Керамический флюс КВС-19 для автоматической и полуавтоматической сварки

27 Pages·6.129 MB·Russian

by  Случанко Н.

Л*?25.И Г л|
'г-- ..........
В ,.^УЧ Н О-ИС СЛЕДОВ АТ ЁЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
«ВНИИСТ»
НАУЧНОЕ СООБЩЕНИЕ
КЕРАМИЧЕСКИЙ ФЛЮС КВС-19
ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ
И ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ

ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
ПРИ СОВЕТЕ МИНИСТРОВ СССР
ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ИНСТИТУТ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ
МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
«ВНИИСТ»
Н. А. Случанко
КЕРАМИЧЕСКИЙ ФЛЮС КВС-19
ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ
И ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ
ОТДЕЛ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
МОСКВА — 1959
ГОС- ПУБЛИЧНАЯ
-аМИЧЕСКАЯ
библиотека СССР.
д/
АННОТАЦИЯ
В настоящем научном сообщении приводятся данные о флюсе КВС-191
для автоматической и полуавтоматической сварки малоуглеродистых и
низколегированных сталей, разработанном лабораторией сварки ВНИИСТа.
Флюс КВС-19 заводского изготовления в 1958—1959 гг. был внедрен на
строительстве газопровода Серпухов — Ленинград, а также на строитель­
стве продуктопровода Ишимбай — Уфа.
Приводятся состав флюса, сравнительные данные о влиянии ржавчины
на образование пор при сварке под флюсом АН-348А, ОСЦ-45 и КВС-19,
состав шва при сварке под флюсом КВС-19, склонность сварных швов к
образованию трещин при сварке под флюсом КВС-19. Кроме того, при­
водятся данные о механических свойствах наплавленного металла и свар­
ного соединения, выполненных под флюсом КВС-19.
В научном сообщении отражены основные процессы механизации при­
готовления крупки флюса на прессе высокого давления на заводе им..
А. А. Жданова (г. Ленинград).
ВВЕДЕНИЕ
Широко применяемый в настоящее время плавленый флюс
ЛН-348А при сварке трубопроводов и резервуаров, особенно в
осенне-зимний период, часто дает пористые швы. Образование
пор вызывается ржавчиной и влагой на кромках соединения
и ржавчиной на сварочной проволоке.
Произведенные во ВНИИСТе исследования [1] показали, что
чувствительность флюса АН-348А к.- ржавчине может быть не­
сколько уменьшена за счет специальной технологии сварки. В
этом случае необходимо производить сварку только на посто­
янном токе при обратной полярности под флюсом средней гра­
нуляции с размером зерен от 0,25 до 2,0 мм.
Институт электросварки им. Е. О. Патона рекомендует для
снижения пористости от ржавчины применять сварочную прово­
локу, содержащую алюминий [2]. Однако такие меры лишь ча­
стично решают вопрос.
Более полное решение вопроса может быть получено при
разработке специальной марки флюса, малочувствительного к
ржа'вчине и влаге.
Так, в Институте электротехники АН УССР путем спекания
различных тонкораздробленных компонентов (в том числе фер­
росплавов) на жидком стекле [3] был разработан керамический
флюс «К-2». Этот флюс имел меныпую чувствительность к
ржавчине, чем флюс АН-348А. Однако в флюсе «К-2» содер­
жится значительное количество окислов железа, которые, по­
падая в шов, повышаю^ температуру перехода наплавленного
металла в хрупкое состояние'до минус 10 — минус 15°.
За последнее время; применение керамических флюсов все
более расширяется, особенно при сварке и наплавке специаль­
ных сталей в заводских условиях, где они дают положительные
результаты.
В 1956 г. в лаборатории сварки ВНИИСТа встал вопрос о
разработке керамического флюса, который давал бы швы,
менее чувствительные к ржавчине на кромках сварных
соединений и не склонные к переходу в хрупкое состояние
при отрицательных температурах. В результате плодотворной
а
работы коллектива лаборатории сварки * к концу 1956 г. был
разработан новый керамический флюс КВС-19, который менее
чувствителен к ржавчине и влаге по сравнению с флюсом
АН-348А. Флюс КВС- 19 позволил получить более низкую тем­
пературу перехода наплавленного металла в хрупкое состояние
по сравнению с существующим керамическим флюсом «К-2»
и плавленым флюсом АН-348А.
Исследования ВНИИСТа и испытания флюса КВС-19, про­
веденные в Институте электросварки им. Е. О. Патона и
ЦНИИТМАШе, а также производственные испытания при
сварке газопровода Ставрополь — Москва, при сварке ци­
линдрических резервуаров в гг. Куйбышеве и Сызрани, при
сварке резервуаров в тресте «Стальмонтаж» еще в 1956—
1957 гг. дали положительные результаты. В то время этот-
флюс изготовлялся на Люберецком заводе монтажных загото­
вок вручную — путем протирания флюсовой массы через про­
волочную сетку с размером ячеек 2X2 мм.
Для широкого внедрения флюса при строительстве газо-
нефтепроводов 'в 1958 г. на заводе им. А. А. Жданова (г. Ле­
нинград) начаты работы ** по организации цеха для изготов­
ления флюса механизированным способом.
В настоящем сообщении приводятся состав и общие свой­
ства флюса КВС-19, а также уточненный на заводе им.
А. А. Жданова состав флюса; дана разработка способа изго­
товления крупки флюса на прессе высокого давления; кроме
того, указываются результаты производственного внедрения-
флюса КВС-19 заводского изготовления при строительстве-
газонефтепроводов.
СОСТАВ И СВОЙСТВА ФЛЮСА КВС-19
Новый керамический флюс КВС-19 имеет следующий со­
став (в %):
Марганцевая руда (ГОСТ 4418-48) ... 54
Плавиковый шпат (ГОСТ 4421-48) .... 7
Кварцевый песок (ГОСТ 4417-48) .... 30
Ферросилиций (СИ-75) (ГОСТ 1415-49) . . 7
Алюминиевая пудра........................................... 2
Тонкоизмельченные составляющие флюса замешиваются
на натриевом жидком стекле плотностью 1,35—1,36 в количе­
стве 15—17% от веса сухой шихты.
* В работе принимали участие Р. П- Бурлакова, Ю. И. Марченко и
автор под руководством канд. техн, наук А. Г. Мазеля.
** От завода им. А. А. Жданова в работе участвовали: нач. электрод­
ного цеха т. Голяшкин, технолог цеха т. Благовещенская и глав, механик:
цеха т. Лупанов.
Таблица 1
Влияние ржавчины на образование пор при сварке
под флюсами АН-348А, ОСЦ-45 и КВС-19
Режим сварки Наличие
при постоянном К-во пор при Наличие
ов Марка и токе обратной ржав­ сварке псовра рпкреи
ыт Вид полярности чины под под
п толщина (В 2) флюсом флюсом
о сварки ско­ на 100 КВС-19 с АН-348А
ия стали J,(a) Ub, (в) рость мм введе­ с нвивеемд е­
ер свар­ шва нием ржа­ржавчины
С ки, м/ч вчины
1 Наплав­ МСт. 3 500— 30—32 27,5
ка в 0,75 нет есть
канавку 10 мм 550 1.0
1.5 я
2,0 отдельные я
3,0 нет я
2 Сварка 14 ХГС 400—450 34—37 27,0 1.0 нет есть
в стык в труба 0 1,5 я
два слоя 720 мм 2,0 отдельные я
9 мм
3 Наплав­ МСт. 3 400—425 30—34 23 1,0 нет есть
ка в 1,5 я я
канавку 10 мм 2,0 » я
2,0
п
4 Сварка МСт. 3 300—350 31—33 40,5 0,5 нет есть
вна­ 4 мм 0,8 » я
хлестку 1,0 я я
1,5 я я
2,0 я
2,5 я
5 Сварка МСт. 3 400—450 31—33 27 0,5 нет есть
тавро­ кипящая 0,8
вого сое­ 10 мм 1,0 я
динения 1,5 есть я
влодочку 2,0 я
6 Наплав­ МСт. 3 450—500 30—32 27 0,1 нет флюс
ка в ОСН— 45
канавку 10 мм 1,0 нет
1,5 есть
2,0
3,0
3. 1052 5
Флюс приготовляется вручную протиранием готовой мас­
сы через металлическое сито с ячейками размером 2X2 мм.
Технологические испытания по методике К. В. Любавского
показали значительно меньшую чувствительность флюса
КВС-19 к ржавчине по сравнению с флюсами АН-348А и
ОСЦ-45 (табл. 1).
В табл. 2 приведен химический состав основного металла,
электродной проволоки и металла ш'ва при сварке под флюсом
КВС-19.
Таблица 2
Состав шва при сварке под флюсом КВС-19
Содержание элементов, %
Наименование
С Мп Si S Р
Основной металл . . . 0,19 0,45 0,18 0,038 0,032
Проволока .................... 0,11 0,36 сл. 0,032 0,025
Шов............................... 0,10 1,07 0,16 0,033 0,040
Результаты проведенной ранее во ВНИИСТе работы пока­
зывают, что при содержании в шве 1,0—1,6% Мп обеспечива­
ются весьма высокие механические свойства сварных соедине­
ний при условии, что количество углерода в наплавленном ме-
талле не превышает 0,12—0,15%
Что касается содержа­
• Трещина есть ния фосфора в шве, то, как
О Трещины нет и в случае обычных плав­
леных флюсов, оно зави­
сит от количества фосфо­
ра в марганцевой руде [4].
Желательно, чтобы кон­
центрация фосфора в руде
не превышала 0,17 —
0,18%.
Склонность к образо­
ванию горячих трещин
при сварке под флюсом
КВС-19 оценивалась с по­
мощью ударной пробы
Института электросварки
им. Е. О. Патона по вре­
Рис. 1. Результаты испытаний тавровых мени, прошедшему с мо­
образцов на склонность к образованию
мента окончания сварки
горячих трещин
до удара копра по кромке таврового образца [5].
Результаты испытаний тавровых образцов, сваренных по­
луавтоматом ПШ-5, приведены на рис. 1, из которых следует,
что флюс КВС-19 имеет склонность к образованию горячих
трещин не большую, чем флюс АН-348А.
Флюс КВС-19 благодаря пористому строению зерен погло­
щает 'влагу более интенсивно, чем плавленый флюс АН-348А.
Это иллюстрируется на рис. 2, где показано изменение влаж­
ности навесок флюса АН-348А и КВС-19, одновременно поме­
щенных над водяным зеркалом в эксикаторе, в зависимости
от времени вылеживания.
бремя упражнения, сутки
Рис. 2. Изменение влажности навесок флюса АН-348А в
КВС-19, помещенных над водяным зеркалом в эксикаторе
Как известно, применение флюса АН-348А для сварки до­
пускается при его влажности не свыше 0,1%. Лабораторные
и производственные испытания флюса КВС-19 показали, что
этот флюс обеспечивает получение плотных Швов и при боль­
шей влажности. Однако при увеличении влажности до 5% в
шлаковой корке начинают появляться поры.
Учитывая возможность увлажнения флюса на рабочем ме­
сте, при влажности его более 2% перед сваркой необходимо
производить подсушку флюса.
Флюс КВС-19 обладает меньшей глубиной проплавления
основного металла и повышенными стабилизирующими свой­
ствами (большей разрывной длиной дуги) по сравнению с
флюсом АН-348А. Благодаря этим свойствам флюса КВС-19;
7
как показали лабораторные и производственные испытания
(при сварке монтажных швов щитового покрытия в г. Сызра­
ни — октябрь 1956 г., имеющих суммарную толщину нахлест­
ки 2,5+ 2,5 мм), сварка тонкого металла облегчается.
Сварка под флюсом КВС-19 может производиться не толь­
ко на постоянном, но и на переменном токе.
При сварке под флюсом КВС-19 образуются плотные швы.
Данные о механических свойствах наплавленного металла и
сварного соединения спокойной и кипящей стали МСт. 3 при­
ведены в табл. 3.
Таблица 3
Механические свойства металла шва при сварке под флюсом КВС-19
Предел Относитель­ Относитель
Угол заги­
Марка стали прочности, ное удлине­ ное суже­
ба, градусы
кг) мм2 ние, % ние, %
180-=-180 47,7-5-48,4 22,7-4-25,0 66,0-5-69,8
МСт. 3 спокойная . .
180 48,0 24,3 68,0
180-4-180 46,2+46,9 25,0-4-31,3 72,0-4-72,4
МСт. 3 кипящая . .
180 46,9 28,6 72,1
Результаты испытаний образцов из спокойной стали на удар­
ную вязкость при разных температурах приведены на рис. 3.
Рис. 3. Результаты испытаний об­ Рис. 4. Результаты испытаний остарен-
разцов из спокойной стали на ных образцов из спокойной стали на
ударную вязкость ударную вязкость
8