плавленый флюс марки фап-1 для электродуговой сварки хладостойких сталей

Формула изобретения

Плавленый флюс для электродуговой сварки хладостойких сталей, содержащий двуокись кремния, двуокись кальция, оксид магния, фтористый кальций, оксид алюминия, оксид марганца, оксид железа, отличающийся тем, что флюс имеет основность 1,5-2,0 и содержит дополнительно оксид калия и натрия при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Кремния диоксид SiO2	21-27
Кальция оксид СаО	11-17
Магния оксид MgO	21-25
Кальций фтористый CaF2	14-20
Алюминия оксид Al 2O3	10-14
Марганца оксид MnO	4-7
(Калия + натрия) оксиды K 2O+Na2O	2-5
Железа оксид Fe2 О3	1-3

Описание изобретения к патенту

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.

В последние годы началось бурное освоение арктического шельфа, имеющего огромные запасы углеводородного сырья. В связи с этим увеличилось применение низколегированных хладостойких сталей, используемых для строительства ледостойких стационарных и плавучих полупогружных платформ. Для электродуговой сварки под флюсом хладостойких сталей, работающих при температурах ниже -20°С, используют сочетания высокоосновных керамических флюсов с низколегированными проволоками, обеспечивающее высокий уровень хладостойкости металла шва. При этом керамические флюсы имеют ряд существенных недостатков: высокая гигроскопичность и, как следствие, высокое содержание водорода в наплавленном металле, затрудненная отделяемость шлаковой корки при сварке в разделку, низкая прочность и сопротивляемость гранул флюса абразивному износу, высокая стоимость оборудования, требуемого для изготовления керамических флюсов, и др.

Использование известных на настоящее время плавленых флюсов в сочетании с низколегированными проволоками не позволяет получить требуемой величины работы удара металла шва при температурах ниже -20°С.

Известен флюс АН-47 (ГОСТ 9087-81), выбранный в качестве прототипа, содержащий следующие компоненты, вес.%:

Кремния диоксид, SiO2	28-33
Кальция оксид, СаО	13-17
Магния оксид, MgO	6-10
Кальций фтористый, CaF2	8-13
Алюминия оксид, Al 2O3	9-13
Марганца оксид, MnO	11-18
Железа оксид, Fe 2О3	0,5-3,0
Диоксида циркония, ZrO 2	1,1-2,5
Диоксид титана, TiO2	4-7

Флюс предназначен для механизированной сварки низколегированных сталей нормальной и повышенной прочности и хорошо зарекомендовал себя при сварке конструкций, работающих при температурах не ниже -20°С.

Однако этот флюс не обеспечивает требуемую величину работы удара металла шва при температурах ниже -20°С.

Целью изобретения является создание низкокремнистого низкомарганцовистого основного плавленого флюса, обеспечивающего при сварке низколегированной проволокой металл шва с высокими показателями пластичности и ударной вязкости на низколегированных хладостойких сталях при температуре эксплуатации -40°С.

Сущность изобретения заключается в том, что высокая работа удара металла шва достигается определенным соотношением основных и кислых окислов во флюсе, а также дополнительным содержанием оксидов калия и натрия в пределах 2-5% при следующем составе компонентов, вес.%:

Кремния диоксид, SiO2	21-27
Кальция оксид, СаО	11-17
Магния оксид, MgO	21-25
Кальций фтористый, CaF2	14-20
Алюминия оксид, Al 2O3	10-14
Марганца оксид, MnO	4-7
(Калия + натрия) оксиды, K 2O+Na2O	2-5
Железа оксид, Fe2 О3	1-3

Соотношение основных и кислых окислов позволяет получить основность флюса в пределах 1,5-2,0, низкое содержание кислорода в металле швов при сварке под этим флюсом, плотный и пластичный металл шва с высокой работой удара при отрицательных температурах. Введение оксидов калия и натрия через поташ улучшает стабильность горения дуги и отделение шлаковой корки. Ограничение ввода в шихту поташа из расчета до 5% на 100 кг шихты обеспечивает отсутствие зарастания зоны расплава, удовлетворительную физическую структуру расплава, а также высокие показатели извлечения готового флюса из расплава шихты.

Результаты испытаний и промышленного использования показывают, что предлагаемый флюс не уступает известным флюсам по технологическим свойствам, а по уровню хладостойкости металла сварных швов превосходит их.

Механические свойства металла наплавочных соединений, выполненных в соответствии с требованиями РМРС, приведены в таблице №1.

Таблица №1
Марка флюса	Марка проволоки	Rm, МПа	R e, МПа	А, %	Z, %	KV-20 Дж	KV-40 Дж
ФАП-1	Св-10ГНА	580	500	27	70
	Св-04Н2ГТА	650	560	26	71	-

Новый флюс целесообразно использовать для сварки конструкций, работающих при температурах -40°С и выше.