5...15,0 чити міри, що сприяють зменшенню або усуненню фероніобій 2,0...2,7 цих несприятливих факторів. Одним із діючих спорутил 5,0...25,0 собів, що застосовується в практиці розробки зваплавиковий шпат 5,0...25,0 рювальних матеріалів є введення до складу шихти магнезит 5,0...20,0 порошкових дротів фтористих з'єднань, що утвогексафторсилікат натрію 0,6...3,0 рюють з воднем нерозчинні в рідкому металі хімічкалій-натрієва силікатна брила 0,5...0,4 ні сполуки. Такий підхід був реалізований при розферованадій 0,6...5,0 робці "Порошкового дроту для зварювання під оксид хрому 0,6...5,0 водою" (Патент України №19627А від 25.12.1997р.; металевий хром 1,0...16,0 В23К35/36; Бюл. №6, 1997р.) взятий нами в якості Коефіцієнт заповнення порошкового дроту аналога. Порошковий дріт складається з сталевої складає 20...30%. оболонки і шихти при наступному співвідношенні Даний порошковий дріт (ПД) призначений і закомпонентів, мас.%: стосовується для зварювання на повітрі хромонірутил 18,0...22,0 келевих сталей. Однак, використання його для гематит 4,0...8,0 мокрого підводного зварювання високолегованих марганець 28,0...32,0 сталей неможливо. Як вказувалося вище, в зв'язку нікель 4,0...8,0 з сильним окислювальним впливом навколишньофторид літію 2,0...4,0 го середовища (води) при підводному зварюванні, фторид кобальту 0,4...0,6 відбувається окислювання легуючих елементів: польовий шпат 1,6...2,4 марганцю, хрому та інш. В результаті поверхня залізний порошок 31,0...34,0 наплавленого металу сильно окислена, метал пеПри цьому коефіцієнт заповнення порошковорепалений, складається практично з "грату", форго дроту складає 30...35%. мування його погане. Отже, не забезпечуються Зазначений порошковий дріт не може бути зазварювально-технологичні властивості порошкостосований для зварювання високолегованих хрового дроту при мокрому підводному зварюванні, монікелевих сталей, тому що призначений для 5 89265 6 що робить порошковий дріт непридатним для цих кріоліт 1,0...4,0 цілей. чотирьохфтористий цирконій 0,5...1,0 Крім того, вказаний порошковий дріт забезпеалюмінієвий порошок 0,2...2,5 чує наплавлений метал типу 18-10 і не може бути При цьому коефіцієнт заповнення порошковозастосований для зварювання сталей інших клаго дроту складає 30,0...50,0%. сів, наприклад, сталей типу 17-13-3. При використанні в якості оболонки стрічки з Сталі, які застосовуються в підводних металонержавіючої хромистої сталі з вмістом хрому конструкціях, відносяться до сталей різного типу 12,0...30,0%, в залежності від дійсного вмісту хролегування, а саме: високолегованих корозійностійму в стрічці та від необхідного коефіцієнту заповких сталей аустенітно-феритного класу типу 18нення дроту, легування наплавленого металу 10(08Х18Н9Т, 12Х18Н10Т, 12Х18Н12Т та їм подібхромом здійснюється або цілком оболонкою, тобто них), сталей феритно-аустенітного класу типу 22хром в шихті зовсім відсутній, або додатково зна5(03Х22Н5АМ3, 08Х22Н6Т, 08Х21Н5Т, ходиться в шихті в кількості 1,0...18,0мас.%. Слід 08Х21Н6М2Т та їм подібних). Крім того, є сталь зазначити, що вміст хрому в оболонці в кількості типу 18-10, що містить молібден - 08Х19Н11М3. 12,0...30,0мас.% передбачає застосування стрічки В той же час, найбільшу корозійну стійкість в с зазначеним вмістом хрому в оболонці дроту, морській воді мають чистоаустенітні хромонікелеві який був отриманий при виготовлені стрічки. сталі з вмістом молібдену в кількості до 3,5мас.%, Таким чином, зменшення значення нижнього тобто сталі типу 17-13-3, а саме: (08Х17Н13М2Т, показника по вмісту хрому до 12,0% і підвищення 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М2Т, 08Х17Н16М3Т, значення верхнього показника по вмісту хрому до 03Х21Н21М4Б та їм подібні). 30,0%, поряд з заявленим коефіцієнтом заповненРозробка порошкового дроту для мокрого підня дроту в кількості 30,0...50,%, тобто з тими покаводного зварювання високолегованих хромонікезниками, що наведені в заявлених складах дротів, левих сталей представляється ще більш складною дозволяє отримати порошкові дроти широкої нозадачею. менклатури, як по діаметрам (від 1,6мм до 2,4мм), Необхідно передбачити міри, що усувають нетак і по вмісту хрому в наплавленому металі, нарісприятливий вплив водневого середовища. Поряд вні (12,0…26,0)мас.%. із забезпеченням мір, що сприяють зменшенню Отже в залежності від типу легування сталей, впливу водню, необхідно задіяти фактори, що які потрібно зварювати, зміст хрому в наплавлесприяють зменшенню, чи усуненню шкідливого, ному металі повинен знаходиться в діапазоні впливу окисного потенціалу середовища. 12,0...26,0мас.%, вміст нікелю 5,0...24,0мас.%, а Задачею винаходу є створення порошкового вміст молібдену - 1,5...3,5мас.% дроту для мокрого підводного зварювання високоЗалежність вмісту хрому в направленому мелегованих хромонікелевих сталей, що забезпечує талі від дійсного вмісту хрому в оболонці, та обрависокі зварювально-технологичні властивості поного коефіцієнту заповнення дроту, так само від рошкового дроту і одержання механічних властивмісту хрому, який додатково додається в шихту востей металу і звареного з'єднання, а також якосвідображається співвідношенням: ті металу шва, що задовольняють вимогам класу В "Специфікації для підвідного зварювання" 30>(1-k)·Cr в оболонці+k·Cr в шихті>2, AWS/ANSI D3.6. Поставлена задача вирішується тим, що поде k=0,3...0,5. рошковий дріт (ПД), який складається з металевої Найбільше числове значення наведеного співоболонки, виготовленої з нержавіючої хромистої відношення отримується при найбільшому вмісту сталі з вмістом хрому 24,0...27,0% і шихти, що місхрому в оболонці (Cr в оболонці=30,0%), найбільтить електролітичний нікель, металевий маргашому вмісту хрому в шихті (Cr в шихті=18,0%), та нець, фероніобій, рутил, магнезит, гексафторсилінайменшому значенню коефіцієнта заповнення кат натрію, калій-натрієву силікатну брилу, згідно (30%), k=0,3. винаходу, що сталева оболонка виготовлена з Тоді одержуємо числове значення рівне 26,4 нержавіючої хромистої сталі з вмістом хрому (без урахування ступеню окислення хрому). 12,0...30,0%, тобто значення нижнього показника Найменше числове значення наведеного співпо вмісту хрому зменшено до 12,0%, а значення відношення отримували при найменшому вмісту верхнього показника по вмісту хрому підвищено до хрому в оболонці (Cr в облонці=12,0%), а також 30,0%, а що шихта додатково містить флюоритопри повній відсутності хрому в шихті, та найбільвий концентрат, літій фтористий, кріоліт, чотирьошому коефіцієнту заповнення (50%), k=0,5. хфтористий цирконій і алюмінієвий порошок при Тоді одержуємо числове значення рівне 6,0 наступному співвідношенні компонентів, мас.%: (без урахування ступеню окислення хрому). Тобто електролітичний нікель 15,0...45,0 виконується заявлене співвідношення, як в частиметалевий марганець 1,5...16,0 ні, що знаходиться ліворуч (26,42,0). Заявлене рутил 0,5...3,0 співвідношення виконується при всіх граничних магнезит 0,5...10,0 заявлюваних показниках. гексафторсилікат натрію 0,2...1,5 Порошковий дріт для мокрого підводного звакалій-натрієва силікатна брила 0,1…2,0 рювання високо-легованих хромонікелевих стаметалевий хром 0,5...10,0 лей, згідно винаходу, склад шихти якого додатково флюоритовий концентрат 30,0...45,0 містить молібден в кількості 5,0...12,0мас.%. літій фтористий 0,5...7,5 7 89265 8 Введення молібдену в шихту в кількості талу шва. Термічна стійкість, фторидів, які вво5,0...12,0мас.% забезпечує отримання в наплавдяться, різна, а також, і ступінь їхньої дисоціації. леному металі молібдену в кількості Гексафторсилікат натрію (Na2SiF6) розкладається 1,5...3,5мас.%. з утворенням SiF4, що найбільше легко реагує з Тобто заявлюваний порошковий дріт може буводнем в температурному діапазоні 450...720°С. ти застосований для зварювання класу сталей, які Випаровування (AlF3) із кріоліту (Na3AlF6) відбувамістять молібден. ється при температурі Τ=1000°С. Розкладання Порошковий дріт для мокрого підводного звафтористого кальцію (CaF2), фтористого літію (LiF) і рювання високо-легованих хромонікелевих стачотирьохфтористого цирконію (ZrF4) відбувається лей, згідно винаходу склад шихти якого додатково при більш високих температурах, більш 1000°С, містить хром азотований в кількості практично в температурному діапазоні 3,0...12,0мас.%. Τ=1300...2000°С, тобто на стадії краплі. Крім того, Порошковий дріт, в шихті якого додатково міслужні метали натрій, літій і луго-земельні, кальцій титься хром азотований в кількості 3,0...12,0мас.% утворюють з воднем гідриди, нерозчинні в металі. дозволяє отримати в наплавленому металі вміст Таким чином, вирішується проблема зв'язування азоту в кількості 0,1...0,21мас.%, Азот має коефіціводню в широкому температурному діапазоні, як у єнт аустенітності 30,0, тобто вміст азоту в кількості газовому середовищі, так і в шлаковій системі. 0,1...0,21мас.% забезпечує підвищений запас аусНижні межі додатково введених фторидів обтенітності наплавленого металу. Азот так само є рані з урахуванням їх впливу на здатність до зв'ямодифікатором, який сприяє подрібненню структузування водню, а отже, підвищенню якості металу ри наплавленого металу, тобто підвищенню пласшва і зниженню схильності до пористості. Причотичних властивостей металу. Нижня межа по вмісму, при змісті їх у кількостях менш зазначених ниту хрому азотованому в кількості 3,0мас.% обрана жніх межах, а саме: флюоритового концентрату з урахуванням його впливу на механічні властивоменш 30,0мас.%, літію фтористого менш 0,5мас.%, сті металу шва. Значення верхнього показника по кріоліту менш 1,0мас.%, чотирьохфтористого цирвмісту хрому азотованого обмежено з урахуванконію менш 0,5мас.%, при змісті гексафторсилікату ням його впливу на якість металу шва (наявність натрію в кількості менш 0,2мас.% вплив перерахопор). ваних фторидів не виявляється. Введення їх в Порошковий дріт для мокрого підводного звакількостях, що перевищують верхні межі по змісту, рювання високо-легованих хромонікелевих стаа саме: флюоритового концентрату більш лей, згідно винаходу, склад шихти якого додатково 45,0мас.%, літію фтористого більш 7,5мас.%, кріомістить натрій фтористий та калій фтористий в літу більш 4,0мас.%, чотирьохфтористого циркокількості, мас.%: нію більш 1,0мас.%, гексафторсилікату натрію натрій фтористий 2,0...5,0 більш 1,5мас.% приводить до погіршення зварюкалій фтористий 1,0...5,0 вально-технологичних властивостей порошкового Порошковий дріт, який відрізняється тим, що дроту. шихта додатково містить натрій фтористий в кільКомплексне введення фторидів є більш ефеккості 2,0...5,0мас.%, та калій фтористий в кількості тивним, ніж введення кожного з фторидів окремо, 1,0...5,0мас.% дозволяє підвищити стабільність навіть в кількостях, що перевищують зазначений горіння дуги, тобто покращити зварювальнозміст. технологічні властивості порошкового дроту. ВвеМагнезит, рутил і флюоритовий концентрат є дення натрію фтористого в кількості менш ніж основними шлакоутворюючими компонентами 2,0мас.% та калію фтористого в кількості менш ніж шихти порошкового дроту. Зміст магнезиту в скла1,0мас.% не впливає на підвищення стабільності ді шихти в кількості 0,5...10,0мас.% разом з рутигоріння дуги, тобто на покращення зварювальнолом в кількості 0,5...3,0мас.% і, додатково введетехнологічних властивостей порошкового дроту. ними в склад шихти флюоритовим концентратом в Введення натрію фтористого в кількості більш ніж кількості 30,0...45,0мас.% і фторидами в зазначе5,0мас.% та калію фтористого більш ніж 5,0мас.% них межах, а саме: літію фтористого зменшує поверхневий натяк шлаку, тобто погіршу0,5...7,5мас.%, кріоліту - 1,0...4,0мас.%, чотирьохється покривна здатність шлаку, і як наслідок фтористого цирконію - 0,5...1,0мас.%, а також при погіршуються зварювально-технологічні властивонаявності гексафторсилікату натрію в кількості сті порошкового дроту. 0,2…1,5мас.% сприяє одержанню комплексу фізиРозглянемо базовий склад порошкового дроту. ко-хімічних властивостей шлаку, що забезпечує Введення великої кількості фторидів, а саме, оптимальне поєднання зварювальнофлюоритового концентрату (CaF2) в кількості технологичних властивостей порошкового дроту 30,0...45,0мас.%, літію фтористого (LiF) у кількості для мокрого підводного зварювання високолего0,5...7,5мас.%, кріоліту (Na3AlF6) в кількості ваних сталей. 1,0...4,0мас.%, а також чотирьохфтористого цирЛужні і лужноземельні елементи (натрій, калій, конію (ZrF4) в кількості 0,5...1,0мас.% поряд з прилітій, кальцій), що входять до складу з'єднань шисутнім у дроті гексафторсилікатом натрію (Na2SiF6) хти порошкового дроту (силікатна брила, флюорив кількості 0,2...1,5мас.% сприяє збагаченню реактовий концентрат, літій фтористий, кріоліт) мають ційної зони фтором. Фтор в зв'язку з винятково низькі значення роботи виходу електронів ( ) у високої спорідненості до водню з'єднується з наслідок чого є ефективними стабілізаторами дуостаннім і утворює нерозчинний у металі фторисги, що є особливо важливим при мокрому підводтий водень (HF). При цьому зміст водню в металі ному зварюванні. шва зменшується, що істотно підвищує якість ме 9 89265 10 Крім того, пари перерахованих вище елементів, здатні зв'язувати кисень у газовій фазі в зв'язку 50,0>загальний вміст фторидів-2 (загальний вміст їхньої сильної спорідненості до кисню. оксидів)>1,0 Алюміній і цирконій є найбільш активними розкислювачами, здатність яких до розкислювання Вказане співвідношення отримано експеримевиявляється у всьому температурному діапазоні, нтальним шляхом. При таких умовах забезпечупочинаючи від температури Τ=2300°С (температуються найкращі зварювально-технологічні властира краплі), так і при більш низьких температурах вості порошкового дроту, так само, найкращі Τ=1700°С (температура рідкого металу вани) і наумови по зменшенню кількості водню та кисню в віть при температурі кристалізації металу шва наплавленому металі, тобто покращуються мехаΤ=1500°С. нічні властивості наплавленого металу, та його Межі по введенню чотирьохфтористого циркоякість. Вказане співвідношення виконується в усіх нію в кількості 0,5...1,0мас.% і алюмінієвого поропорошкових дротах. шку в кількості 0,2...2,5мас.% обрані з урахуванням Порошковий дріт для мокрого підводного звазабезпечення необхідного і достатнього розкисрювання високо-легованих хромонікелевих сталення наплавленого металу. При вмісті чотирьофлей, за винаходом, склад шихти якого має вміст тористого цирконію в кількості менш 0,5мас.% і легуючих елементів в шихті, та оболонці обраний з алюмінієвого порошку в кількості менш 0,2мас.% урахуванням забезпечення хімічного складу нане забезпечується достатній ступінь розкислення плавленого металу, значення нікелевого та хронаплавленого металу, а отже, одержання якісного мового еквівалентів якого обмежені значеннями: наплавленого металу. Введення алюмінієвого порошку в кількості більш 2,5мас.% погіршує зварюNіекв=6,0...32,0 вально-технологічні властивості порошкового дроCrекв=9,0...34,0 ту, відбувається дестабілізація процесу зварювання, підвищується розбризкування. При Еквіваленту дію легуючих елементів на струквмісті чотирьофтористого цирконію в шихті пороштуру зварних швів по відношенню до нікелю та кового дроту більш 1,0мас.% збільшується кільхрому орієнтовно відображають слідуючими коекість неметалічних включень у металі шва, знижуфіцієнтами: ється пластичність металу. Наявність у порошковому дроті нікелю електNіекв=%Ni+30%С+30%N+0,5%Mn, ролітичного в кількості 15,0...45,0мас.% обумовлеCrекв=%Cr+2%Mo+1,5%Si+5%Ti+2%Nb+2%Al+1,5% но забезпеченням хромонікелевого наплавленого W+V. металу нікелем в кількості 5,0...24,0мас.%. Металевий марганець вводиться в якості розкислювача А саме структуру наплавленого металу стосоі як легуючий елемент. Межі по легуванню наплавно змісту легуючих елементів визначають діагравленого металу ніобієм обрані з розрахунку викомою Шеффлера [Сварка высоколегированных сталей. Каховский Н.И. „Техніка", 1975, 376c.]. нання наступного співвідношення: Nb 8·С, тобто Таким чином заявлюваний порошковий дріт зміст ніобію повинен в вісім разів перевершувати забезпечує одержання необхідних значень нікелезміст вуглецю в наплавленому металі. При змісті вого та хромового еквівалентов, а саме: фероніобія в дроті менш 1,0мас.%, що відповідає вмісту фероніобія в наплавленому металі Nіекв=6,0...32,0; Crекв=9,0...34,0, 0,3мас.% співвідношення Nb 8·С виконуватися не буде, тобто ефект стабілізації реалізується не цілтобто забезпечується необхідний рівень легуком. Введення в порошковий дріт фероніобія вання наплавленого металу хромом, нікелем, мобільш 6,0мас.% приводить до зниження пластичлібденом, марганцем, ніобієм, тощо. них властивостей металу шва. Межі легування по Для класу хромонікелевих сталей типу 18-10, марганцю (1,5...16,0мас.%) обрані, виходячи з а також сталей хромонікель-молібденових типу 17умови забезпечення необхідних значень Cr экв. і 13-3, так само сталей феритно-аустенитного класу Ni экв., тобто при обраних межах легування натипу 22-5 хромовий та нікелевий еквіваленти знаплавленого металу хромом, нікелем, марганцем, ходяться в слідуючих межах: ніобієм, молібденом, в останньому забезпечується необхідне легування вказаними елементами. Nіекв=6,0...32,0; Crекв=9,0...34,0 Таким чином, наявність рутилового концентрату, магнезиту, гексафторсиліката натрію, калійВведення легуючих елементів у зазначених натрієвої силікатної брили, флюоритового конценмежах забезпечує одержання необхідного хімічнотрату, літію фтористого, кріоліту, чотирьохфторисго складу наплавленого металу, якості металу шва того цирконію забезпечує гарні зварювальноі механічних властивостей металу шва та зварного технологичні властивості при мокрому підводному з'єднання, що відповідають вимогам класу В зварюванні високолегованих сталей, а саме: гарне AWS/ANSI D3.6 "Специфікації по підвідному зваформування металу шва, високу стійкість проти рюванню". пористості, стабільне горіння дуги. Для оцінки зварювально-технологичних власПорошковий дріт для мокрого підводного звативостей запропонованого (ПД), механічних власрювання високо-легованих хромонікелевих стативостей металу шва і зварного з'єднання, а також лей, згідно винаходу має загальний вміст фторидів якості отриманого металу шва, були виготовлені в шихті, та загальний вміст оксидів в шихті, який відповідає співвідношенню: 11 89265 12 порошкові дроти. Коефіцієнт заповнення складав Зварювання виконували в лабораторному ба30,0...50,0мас.%. сейні на глибині 1м напівавтоматом А-1616. Межа В табл. 1 наведено склад шихти порошкового міцності основного металу 12Х18Н10Т та сталі дроту для мокрого підводного зварювання високо10Х17Н13М2Т не менш 530Мла. легованих хромонікелевих сталей (базовий склад), Зварювально-технологичні властивості ПД вив табл. 2 наведено склад оболонки, що застосовузначали візуально. Результати іспитів порошковоється при виготовленні порошкових дротів. го дроту для мокрого підводного зварювання висоВ табл. 3 наведено склад шихти порошкового колегованих хромонікелевих сталей, згідно дроту для мокрого підводного зварювання високоскладам з табл. 1, наведені в табл. 7. Результати легованих хромонікелевих сталей з додатковим іспитів порошкового дроту для мокрого підводного вмістом металевого хрому, в табл. 4 наведено зварювання високолегованих хромонікелевих стасклад шихти порошкового дроту для мокрого підлей, згідно складам з табл. 3, наведені в табл. 8, водного зварювання високолегованих хромонікерезультати іспитів порошкового дроту для мокрого левих сталей, що додатково містить молібден, в підводного зварювання високолегованих хромонітабл. 5 наведено склад шихти порошкового дроту келевих сталей, згідно складам з табл. 4, наведені для мокрого підводного зварювання високолегов табл. 9, результати іспитів порошкового дроту ваних хромонікелевих сталей, що додатково місдля мокрого підводного зварювання високолеготить хром азотований, в табл. 6 наведено склад ваних хромонікелевих сталей, згідно складам з шихти порошкового дроту для мокрого підводного табл. 5, наведені в табл. 10, результати іспитів зварювання високолегованих хромонікелевих стапорошкового дроту для мокрого підводного зварюлей, що додатково містить натрій фтористий та вання високолегованих хромонікелевих сталей, калій фтористий. згідно складам з табл. 6, наведені в табл. 11. Дроти №1...3 відповідають складам, запропоЇх аналіз дозволяє зробити наступні висновки. нованого порошкового дроту для мокрого підводПД складу, що заявляється, (дроти №1...3) забезного зварювання високолегованих хромонікелевих печують гарні зварювально-технологичні властисталей наведеним в табл. 1, 3, 4, 5, 6, дроти №4, 5 вості (стійке горіння дуги, гарне формування на- не відповідають складам запропонованого пороплавленого металу, відсутність пригару). шкового дроту для мокрого підводного зварювання При зварюванні дротом складу №4 спостерігависоколегованих хромонікелевих сталей, що заявється низька стабільність горіння дуги, розбризкуляється. Були проведені іспити запропонованого вання наплавленого металу, погане формування. порошкового дроту. Вони включали зварювання Поверхня металу, наплавленого дротом складу стикових з'єднань і їхнього іспиту для визначення №5 окислена, з'являється пригар. механічних властивостей металу шва і зварного Таким чином, склад ПД, що заявляється, заз'єднання. Відповідно до вимог до металу шва і безпечує гарні зварювально-технологичні властизварного з'єднання по класу В AWS/ANSI D3.6 мевості ПД при мокрому підводному зварюванні виханічні властивості повинні бути не менш 80% від соколегованих хромонікелевих сталей і одержання властивостей основного металу. Кут загину звармеханічних властивостей металу шва і зварного них з'єднань повинен бути не менш 120°. Якість з'єднання, а також якість металу шва, що задовометалу шва (наявність пор, шлакових включень, льняють вимогам класу В AWS/ANSI D3.6 "Специтріщин) повинне бути оцінене на мікрошліфах при фікації для підводного зварювання" і може бути 5-ти кратному збільшенні. В якості основного мерекомендований для використання при ремонті талу використовували сталь 12Х18Н10Т, також підводних споруд і металоконструкцій. сталь 10Х17Н13М2Т =14мм. Таблиця 1 Склад шихти порошкового дроту для мокрого підводного зварювання високолегованих хромонікелевих сталей (базовий) № п/п 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. Найменування компонентів електролітичний нікель фероніобій флюоритовий концентрат рутил магнезіт гексафторсилікат натрію калій-натрієва силікатна брила металевий марганець літій фтористий кріоліт чотирьохфториcтий цирконій алюмінієвий порошок 1 15,0 6,0 40,0 0,5 10,0 1,0 0,1 16,0 5,4 4,0 0,5 1,5 Склад шихт порошкового дроту, мас.% Номер дроту 2 3 4 35,0 45,0 50,0 1,0 3,0 7,0 45,0 30,0 24,0 2,3 3,0 0 0,5 5,0 0 1,5 0,2 2,0 1,5 2,0 0 1,5 7,1 1,0 7,5 0,5 8,0 1,0 3,0 5,0 0,7 1,0 0 2,5 0,2 3,0 5 10,0 0 50,0 4,0 14,0 0 2,5 18,0 0 0 1,5 0 13 89265 14 Таблиця 2 Хімічний склад оболонки, який застосовується для виготовлення порошкового дроту для мокрого підводного зварювання високолегованих хромонікелевих сталей Номер плавки 1 2 3 Хром 12,5 29,8 24,3 Хімічний склад оболонки, мас.% Залізо 86,746 69,627 74,831 Решта 0,754 0,573 0,869 Таблиця 3 Склад шихти порошкового дроту для мокрого підводного зварювання високолегованих хромонікелевих сталей з додатковим вмістом металевого хрому № п/п 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10 11. 12. 13. Найменування компонентів електролітичний нікель металевий хром фероніобій рутил флюоритовий концентрат магнезіт гексафторсилікат натрію калій-натрієва силікатна брила металевий марганець літій фтористий кріоліт чотирьохфтористий цирконій алюмінієвий порошок 1 15,0 18,0 3,4 0,5 45,0 4,0 0,2 2,0 6,5 0,5 4,0 0,7 0,2 Склад шихт порошкового дроту, мас.% Номер дроту 2 3 4 30,0 45,0 50,0 1,0 5,0 0 6,0 1,0 0,5 1,5 3,0 3,5 30,0 33,0 20,0 10,0 0,5 11,5 1,0 1,5 2,0 0,1 1,0 0 15,0 1,5 0 1,9 3,0 4,0 1,0 2,5 5,5 1,0 0,5 0 1,5 2,5 3,0 5 5,0 20,0 7,0 0 48,0 0 0 2,5 16,0 0 0 1,5 0 Таблиця 4 Склад шихти порошкового дроту для мокрого підводного зварювання високолегованих хромонікелевих сталей, що додатково містить молібден № п/п 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10 11. 12. 13. Найменування компонентів електролітичний нікель молібден фероніобій рутил флюоритовий концентрат магнезіт гексафторсилікат натрію калій-натрієва силікатна брила металевий марганець літій фтористий кріоліт чотирьохфтористий цирконій алюмінієвий порошок 1 15,0 12,0 3,0 0,5 45,0 5,0 0,2 2,0 8,0 7,5 1,0 0,6 0,2 Склад шихт порошкового дроту, мас.% Номер дроту 2 3 4 24,5 45,0 48,0 5,0 8,0 0 6,0 1,0 7,0 2,5 3,0 4,0 30,0 27,0 6,0 10,0 0,5 0 1,0 1,5 2,0 0,1 1,5 0 16,0 1,5 17,0 0,5 4,0 8,0 1,9 4,0 5,0 1,0 0,5 0 1,5 2,5 3,0 5 12,0 15,0 0 0 50,0 15,0 0 5,0 0 0 0 3,0 0 15 89265 16 Таблиця 5 Склад шихти порошкового дроту для мокрого підводного зварювання високолегованих хромонікелевих сталей, що додатково містить хром азотований № п/п Найменування компонентів електролітичний нікель хром азотований фероніобій рутил флюоритовий концентрат магнезіт гексафторсилікат натрію калій-натрієва силікатна брила металевий марганець літій фтористий кріоліт чотирьохфтористий цирконій алюмінієвий порошок 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10 11. 12. 13. 1 15,0 12,0 3,4 0,5 45,0 6,0 0,2 2,0 10,5 0,5 4,0 0,7 0,2 Склад шихт порошкового дроту, мас.% Номер дроту 2 3 4 28,0 45,0 50,0 3,0 5,0 0 6,0 1,0 0,5 1,5 3,0 3,5 30,0 33,0 20,0 10,0 0,5 11,5 1,0 1,5 2,0 0,1 1,0 0 15,0 1,5 0 1,9 3,0 4,0 1,0 2,5 5,5 1,0 0,5 0 1,5 2,5 3,0 5 5,0 20,0 7,0 0 48,0 0 0 2,5 16,0 0 0 1,5 0 Таблиця 6 Склад шихт порошкового дроту для мокрого підводного зварювання високолегованих хромонікелевих сталей, що додатково містить натрій фтористий та калій фтористий № п/п Найменування компонентів електролітичний нікель фероніобій флюоритовий концентрат рутил магнезіт гексафторсилікат натрію калій-натрієва силікатна брила металевий марганець літій фтористий калій фтористий натрій фтористий кріоліт чотирьохфтористий цирконій алюмінієвий порошок 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 1 15,0 6,0 36,5 0,5 10,0 1,0 0,1 16,0 5,4 1,0 2,0 4,0 1,0 1,5 Склад шихт порошкового дроту, мас.% Номер дроту 2 3 4 23,0 45,0 49,0 1,0 2,0 7,0 45,0 30,0 22,0 2,5 3,0 0 0,5 5,0 0 1,5 0,2 2,0 1,5 2,0 0 1,5 4,4 1,0 7,5 0,5 8,0 5,0 3,0 0 5,0 3,0 6,0 3,0 1,0 5,0 0,5 0,7 0 2,5 0,2 0 5 5,0 0 46,0 4,0 14,0 0 2,5 18,0 0 6,0 0 0 1,5 3,0 Таблиця 7 Результати іспитів порошкового дроту для мокрого підводного зварювання високолегованих хромонікелевих сталей, згідно складам наведеним в табл. 1 Номера дротів 1 2 3 4 5 Механічні властивості шва і зварного з'єднання Кут загину, град Межа міцності, Β, МПа 480,0 130,0 500,0 140,0 520,0 160,0 580,0 80,0 400,0 100,0 Якість металу шва (наявність пор, шлакових включень, тріщин) немає немає немає є тріщина є шлакові включення 17 89265 18 Таблиця 8 Результати іспитів порошкового дроту для мокрого підводного зварювання високолегованих хромонікелевих сталей, згідно складам наведеним в табл. 3 Номера дротів 1 2 3 4 5 Механічні властивості шва і зварного з'єднання Межа міцності, Β, МПа Кут загину, град 500,0 140,0 530,0 130,0 525,0 150,0 510,0 90,0 620,0 75,0 Якість металу шва (наявність пор, шлакових включень, тріщин) немає немає немає є тріщина є шлакові включення Таблиця 9 Результати іспитів порошкового дроту для мокрого підводного зварювання високолегованих хромонікелевих сталей, згідно складам наведеним в табл. 4 Номера дротів 1 2 3 4 5 Механічні властивості шва і зварного з'єднання Межа міцності, Β, МПа Кут загину, град 520,0 150,0 500,0 160,0 510,0 140,0 600,0 120,0 620,0 100,0 Якість металу шва (наявність пор, шлакових включень, тріщин) немає немає немає є тріщина є шлакові включення Таблиця 10 Результати іспитів порошкового дроту для мокрого підводного зварювання високолегованих хромонікелевих сталей, згідно складам наведеним в табл. 5 Номера дротів 1 2 3 4 5 Механічні властивості шва і зварного з'єднання Кут загину, град Межа міцності, Β, МПа 520,0 130,0 530,0 150,0 500,0 140,0 610,0 100,0 630,0 80,0 Якість металу шва (наявність пор, шлакових включень, тріщин) немає немає немає є тріщина є шлакові включення, пори Таблиця 11 Результати іспитів порошкового дроту для мокрого підводного зварювання високолегованих хромонікелевих сталей, згідно складам наведеним в табл. 6 Номера дротів 1 2 3 4 5 Механічні властивості шва і зварного з'єднання Межа міцності, Β, МПа Кут загину, град 500,0 130,0 510,0 150,0 480,0 160,0 510,0 90,0 580,0 70,0 Комп’ютерна верстка О. Гапоненко Підписне Якість металу шва (наявність пор, шлакових включень, тріщин) немає немає немає є тріщина є шлакові включення, пори Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601