SU1742009A1 - Method of electric slag welding by plate-type electrode - Google Patents
Method of electric slag welding by plate-type electrode Download PDFInfo
- Publication number
- SU1742009A1 SU1742009A1 SU894759981A SU4759981A SU1742009A1 SU 1742009 A1 SU1742009 A1 SU 1742009A1 SU 894759981 A SU894759981 A SU 894759981A SU 4759981 A SU4759981 A SU 4759981A SU 1742009 A1 SU1742009 A1 SU 1742009A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- welding
- slag
- slag bath
- welded
- electrode
- Prior art date
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 239000002893 slag Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 4
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 claims 1
- 239000012254 powdered material Substances 0.000 claims 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 12
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 8
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 abstract description 2
- -1 copper and aluminum Chemical class 0.000 abstract description 2
- GPGMRSSBVJNWRA-UHFFFAOYSA-N hydrochloride hydrofluoride Chemical compound F.Cl GPGMRSSBVJNWRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical group O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 abstract 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 abstract 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
Использование: изготовление сварных конструкций из высокотеплопроводных металлов и сплавов, например медных и алюминиевых , методом электрошлаковой сварки . Сущность: процесс электрошлаковой сварки составным пластинчатым электродом заключаетс в подаче в шлаковую ванну при расплавлении электрода компонента, имеющего большее электрическое сопротивление , чем хлоридно-фторидный расплав шлаковой ванны. Частицы графитового порошка, наход сь в шлаковой ванне, увеличивают ее сопротивление, чем вызывают повышение тепловой мощности процесса без увеличени напр жени сварки. Это по звол ет достаточно устойчиво прогревать свариваемые кромки и обеспечивает лро- плзвление на требуемую глубину. Е это1/, случае пластинчатый электрод вл етс гк сителем графитового порошка. Графит нанос т на боковую поверхность по /райнсй мере одной из пластин электрода в количестве 2-4% от объема шлаковой ванны 1 табл. . ЧивкгеUse: manufacture of welded structures from high-heat metals and alloys, such as copper and aluminum, using electroslag welding. Essence: the process of electroslag welding by a composite plate electrode consists in feeding a slag bath when the electrode is melted, with a component having a higher electrical resistance than the chloride-fluoride melt of the slag bath. The particles of graphite powder, which are in the slag bath, increase its resistance, which causes an increase in the thermal power of the process without an increase in the welding voltage. This allows a sufficiently stable heating of the edges to be welded and ensures the spreading of the wire to the required depth. E is 1 /, in the case of a plate electrode it is a carbon dioxide powder. Graphite is applied to the side surface at a rate of at least one of the electrode plates in the amount of 2–4% of the slag bath 1 tab. . Chivkge
Description
Изобретение относитс к сварочной науке и технике, преимущественно к электрошлаковой сварке при изготовлении сварных конструкций из высокотеплопроводных металлов , таких как алюминий, медь и сплавы на их основе. Широко может быть использовано при соединении элементов сварных конструкций, имеющих компактные швы, например ошиновка электролизеров, печей графитизации, крупногабаритных кольцевых изделий.The invention relates to welding science and technology, mainly to electroslag welding in the manufacture of welded structures made of high thermal conductivity metals, such as aluminum, copper and alloys based on them. It can be widely used for joining elements of welded structures that have compact seams, for example, the busbars of electrolyzers, graphitization furnaces, large-sized ring products.
Известны способы электрошлаковой сварки пластинчатым электродом различных металлов, где в качестве электродного металла используютс пластинчатые электроды в виде полос листового материала. По мере перехода от свариваемого металла с низкой теплопроводностью и высоким электросопротивлением к металлу высокотеплопроводному и с меньшим электросопротивлением требуетс значительно больша теплова мощность сварочной ванны дл обеспечени качественных сварных соединений .Methods for electroslag welding of plate metals of various metals are known, where plate electrodes in the form of strips of sheet material are used as the electrode metal. As a transition from a welded metal with a low thermal conductivity and a high electrical resistance to a highly heat-conducting metal and a lower electrical resistance, a significantly higher thermal power of the weld pool is required to ensure quality welded joints.
Недостатком известных способов элск- трошлаковой сварки пластинчатым электродом высокотеплопроводных металлов вл етс ограниченна возможность увеличени тепловой мощности шлаковой ванны при использовании солевых расплавов, A disadvantage of the known methods of El-slag slab-welding of high-heat-conducting metals is the limited possibility of increasing the thermal power of the slag bath when using salt melts,
оabout
ЮYU
сто щих из галогенидных соединений щелочных и щелочно-земельных металлов. Использование же последних диктуетс технологическими соображени ми, в частности указанные системы хорошо раствор - ют окисную пленку на свариваемых кромках. Использование известного способа сварки пластинчатым электродом требует значительного увеличени сварочного тока, что делает процесс энергоемким, осо- бенно при сварке алюмини .alkaline and alkaline earth metals consisting of halide compounds. The use of the latter is dictated by technological considerations, in particular, these systems dissolve the oxide film well on the edges to be welded. The use of the known method of welding with a plate electrode requires a significant increase in the welding current, which makes the process energy-consuming, especially when welding aluminum.
Известно решение по повышению тепловой мощности шлаковой ванны путем установки в формирующем приспособлении элемента омического сопротивлени дл подогрева и предварительного расплавлени флюса, обеспечивающее повышение температуры шлаковой ванны.A solution is known to increase the thermal power of the slag bath by installing an ohmic resistance element in the forming device for heating and pre-melting the flux, which increases the temperature of the slag bath.
Недостатком данного решени вл етс усложнение формирующего приспособ- лени , причем указанный подогрев не обеспечивает повышение тепловой мощности на прот жении всего процесса сварки. Его преимущества весьма ощутимы лишь на начальной стадии процесса.The disadvantage of this solution is the complication of the shaping device, and this heating does not provide an increase in thermal power throughout the entire welding process. Its advantages are very noticeable only at the initial stage of the process.
Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ электрошлаковой сварки пластинчатым электродом, согласно которому пластинчатый электрод конструктивно выполнен в виде составного электрода, состо- щего из отдельных тонких пластин, изолированных одна от другой слоем флюсующей пасты. Во всех случа х пластины, располагающиес против свариваемых кромок , не наход тс под электрическим потен- циалом и выполн ют роль теплового экрана. При этом в состав пасты ввод тс необходимые ингредиенты, которые понижают поверхностное нат жение металла на границе раздела металл-шлак. Использование пла- стинчатого электрода указанной конструкции позвол ет уменьшить перегрев и рост зерна в околошовной зоне.The closest to the proposed method is electroslag welding by a plate electrode, according to which the plate electrode is structurally designed as a composite electrode consisting of separate thin plates, isolated from one another by a layer of flux paste. In all cases, the plates located against the edges to be welded are not under electrical potential and play the role of a heat shield. At the same time, the necessary ingredients are added to the paste, which lower the surface tension of the metal at the metal-slag interface. The use of a plate electrode of this design allows one to reduce overheating and grain growth in the heat-welded zone.
Однако применение такого электрода при сварке высокотеплопроводных метал- лов, таких как алюминий и его сплавы, приводит к непроварам свариваемых кромок в результате значительного снижени тепловой мощности, вводимой в шлаковую ванну, и образованию шлаковых включений из-за неполного расплавлени шлакообразую- щих компонентов, наносимых на поверхности пластин. Кроме того, неравномерное плавление отдельных составных частей пластинчатого электрода предполагает значи- тельное увеличение глубины шлаковой ванны при сварке алюмини .However, the use of such an electrode in welding high-heat-conducting metals, such as aluminum and its alloys, leads to poor penetration of the edges being welded as a result of a significant decrease in thermal power introduced into the slag bath and the formation of slag inclusions due to incomplete melting of the slag-forming components applied on the surface of the plates. In addition, the uneven melting of individual components of the plate electrode implies a significant increase in the depth of the slag bath during aluminum welding.
С целью устранени указанных недостатков при электрошлаковой сварке высо- .котеплопроводных металлов составнымIn order to eliminate these drawbacks during electroslag welding of high heat-conducting metals with composite
пластинчатым электродом рекомендуетс способ сварки, при котором в шлаковой ванне повышают тепловую мощность за счет увеличени ее электрического сопротивлени .The plate electrode method is recommended welding, in which the slag bath increases heat output by increasing its electrical resistance.
Поставленна цель достигаетс тем, что в известном способе сварки составной пластинчатый электрод рекомендуетс выполн ть из двух пластин, вл ющихс частью сварочной цепи, а на поверхность одной пластины нанос т порошкообразный материал в виде графита.This goal is achieved by the fact that in a known welding method, a composite plate electrode is recommended to be made of two plates that are part of the welding chain, and a powdery material in the form of graphite is applied to the surface of one plate.
Другим отличием вл етс то, что количество графитового порошка выбирают в пределах 2-4 % от объема шлаковой ванны.Another difference is that the amount of graphite powder is chosen within 2-4% of the volume of the slag bath.
Сущность процесса электрошлаковой сварки составным пластинчатым электродом с нанесенным порошком графита заключаетс в поставке в шлаковую ванну графитового компонента, имеющего большее электрическое сопротивление, нежели хлоридю-фторидный расплав. Частицы графитового (угольного) порошка, наход сь в шлаковой ванне, повышают ее электрическое сопротивление, чем вызывают увеличение тепловой мощности электрошлакового процесса без увеличени величины тока и напр жени сварки. Это позвол ет достаточно глубоко и устойчивее прогревать свариваемые кромки и гарантирует проплавление свариваемых кромок на требуемую величину. В этом случае составной пластинчатый электрод вл етс носителем графитового порошка. Количество графитового порошка зависит от объема шлаковой ванны, но это количество не должно превышать определенного предела, а именно 2-4 %. В противном случае это будет сопровождатьс резким увеличением в зкости шлака и ухудшением его технологических свойств (при наличии более 4 % графитового порошка от объема шлаковой ванны), либо недостаточным увеличением электросопротивлени шлаковой ванны и, как следствие, по влением непроваров свариваемых кромок.The essence of the process of electroslag welding with a composite plate-type electrode with graphite powder applied is the delivery of a graphite component with a higher electrical resistance to the slag bath than the fluoride chloride melt. The particles of graphite (coal) powder, being in a slag bath, increase its electrical resistance, which causes an increase in the thermal power of the electroslag process without an increase in the current value and welding voltage. This allows the weld edges to be heated sufficiently deeply and more steadily and ensures that the edges to be welded are melted to the required value. In this case, the composite plate electrode is the carrier of the graphite powder. The amount of graphite powder depends on the volume of the slag bath, but this amount should not exceed a certain limit, namely 2-4%. Otherwise, this will be accompanied by a sharp increase in the viscosity of the slag and deterioration of its technological properties (in the presence of more than 4% of graphite powder from the volume of the slag bath), or an insufficient increase in the electrical resistance of the slag bath and, as a consequence, the appearance of poor penetration of the welded edges.
Пример. Производ т сварку деталей из алюмини толщиной 160 мм. Дл образца размерами 160 х 300 х 500 мм собраны с зазором 60 мм с помощью формирующего приспособлени , имеющего водоохлаждае- мую нижнюю часть. В качестве составного пластинчатого электрода служат две полось: из алюмини толщиной 10 мм, собранные вместе так, что обща толщина электрода составл ет 20 мм. Предварительно на внутреннюю поверхность одной из полос (на оп- разделенной длине) нанос т слой графитового порошка, общее количество которого составл ет 36 г. Это количество порошка прин то от фактического обьемзExample. Welded parts made of aluminum with a thickness of 160 mm. For a sample with dimensions of 160 x 300 x 500 mm, they are assembled with a gap of 60 mm using a forming device having a water-cooled bottom. As a composite plate electrode, there are two slots: from aluminum with a thickness of 10 mm, assembled together so that the total thickness of the electrode is 20 mm. Previously, a layer of graphite powder, the total amount of which is 36 g, is applied to the inner surface of one of the strips (on a separate length). This amount is taken from the actual volume
шлаковой ванны при электрошлаковой сварке алюмини толщиной 160 мм, который равно 600 см . Порошок графита при сборке электрода расположен внутри. При последующем плавлении порошок графита вместе с каплей жидкого металла переноситс в шлаковую ванну и находитс в ней в виде суспензии. Пластинчатый электрод закрепл ют в электродержателе и перемещают в зазор между свариваемыми образцами. Начинают процесс сварки путем возбуждени дугового процесса во входном кармане с использованием легкоплавкого флюса системы KCI-LiCI-LiF. После поэтапного наведени необходимого количества шлаковой ванны осуществл ют процесс сварки на оптимальном режиме: А, В. На указанном режиме получено сварное соединение с проплавле- нием по кромкам с двух сторон на 10-12 мм. slag bath in electroslag welding of aluminum with a thickness of 160 mm, which is equal to 600 cm. The graphite powder when assembling the electrode is located inside. In the subsequent melting, the graphite powder together with a drop of liquid metal is transferred to the slag bath and is in it in the form of a suspension. The plate electrode is fixed in an electric holder and moved into the gap between the samples to be welded. Begin the welding process by energizing the arc process in the entrance pocket using the low-melting flux of the KCI-LiCI-LiF system. After a step-by-step induction of the required amount of the slag bath, the welding process is carried out in the optimal mode: A, B. In this mode, a weld is obtained with penetration along the edges from two sides of 10–12 mm.
В таблице приведены сведени по исследованию рекомендуемого способа сварки в широком диапазоне при сварке алюмини толщиной 160 мм.The table contains information on the study of the recommended welding method in a wide range when welding aluminum with a thickness of 160 mm.
Как видно из таблицы, при использова- нии в качестве шлаковой ванны флюсовой системы KCH iCl-LiF с диб олзнием графитового порошка позвол в; увеличить ее электрическое сопротивление до 45 %. Однако оптимальным кошчес с,ом графитово- го порошка вл етс поедел в 30-35 % поAs can be seen from the table, when using the KCH iCl-LiF flux system as a slag bath with dibenium graphite powder allows; increase its electrical resistance to 45%. However, the best kosche s, ohm of graphite powder is consumed in 30-35%
отношению к повышаемому электрическому сопротивлению.relation to the increased electrical resistance.
Преимущество данного способа сварки составным пластинчатым электродом заключаетс в том, что непосредственно в процессе электрошлаковой сварки обеспечиваетс химическа обработка свариваемых кромок, что сопровождаетс удалением окисной пленки и хорошим сплавлением металла шва с кромками; устран етс возможность вытекани жидкого шлака из зазора; резко снижаютс энергозатраты на ведение электрошлакового процесса, а также улучшаютс услови труда при выполнении сварочных работ.The advantage of this welding method with a composite plate electrode is that directly in the process of electroslag welding, chemical treatment of the edges being welded is provided, which is accompanied by the removal of the oxide film and good fusion of the weld metal with the edges; eliminates the possibility of liquid slag flowing out of the gap; the energy consumption of the electroslag process is sharply reduced, and the working conditions are improved when performing welding.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU894759981A SU1742009A1 (en) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | Method of electric slag welding by plate-type electrode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU894759981A SU1742009A1 (en) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | Method of electric slag welding by plate-type electrode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1742009A1 true SU1742009A1 (en) | 1992-06-23 |
Family
ID=21480023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU894759981A SU1742009A1 (en) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | Method of electric slag welding by plate-type electrode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1742009A1 (en) |
-
1989
- 1989-11-20 SU SU894759981A patent/SU1742009A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Электрошлакова сварка и наплавка./ Под ред. Б. Е. Патона. - М.: Машиностроение, 1980, с. 402. Патент US № 3885121, кл. В 23 К 25/00,1975. Авторское свидетельство СССР № 261613, кл. В 23 К 25/00, 1969. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2489002A (en) | Method of electric arc welding | |
| EP0053006B1 (en) | Two electrode welding method | |
| CA1118056A (en) | Method for electroslag welding of metals | |
| US4291220A (en) | Method of welding utilizing both consumable and non-consumable electrodes | |
| JPH07185830A (en) | Resistance welding of aluminum alloy | |
| SU1742009A1 (en) | Method of electric slag welding by plate-type electrode | |
| US3210515A (en) | Arc welding device | |
| RU2039101C1 (en) | Method for electroslag ferrotitanium smelting | |
| US3710068A (en) | Preheating of welding slag for better starting | |
| US3885121A (en) | Method for electroslag welding of copper blanks | |
| RU2044081C1 (en) | Method to prepare electrode of tool steel for electrical slag remelting | |
| EP1507624B1 (en) | Method of welding aluminium alloy strip products | |
| US4134001A (en) | Process for welding copper materials | |
| SU903017A1 (en) | Electric fusion welding method | |
| Devletian et al. | Fundamental aspects of electroslag welding of titanium alloys | |
| EP0418392A1 (en) | Method and consumable electrode for electric arc welding of metal parts | |
| SU332971A1 (en) | METHOD OF CONTACT WELDING BY MELTING | |
| RU2009806C1 (en) | Method of electric resistance soldering | |
| RU2118241C1 (en) | Electric arc welding method | |
| SU854627A1 (en) | Method of soldering graphite to aluminium | |
| Kokura et al. | Twin Electrode Switching Arc Welding Method. VI.--Welding of Copper Plate by Switching TIG--MIG Welding Method | |
| JP2008030044A (en) | Electrogas arc welding method | |
| SU795806A1 (en) | Method of electric arc welding under flux | |
| SU927441A1 (en) | Method of vertical welding by open arc | |
| SU935226A1 (en) | Method of pulsed arc welding with consummable electrode |