SU1470485A1

SU1470485A1 - Ceramic flux for welding low-alloy steels

Info

Publication number: SU1470485A1
Application number: SU864052707A
Authority: SU
Inventors: Махмуд Абралович Абралов; Яков Александрович Панченко; Альфред Рейнгольдович Бор; Рустам Турсунович Садыков
Original assignee: Ташкентский Политехнический Институт Им.А.Р.Бируни
Priority date: 1986-02-24
Filing date: 1986-02-24
Publication date: 1989-04-07

Abstract

Использование: в металлорежущих станках, в устройствах дл обработки металлов. Сущность изобретени : с целью повышени ударнопластических свойств металла шва при отрицательных температурах при сварке сталей феррито-перлитного класса, флюс дополнительно содержит феррхром и никель при следующем соотношении компонентов, мас.%: гинозем 12-21, рутил 10-18, флюоритовый концентрат 12-19, маргенцева руда 24-32, магнезит 1-5, ферромарганец 5-8, феррохром 4-9, никель 2-6.Usage: in machine tools, in devices for metal processing. The essence of the invention: in order to increase the impact properties of the weld metal at negative temperatures during welding of ferrite-pearlitic steels, the flux additionally contains ferchrome and nickel in the following ratio, wt.%: Hinozem 12-21, rutile 10-18, fluorite concentrate 12- 19, margenese ore 24-32, magnesite 1-5, ferromanganese 5-8, ferrochrome 4-9, nickel 2-6.

Description

1one

Изобретение относитс к области сварочного производства и может быть использовано при автоматической и механизированной сварке преимущественно хладостойких низколегированных конструкционных сталей ферритно-перлитного класса.The invention relates to the field of welding production and can be used in automatic and mechanized welding, mainly cold-resistant low-alloy structural steels of ferritic-pearlitic class.

Цель изобретени - создание состава керамического флюса, обеспечивающего повышение ударно-пластических свойств металла шва при отрицательных температурах.The purpose of the invention is to create a composition of ceramic flux, which provides an increase in the impact-plastic properties of the weld metal at negative temperatures.

Известно, что на дисперсность и строение перл.,тной фазы вли ет наличие в аусте- ните нерс отворившихс карбидных включений , так ь К не растворившиес в аустените карбиды : .1 ютс готовыми центрами кристаллизации и способствуют образованию зернистого перлита. Термическое воздействие при сварке приводит к тому, что увеличиваетс растворение карбидов в аустените. Это вызывает рост зерна аустенита и благопри тствует более полной диффузии и выравниванию состава аустенита. В результате этого уменьшаетс веро тность образовани зернистого перлита, а это приводит к выделению пластинчатого перлита и, как следствие этого, понижению ударно-пластических свойств металла шва при отрицательных температурах.It is known that the dispersion and the structure of pearl, tn phase is affected by the presence of nonclustered carbide inclusions in austenite, so the carbides that are not dissolved in austenite: .1 are ready crystallization centers and contribute to the formation of granular pearlite. Thermal effects during welding lead to an increase in the dissolution of carbides in austenite. This causes austenite grain growth and favors a more complete diffusion and leveling of the austenite composition. As a result, the probability of formation of granular perlite is reduced, and this leads to the release of lamellar perlite and, as a consequence, a decrease in the impact-plastic properties of the weld metal at negative temperatures.

Дл предотвращени образовани пластинчатого перлита сварные соединени подвергают термической обработке нормализации до 930-960°С, что приводит к измельчению структуры и повышению ударно-пластических свойств металла шва.To prevent the formation of lamellar pearlite, welded joints are subjected to heat treatment to normalization to 930–960 ° C, which leads to a refinement of the structure and an increase in the impact-plastic properties of the weld metal.

Экспериментально установлено, что присутствие в составе флюса феррохрома приводит к повышению ударно-пластических свойств металла шва при о;-ч нательных температурах. Механизм по,:,; кительного воздействи , веро тно, заключаемс в образовании карбидов I группы (СгуС :. СгозСб), трудно растворимых в аустените .-;лже при высоком нагреве, что приводит к .,-.ова- нию дополнительных центров Kpix :, . иза4It has been established experimentally that the presence of ferrochrome in the composition of the flux leads to an increase in the impact-plastic properties of the weld metal at about very low temperatures. The mechanism for:,; It is likely that the formation of carbides of group I (СгуС: СгозСб), which are difficult to dissolve in austenite .-; false with high heating, which leads to.,., additional centers Kpix:,. iza4

00 ел00 ate

ции и способствует образованию зернистого перлита.and promotes the formation of granular perlite.

Введение в состав флюса менее 4% феррохрома не повышает значений ударной в зкости металла шва. Это св зано с тем, что часть феррохрома окисл етс при прокалке флюса и выгорает в процессе сварки. Увеличение содержани феррохрома свыше 9% приводит к снижению ударной в зкости из-за возникновени закалочных структур.The introduction of less than 4% ferrochrome into the composition of the flux does not increase the toughness values of the weld metal. This is due to the fact that part of the ferrochrome is oxidized during flux calcination and burns out during the welding process. Increasing the content of ferrochrome over 9% leads to a decrease in toughness due to the occurrence of quenching structures.

Введение никел обусловлено тем, что он ппоипниет пластичность феррита и снижает критическую температуру перехода металла И1ва в хрупкое состо ние. Экспериментально установлено, что введение в состав флюса менее 2% никел не оказывает заметного вли ни на ударную в зкость металла шва, увеличение его содержани более 5% приводит к возможности образовани кристаллизационных трещин.The introduction of nickel is due to the fact that it makes the plasticity of ferrite and reduces the critical transition temperature of the metal I1va to the brittle state. It was established experimentally that the introduction of a flux of less than 2% nickel does not have a noticeable effect on the toughness of the weld metal, an increase in its content of more than 5% leads to the possibility of the formation of crystallization cracks.

Введение ферромарганца обусловлено тем, что в процессе сварки происходит выгорание марганца из основного металла. Обеднение металла шва марганцем снижает его прочностные характеристики. Экспериментально установлено, что введение ферромарганца ниже минимального уровн (5%) практически не повышает прочностных свойств металла шва, увеличение его содержани более 8% приводит к сильному упроч- непию феррита и, как следствие этого, понижение ударно-пластических свойств при отрицательных температурах.The introduction of ferromanganese is due to the fact that during the welding process manganese is burnt out from the base metal. Depletion of the weld metal with manganese reduces its strength characteristics. It was established experimentally that the introduction of ferromanganese below the minimum level (5%) practically does not increase the strength properties of the weld metal, an increase in its content of more than 8% leads to a strong strengthening of the ferrite and, as a result, a decrease in the impact-plastic properties at negative temperatures.

Шлакова основа флюса выбрана на базе высокоустойчивых окислов титана (в виде рутила), алюмини (в виде глинозема) и магнита (в виде магнезита). Перечисленные компоненты обладают сродством к кислороду на уровне или выше вводимых во флюс легируюших элементов (Сг, Ni, Мп). С.пе- довательно, шлакова основа на базе таких окислов способствует минимальному выгоранию вводимых легируюших элементов прип.редставлено в таблице.Slag base flux is selected on the basis of highly resistant titanium oxides (in the form of rutile), aluminum (in the form of alumina) and a magnet (in the form of magnesite). The listed components have an affinity for oxygen at or above the alloying elements introduced into the flux (Cr, Ni, Mn). S. Of course, the slag base on the basis of such oxides contributes to the minimum burn-up of the introduced alloying elements and is presented in the table.

сварке. В св зи с тем, что окислы титана, алюмини , магни обладают высокой температурой плавлени , ю дл ее снижени в шлаковую основу флюса введены флюори- товый концентрат и окись марганца в видеwelding Due to the fact that the oxides of titanium, aluminum, and magnesium have a high melting point, to reduce it, fluorite concentrate and manganese oxide are introduced into the slag base of the flux

марганцевой руды.manganese ore.

Глинозем, рутил, флюоритовый концентрат марганцева руда и магнезит в совокупности составл ют шлаковую основу флюса и призваны способствовать хорошемуAlumina, rutile, fluorite concentrate manganese ore and magnesite together form the slag base of the flux and are designed to promote good

0 формированию валика шва и стабильному протеканию процесса сварки. Их процентное содержание и допустима область разброса установлены методом математического планировани многофакторного эксперимента с учетом содержани остальных компонентов0 the formation of a seam roller and a stable welding process. Their percentage and permissible range of dispersion are established by the method of mathematical planning of a multifactorial experiment taking into account the content of other components.

в указанных пределах. Параметром оптимизации служил комплексный показатель «Сварочно-технологические свойства флюса , учитывающий формирование валика шва, отделимость шлаковой корки, наличие within the specified limits. The optimization parameter was a complex indicator “Welding and technological properties of the flux, which takes into account the formation of a weld bead, slag crust separation,

0 внешних и внутренних дефектов в шве. В результате было установлено, что области разброса процентного содержани перечисленных компонентов в составе, при котором сварочно-технологические свойства флюса наход тс в допустимых пределах, составл ют %: глинозем 12-21, рутил 10-18, флюоритовый концентрат 12-19, марганцева руда 24--32, магнезит 1--5.0 external and internal defects in the seam. As a result, it was found that the areas of variation of the percentage content of the listed components in the composition, in which the welding and technological properties of the flux are within acceptable limits, are%: alumina 12-21, rutile 10-18, fluorite concentrate 12-19, manganese ore 24--32, magnesite 1--5.

На примерах конкретного исполнени установлено, что при содержании компонентов в указанных в составе пределах сварочно-технологические свойства флюса остаютс на высоком уровне. Обеспечиваетс устойчивое и стабильное протекание процесса сварки. Шлакова корка легко удал етс .Using examples of a specific design, it has been established that with the content of components in the specified limits, the welding and technological properties of the flux remain at a high level. A stable and stable welding process is ensured. The slag crust is easily removed.

Вли ние состава керамического флюса на ударно-пластические свойства металла шва при отрицательных температурах при сварке хладостойкой низколегированной конструкционной стали ферритно-перлитного классаThe effect of the composition of the ceramic flux on the impact-plastic properties of the weld metal at negative temperatures when welding cold-resistant low-alloy structural ferritic-pearlitic steel

5five

00

5five

2222

19nineteen

2121

3232

2828

6 2 4 4 7 106 2 4 4 7 10

Удовлетворительное Хорошее То жеSatisfactory Good Same

При содержании компонентов в предложенном флюсе, соответствующем составу 1 таблицы, процесс сварки протекает стабильно, формирование валика два удовлетворительное , однако ударно-пластические свойства швов при -70°С невысоки.When the content of the components in the proposed flux corresponding to the composition of table 1, the welding process proceeds stably, the formation of the roller two is satisfactory, however, the impact-plastic properties of the joints at -70 ° C are low.

При содержании компонентов в составах предложенного флюса 2-5 процесс сварки стабилен, формирование валика шва хорошее . По окончании процесса шлакова корка легко удал етс . Ударно-пластические свойства металла швов значительно повышаютс .When the content of components in the compositions of the proposed flux 2-5, the welding process is stable, the formation of a bead is good. At the end of the process, the slag crust is easily removed. The impact-plastic properties of the weld metal increase significantly.

При содержании компонентов во флюсе , указанных в составах 6 и 7 таблицы.When the content of components in the flux specified in compositions 6 and 7 of the table.

ударно-пластические-свойства металла шва . пературах на хладостойких низколегированснижаютс . На поверхности шва, сваренного -impact-plastic properties of the weld metal. Peratures on cold-resistant low-alloyed are reduced. On the surface of the weld, welded -

составом 7, образовываютс кристаллизационные трешины.composition 7, crystallization cracks are formed.

Наиболее оптимальное соотношение компонентов в предложенном керамическом флюсе , при котором наблюдаетс максимальна ударна в зкость при -70°С и высокое качество формировани , соответствует следующему составу, мас.%:The most optimal ratio of components in the proposed ceramic flux, at which the maximum impact viscosity is observed at -70 ° C and high formation quality, corresponds to the following composition, wt.%:

Глинозем16Alumina16

Рутил15Rutile15

ных конструкционных стал х ферритно-пер- литного класса.structural steel of ferrite-perlite class.

При использовании изобретени ожидаетс повышение качества сварного соединени вследствие высоких ударно-пластичес- 20 ких свойств металла шва при отрицательных температурах и вследствие этого, повышение эксплуатационных характеристик сварных конструкций из хладостойких, низколегированных , конструкционных сталей ферритно-перлитного класса.When using the invention, an increase in the quality of the welded joint is expected due to the high impact-plastic properties of the weld metal at negative temperatures and, consequently, an increase in the performance characteristics of welded structures made of cold-resistant, low-alloyed, ferritic-pearlitic-grade structural steels.

19 9 4 619 9 4 6

7 47 4

Флкборитовый концентратFlkboritovy concentrate

Марганцева рудаManganese ore

МагнезитMagnesite

ФерромарганецFerromanganese

Феррохром НикельFerrochrome Nickel

При таком соотношении компонентов керамического флюса дуговой процесс протекает устойчиво, формирование наплавленного металла хорошее. Дефекты в виде трещин, пор и шлаковых включений не наблюдаютс . Состав флюса позвол ет осуществл ть сварку бездефектных стыков, металл шва которых обладает высокими ударно-пластическими свойствами при отрицательных тем- -With such a ratio of the components of the ceramic flux, the arc process proceeds steadily, the formation of the weld metal is good. Defects in the form of cracks, pores and slag inclusions are not observed. The composition of the flux allows welding of defect-free joints, the weld metal of which has high impact-plastic properties at negative temperatures.

При использовании изобретени ожидаетс повышение качества сварного соединени вследствие высоких ударно-пластичес- 0 ких свойств металла шва при отрицательных температурах и вследствие этого, повышение эксплуатационных характеристик сварных конструкций из хладостойких, низколегированных , конструкционных сталей ферритно-перлитного класса.When using the invention, an increase in the quality of the welded joint is expected due to the high impact-plastic properties of the weld metal at negative temperatures and, consequently, an increase in the performance characteristics of welded structures made of cold-resistant, low-alloyed, ferritic-pearlitic-grade structural steels.

Claims

CERAMIC FLUX FOR WELDING LOW-ALLOY STEELS containing alumina, rutile, fluorite concentrate, manganese ore, magnesite, ferromanganese, characterized in that, in order to increase the shock-plastic properties of the weld metal at negative temperatures during the welding of ferritic-ferlitic grade, a fuck-mantle grade will be employed. Nickel in the following ratio, wt.