CC BY
61
УДК 621.791:624
Козырев Н.А., Крюков Р.Е., Крюков Н.Е., Усольцев А.А., Михно А.Р.
РАЗРАБОТКА НОВЫХ СВАРОЧНЫХ ФЛЮСОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УГЛЕРОДФТОРСОДЕРЖАЩИХ ДОБАВОК
Аннотация. Постановка задачи (актуальность работы): в статье описаны современные сварочные флюсы для сварки низколегированных сталей и средства защиты сварного шва газами, сформулированы актуальные проблемы традиционных методов сварки под флюсом и способов защиты сварного шва для обеспечения качественных показателей сварных изделий. Цель работы: разработка новых сварочных флюсов на основе техногенных отходов металлургического производства для обеспечения качественных характеристик сварных швов. Используемые методы: применялся термодинамический анализ окислительно-восстановительных реакций оксидов (FeO), (MnO), (SiO2), (Al2O3) с восстановителями [Mn], [Si], [Al], Cтв, COг, CO2г, для определения кислорода в сварном шве применялся метод восстановительного плавления на газоанализаторе ТС-600, металлографические исследования проводили на микрошлифах без травления с помощью оптического микроскопа OLYMPUS GX-51 при увеличении 100. Новизна: показана принципиальная возможность использования ковшевого шлака электросталеплавильного производства и шлака производства силикомарганца для изготовления сварочных флюсов. При этом введение в состав изготовленных на основе данных шлаков сварочных углеродфторсодержащей добавки ФД-УФС позволяет снизить уровень загрязненности неметаллическими включениями и повысить механические свойства сварного шва. Практическая значимость: разработаны технологии использования новых углеродсодержащих добавок для сварочных флюсов, позволяющих при их применении значительно снизить уровень загрязненности стали оксидными неметаллическими включениями, уменьшить газонасыщенность сварного шва, повысить спектр требуемых механических свойств.
Ключевые слова: сварка, флюс, металл, шлак, флюсовая добавка, механические сваойства, макроструктура, микроструктура.
Введение
Используемые в настоящее время сварочные флюсы для сварки низколегированных сталей являются окислительными и построены на принципах кремне-марганцево-окислительно-восстановительных процессах. Соответственно при их использовании продуктами являются оксидные соединения кремния, марганца, железа, алюминия и др., которые в процессе сварки чаще всего не успевают всплыть и ассимилироваться образующимся из сварочного флюса шлаком. В итоге происходит повышение общего уровня загрязненности неметаллическими включениями металла сварного шва и, как следствие, снижение комплекса физико-механических свойств. Для исключения загрязнения металла шва, по-видимому, целесообразно использование
восстановителей, образующих газообразные продукты реакции. Таким восстановителем может быть углерод, образующий при взаимодействии с окислителями газообразные соединения CO2 и CO. Теория, материалы и методы исследования, технические и технологические разработки В настоящее время защита сварного шва газами CO2 (CO) осуществляется оттеснением атмосферных газов из области сварки, а не за счет реакции раскисления углеродом системы металл-шлак. Обыч но для этого используют карбонаты типа
© Козырев Н.А., Крюков Р.Е., Крюков Н.Е., Усольцев А.А., Михно А.Р., 2018
CaCOз, MgCOз, FeCOз, №2ТО3, MnCOз. Без учета затрат на разложение карбонатов наиболее оптимальным является использование во флюсах MgCO3 и CaCO3 как компонентов, позволяющих получать наибольшее количество CO2 при разложении 1 кг материала и образующих основные оксиды CaO и MgO, которые в свою очередь, участвуют в повышении основности сварочного флюса и соответственно образующегося шлака. Этими предпосылками и обусловлено использование карбонатов в ряде разработанных в нашей стране флюсов и флюс-добавок. К таким добавкам можно отнести разработанную и защищенную патентом РФ флюс-добавку АНК, успешно внедренную в производство в условиях АО «Новокузнецкий завод резервуарных металлоконструкций им. Н.Е. Крюкова» (НЗРМК) [1,2].
При её изготовлении используются ферросилиций марки ФС75 ГОСТ 1415-93, мрамор марки М92- М97 ГОСТ 4416-94 (92-97% СаСО3) и жидкое стекло по ГОСТ 13078-81. Размол мрамора и ферросилиция проводится до фракции менее 1 мм. Смешивание молотого мрамора и ферросилиция осуществляется в процентном соотношении 50-50% по массе. Технология предусматривает сушку после смешения с жидким стеклом в течение суток при температуре 20-30оС и сушку при температуре 100-200°С в течение 10-20 мин с последующим размолом и фракционированием. Техническими условиями предусмотрено введение добавки АНК во флюсы в количестве 3-5%. Перед использованием флюса с добавкой рекомендуется прокаливание в печи при
температуре 250-350°С в течение 40-60 мин.
Данная добавка используется в технологии сварки резервуаров методом рулонирования. Процесс сборки, сварки, контроля и сворачивания в рулоны полотнищ стенок резервуаров производится на специальных установках для рулонирования с верхним и нижним сворачиванием. В процессе применяется двусторонняя сварка стыковых швов полотнищ стенок автоматическим способом под флюсом сначала на верхнем ярусе, затем, после протягивания полотнища с помощью барабана, на нижнем ярусе. Применение добавки исключило порообразование и позволило повысить качественные характеристики сварных швов.
В последние годы в связи с освоением нефтяных месторождений в условиях Севера возникла необходимость в изготовлении полотнищ стенок нефтеналивных резервуаров в северном исполнении. В условиях НЗРМК освоено производство резервуаров в северном исполнении в соответствии с «Правилами устройства вертикальных
цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов» ПБ-03-605-03 и СНиП П-23-81. Технологический процесс сборки, сварки, контроля и сворачивания в рулоны полотнищ стенок резервуаров производится на специальных установках для рулонирования. При изготовлении резервуаров применяется кремнемарганцовистая сталь 09Г2С (ГОСТ 6713-91). В результате проведенных работ разработана и освоена оптимальная технология сварки полотнищ стенок резервуаров, работающих в условиях низких отрицательных температур, -двусторонняя сварка: с внутренней стороны резервуара проволокой Св-08ГА (на верхнем ярусе) под смесью флюсов АН-67Б и АН-348А при соотношении 1:1, с наружной стороны проволокой Св-10НМА (на нижнем ярусе) под флюсом АН-60 и АН-348А при соотношении 1:1. Сварка осуществляется без разделки кромок до толщин листа 18 мм. На верхнем ярусе стыковые швы свариваются на режимах, обеспечивающих проплавление металла до 0,55 толщины листа. На нижнем ярусе сварка производится на большем токе, позволяющем получить проплавление металла до 0,7 толщины листа. Разработанная технология позволила получить весь спектр требуемых механических свойств и ударной вязкости при отрицательных температурах резервуарных металлоконструкций, исключить дефекты - трещины при сварке [3-5]. Технология защищена патентом РФ [6].
При изучении возможности использования углерода в качестве добавки в известные флюсы была проведена оценка термодинамической вероятности протекания окислительно - восстановительных реакций оксидов (FeO), (MnO), ^Юг), (Al2Oз) с восстановителями [Mn], ^Г], [А1], Ств, С0г, С02г. Проведенный термодинамический анализ показал, что введенный в систему углерод способен за счет
высоких восстановительных свойств при Т=1950 -2200 К существенным образом повлиять и снизить содержание неметаллических включений в металле шва [7].
Процесс удаления водорода из металла сварного шва при использовании сварки под флюсом осуществляется введением во флюс фторсодержащих добавок (обычно флюорита или криолита), позволяющих в результате связывания водорода с фтором проводить удаление водорода в виде соединения ИР. Проведена [8,9] термодинамическая оценка вероятности протекания процессов удаления водорода из сварного шва при сварке под фторсодержащим флюсом в стандартных состояниях в интервале температур 1700 - 2200 К. При этом в качестве стандартных состояний для веществ -реагентов были выбраны: №зА1р6ж, SiO2ж, Sip4г, №АЮ2тв, Na2SiOзж, Сар2ж CaSiOз тв, И*, Sip2г, ИРг, О2г, SiРг, Иг. В результате расчетов стандартной энергии Гиббса и констант равновесия реакций определено, что из реакций прямого взаимодействия фторагентов шлака с водородом и кислородом металла наиболее вероятной является реакция с криолитом. В механизме более сложного взаимодействия с участием в реакции, кроме фторагентов, кремнезема шлака и возможным образованием промежуточного продукта SiF4г более вероятным является процесс с флюоритом. Расчеты показали целесообразность использования соединения №зА1Рб наряду с флюоритом для удаления водорода при сварке под флюсом.
Исходя из данных предпосылок, нами разработана технология сварки под флюсом с использованием углеродфторсодержащей добавки. За основу углеродфторсодержащей добавки были взяты отходы металлургического производства в виде пыли с химическим составом (мас. %): АЬОз = 21 - 46,23; Р = 18 - 27; №20 = 8 - 15; К2О =0,4 - 6; СаО= 0,7 - 2,3; Si02 = 0,5 - 2,48; Ре20з = 2,1 - 3,27; Собщ = 12,5 - 30,2; Мп0=0,07 - 0,9; Mg0 = 0,06 - 0,9; S= 0,09 - 0,19; Р=0,1 - 0,18. Проведены исследования влияния введения углеродфторсодержащей добавки во флюсы АН-348, АН-60, АН-67 и импортный флюс 0К.10.71 на процесс рафинирования металла сварного шва [1027]. В результате исследований определено, что с увеличением количества углеродфторсодержащей добавки и жидкого стекла в качестве связующего наблюдается снижение общего кислорода в сварном шве (рис. 1), а также значительно повышаются механические свойства и особенно ударная вязкость при отрицательных температурах (рис.2,3). Вышеприведенные на рис.1-3 тенденции предопределены, по-видимому, общей
газонасыщенностью сварного шва. Определение кислорода методом восстановительного плавления на газоанализаторе фирмы <^ЕСО» ТС-600 показало, что массовая доля данного газа с повышением содержания добавки во флюсе уменьшалась, а
проведенный фракционный газовый анализ показал, что в зависимости от окисленности и основности шлаковой системы происходит перераспределение кислорода во включениях. Распределение кислорода в силикатах, алюминатах, алюмикосиликатах, по-видимому, связано с основностью полученного шлака и ассимиляции неметаллических включений шлаком в зависимости от получаемой вязкости шлака. Наибольшее количество алюминатов и алюмосиликатов, неблагоприятно влияющих на физико-химические свойства сварного соединения, содержалось при сварке под флюсом АН-60, при введении добавки наблюдалось снижение количества этих соединений. Во флюсах АН-348 и АН-67 изменения были незначительны (рис. 4).
Углеродфторсодержащая добавка повлияла на
снижение содержания водорода в сварном шве по вышеописанному механизму за счет фтора (рис. 5), концентрация азота также незначительно снизилась.
Теоретические предпосылки, лабораторные исследования и промышленные опыты позволили разработать технологии использования сварочных флюсов с углеродфторсодержащей добавкой при сварке металлоконструкций, эксплуатируемых в условиях экстремально низких температур. Изготовление флюса добавки марки ФД - УФС по ТУ 5929-007-01395874-2015 организовано в условиях АО «НЗРМК им. Н.Е. Крюкова». Разработанные технологии сварки металлоконструкций с использованием флюс - добавки защищены патентами РФ [28,29].
Содержание углеродфтороодержащей дооавкн. % -*-АН-348 — *- - АН-60 - - АН-67 ......Х-..... ОК 10.71
Рис. 1. Изменение содержания общего кислорода во флюсах в зависимости от введения
углеродфторсодержащей добавки
140
П5
0
0 2 4 6 8 10
Количество добавки, %
♦ АН-348 (КСи при 1=-40С) ■ АН-60 (КСУ при 1=-20С) А АН-67 (КСУ при г=-20С)_X ОК 10.71 (КСИ при г=-70С)
& ш
600
580
560
540
520
500
Рис. 2. Изменение ударной вязкости в зависимости от количества углеродфторсодержащей добавки
Д у = 3,38х + 542,8 Я2 - 0,82
АН-348
АН-60
АН-67
4 Количество6добавки, % 8
10
12
Рис. 3. Изменение временного сопротивления в зависимости от количества углеродфторсодержащей добавки
(в скобках указано процентное содержание углеродфторсодержащей добавки)
Рис. 4. Изменение концентрации общего и фракционного кислорода в зависимости от количества
углеродфторсодержащей добавки
Проведены исследования по изучению возможности использования новых сварочных флюсов на основе металлургических отходов -ковшевых шлаков, получаемых при производстве рельсовой электростали [30, 31]. На компонентный состав и технологии наплавки по данным заявкам
получены патенты РФ [32,33].
Предложено использование шлака производства силикомарганца для изготовления сварочных флюсов [34-37]. Для изготовления флюса использовали шлак производства силикомарганца с химическим составом, мас.% : 6,91-9,62 АЪОз, 22,85-31,70 СаО,
0
2
46,46-48,16 Si02, 0,27-0,81 РеО, 6,48-7,92 Mg0, 8,018,43 МпО, 0,28-0,76 Р, 0,26-0,36 №20, <0,62 К2О, 0,15-0,17 S, 0,01 Р [38]. В опытах использовали флюс-добавку ФД-УФС, примешиваемую к флюсу (шлаку производства силикомарганца) в соотношении 2, 4, 6, 8 % соответственно. Определено, что введение добавки ФД-УФС снижает уровень загрязненности неметаллическими включениями, уменьшая их размер
и количество. В исследуемых интервалах на снижение уровня загрязненности неметаллическими
включениями эффективнее влияет использование добавки в количестве 8%. Изучение значений механических свойств показало, что уровень свойств повышается с увеличением количества добавки ФД-УФС (рис. 6). Проведенные исследования легли в основу патентов РФ [39, 40].
Количество углеродфторсодержащей добавки, %
АН-348 —■— АН-60 — -А — АН-67
Рис. 5. Изменение водорода в зависимости от количества углеродфторсодержащей добавки
Рис. 6. Влияние содержания добавки ФД-УФС во флюсе на ударную вязкость (КСУ при -20 °С)
Заключение
1. Разработаны технологии использования новых углеродсодержащих добавок для сварочных флюсов, позволяющих при их применении значительно снизить уровень загрязненности стали оксидными неметаллическими включениями, уменьшить газонасыщенность сварного шва, повысить спектр требуемых механических свойств. Технологии
внедрены в производство и используются для сварки нефтеналивных резервуаров, эксплуатируемых в условиях отрицательных температур. Организовано производство защищенной патентом РФ флюс-добавки марки ФД-УФС.
2. Показана принципиальная возможность использования ковшевого шлака
электросталеплавильного производства и шлака
производства силикомарганца для изготовления сварочных флюсов. При этом введение в состав изготовленных на основе данных шлаков сварочных углеродфторсодержащей добавки ФД-УФС позволяет снизить уровень загрязненности неметаллическими включениями и повысить механические свойства сварного шва.
Список литературы
1. Manufacture of vertical bulc -oil storage tanks for northern climates using special welding materials/ Kryukov N.E., Koval'skii I.N., Kozyrev N.A., Igushev V.F., Kryukov R.E.// Steel in Translation. -2012. Tol. 42. № 2. P. 118-120.
2. Пат. 2467853 РФ, МПК 8 B23 К35/362. Керамический флюс-добавка/ Крюков Н.Е., Ковальский И.Н., Козырев Н.А., Игушев В.Ф., Крюков Р.Е.; ОАО «Новокузнецкий завод резервуарных металлоконструкций» им. Н.Е. Крюкова. № 201112341602/02(034654). Заявл. 08.06.2011.
3. Изготовление нефтяных резервуаров, работающих в условиях Севера /Крюков Н.Е., Ковальский И.Н., Козырев Н.А., Игушев В.Ф., Крюков Р.Е. // Электрометаллургия. 2011. № 10. С. 28- 31.
4. Изготовление нефтеналивных вертикальных резервуаров в северном исполнении с применением специальных сварочных материалов / Крюков Н.Е., Ковальский И.Н., Козырев Н.А., Игушев В.Ф., Крюков Р.Е. // Изв. вузов. Чер. металлургия. 2012. № 2. С. 49 - 52.
5. Дуговая сварка нефтеналивных вертикальных резервуаров, эксплуатируемых в условиях низких температур / Крюков Н.Е., Ковальский И.Н., Козырев Н.А., Игушев В.Ф., Крюков Р.Е.//Сварочное производство. 2012. № 5. С. 35-38.
6. Пат. 2465108 РФ, МПК 8 B23 К9/18, B23 К35/362. Способ сварки под флюсом/ Крюков Н.Е., Ковальский И.Н., Козырев Н.А., Игушев В.Ф., Крюков Р.Е.; ОАО «Новокузнецкий завод резервуарных металлоконструкций» им. Н.Е. Крюкова. № 2011123342/02(034573). Заявл. 08.06.2011.
7. Окислительно-восстановительные процессы при сварке под углеродсодержащим флюсом / Крюков Р.Е., Бендре Ю.В., Козырев Н.А., Осетковский И.В., Горюшкин В.Ф.// Изв. вузов. Черная металлургия. 2014. №10. С. 25-28.
8. Схема удаления водорода при сварке под фторсодержащими флюсами/ Р.Е. Крюков, Ю.В. Бендре., Г.В. Галевский, Н. А. Козырев, В.Ф. Горюшкин // Актуальные проблемы в машиностроении. 2015. № 2. С. 177-180.
9. Термодинамические аспекты удаления водорода при сварке под
углеродфторсодержащими флюсами / Крюков Р.Е., Бендре Ю.В., Галевский Г.В., Козырев Н.А., Горюшкин В.Ф. //Изв. вузов. Черная металлургия. 2016. Т. 59. № 2. С. 99-104.
10. Влияние углеродфторсодержащих добавок для сварочных флюсов на свойства сварных швов/ Козырев Н.А., Игушев В.Ф., Старовацкая С.Н., Крюков Р.Е., Голдун З.В.// Изв. вузов. Черная металлургия. 2012. № 6. С. 26 - 29.
11. Использование углеродсодержащих добавок для сварочных флюсов / Козырев Н.А., Игушев В.Ф., Голдун З.В., Крюков Р.Е., В.М. Шурупов// Изв. вузов. Черная металлургия. 2012. № 10. С. 35 - 38.
12. Влияние углерод- и фторсодержащих добавок в составе флюсов на содержание неметаллических включений и свойства сварных швов / Козырев Н. А., Игушев В. Ф., Крюков Р. Е., Голдун З. В., Ковальский И. Н.// Сварочное производство. 2012. № 12. С. 3-6.
13. Влияние флюса АН-60 с углеродфторсодержащей добавкой на качество сварных швов стали 09Г2С / Козырев Н.А., Игушев В.Ф., Крюков Р.Е., С.Н. Старовацкая, А.В. Роор // Изв. вузов. Черная металлургия. 2013. № 4. С. 30-33.
14. Разработка добавок для сварочных флюсов при сварке низколегированных сталей / Козырев Н. А., Игушев В. Ф., Крюков Р. Е., Роор А. В., Ковальский И. Н. // Сварочное производство. 2013. № 5. С. 9 - 12.
15. Исследование влияния введения углеродфторсодержащей добавки во флюс АН-67 на свойства металла сварных швов стали 09Г2С/ Козырев Н.А., Игушев В.Ф., Крюков Р.Е., Роор А.В. // Изв. вузов. Черная металлургия. 2013. № 8. С. 33-36.
16. Исследование влияния углеродфторсодержащей добавки во флюс FLUX 10.71 на свойства металла сварных швов стали 10 ХСНД / Козырев Н.А., Крюков Р.Е., Роор А.В., Старовацкая С.Н., Игушев В.Ф. // Изв. вузов. Черная металлургия. 2014. №2. С. 44-47.
17. Влияние керамической углеродфторсодержащей добавки в составе алюминатного флюса на качество сварного соединения/ Козырев Н.А., Крюков Р.Е., Роор А.В., Старовацкая С.Н., Игушев В.Ф. // Вестник горно-металлургической секции Российской академии естественных наук. Отделение металлургии: Сб. научн. тр. Вып.32. Новокузнецк: Изд-во СибГИУ, 2014. С. 48-53.
18. Effect of carbon- and fluorine-containing additions in the composition of fluxes on the content of nonmetallic inclusions and properties of welded joints / N.A. Kozyrev, V.F. Igushev, R. Ev. Krukov, Z.V. Goldun, I.N. Kovalsky // Welding International . 2013. Vol. 27. № 12. Р. 963 - 965.
19. New carbon-fluorine containing additive for the welding fluxes/ N.A. Kozyrev, R. E. Krukov,
D.E. Kolmogorov// Mechanics and materials. Vol.682(2014). P. 495-498.
20. New carbon-fluorine additives for welding fluxes/ N.A. Kozyrev, N.E. Krukov, R. Ev. Krukov, A.V. Roor, L.P. Bashchenko, U.I. Lipatova/ Steel in Translation. 2015. Vol. 45. № 4. P. 251-253.
21. Some aspects of oxidation-reduction under carbon-bearing flux welding/ R.E. Kryukov, N.A. Kozyrev, G.V. Galevsky, Y.V. Bendre, V.F. Goryushkin, D.V. Valuev //IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Volume 91(2015)012016: VI International Scientific Practical Conference on Innovative Technologies and Economics in Engineering 21-23 May 2015, Yurga, Russia. doi:10.1088/1757-899X/91/1/01/012016.
22. Possibilities of Application of Carbon-Fluorine Containing Additions in Submerged-Arc Welding/ N.A. Kozyrev , N.E. Kryukov, R.E. Kryu-kov, V.F. Igushev, I.I. Kovalskii// IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Volume 91(2015)012018: VI International Scientific Practical Conference on Innovative Technologies and Economics in Engineering 21-23 May 2015, Yurga, Russia | doi:10.1088/1757-899X/91/1/01/012018.
23. The carbon-fluorine additives for welding fluxes /R.E. Kryukov, О.А. Kozyreva, N.A. Kozyrev // Mechanics, Materials Science and Engineering. 2016. Vol.2. №2. P.5-14. ISSN 2412-5954. DOI: 10.13140/ RG.2.1.1002.3443
24. Technological aspects of using a carbon-fluorine-containing addition in submerged-arc welding /N. A. Kozyrev, R. E. Kryukov, N. E. Kryukov, I. N. Kovalskiy, V. F. Igushev / Welding International -2016. Vol.30. Issue 4. P. 325-328. D0I:10.1080/01431161.2015.1058009
25. Углеродсодержащие флюс-добавки для сварочных флюсов / Козырев Н. А., Крюков Р. Е., Крюков Н. Е., Ковальский И. Н., Бендре Ю.В.// Сварочное производство. 2016. № 5. С. 9-14.
26. Окислительно-восстановительные процессы при сварке под углеродсодержащим флюсом / Крюков Р.Е., Бендре Ю.В., Козырев Н.А., Осетковский И.В., Горюшкин В.Ф.// Изв. вузов. Черная металлургия. 2014. №10. С. 25-28.
27. Технологические аспекты использования углеродфторсодержащей добавки при сварке под флюсом /Козырев Н. А., Крюков Н.
E., Крюков Р. Е., Игушев В. Ф., Ковальский И. Н.//Сварочное производство. 2015. № 4. С. 43-47.
28. Пат. 2484936 РФ, МПК 8 B23 К35/362. Керамический флюс-добавка/ Козырев Н.А., Игушев В.Ф., Крюков Р.Е., Голдун З.В.; ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет. №2012104939/02(007484). Заявл. 13.02.2012.
29. Пат. 2564801 РФ, МПК8 B23 К35/36. Флюс-добавка/ Козырев Н.А., Крюков Р.Е.; ОАО «Новокузнецкий завод резервуарных металлоконструкций» им. Н.Е. Крюкова.- № 2013144914/02(069340). Заявл. 07.10.2013.
30. Использование ковшевого сталеплавильного шлака при изготовлении сварочного керамического флюса/ Якушевич Н.Ф., Козырев Н.А., Проводова А.А., Крюков Р.Е., Липатова У.И.// Вестник Сибирского государственного индустриального университета.
2015. № 3 (13). С. 3-5.
31. Изготовление сварочных флюсов с использованием отвальных шлаков производства силикомарганца / Козырев Н.А., Крюков Р.Е., Козырева О.Е., Липатова У.И.// Обработка материалов: современные проблемы и пути решения: сборник трудов всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов/ Юргинский технологический институт. Томск: Изд-во Томск. политехн. ун-та, 2015. С. 90-95.
32. Пат. 2566235 РФ, МПК8 B23 К35/362. Флюс для сварки и наплавки / Козырев Н.А., Галевский Г.В., Крюков Р.Е., Козырева О.А., Шурупов В.М., Титов Д.А.; ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет». № 2014122213/02(036019). Заявл. 30.05.2014.
33. Пат. 2566236 РФ, МПК8 B23 К35/362. Флюс для сварки и наплавки / Козырев Н.А., Галевский Г.В., Крюков Р.Е., Козырева О.А., Махин Д.И., Осетковский И.В., Шурупов В.М.; ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет». № 2014122214/02(036020). Заявл. 30.05.2014.
34. Kozyrev N.A., Kryukov R.E., Kozyreva O.E., Lipatova U.I., Filonov A.V. Production of Welding Fluxes Using Waste Slag Formed in Silico-manganese Smelting // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2016. Vol. 125. P. 1 -6: All-Russia Scientific and Practical Conference on Materials Treatment: Current Problems and Solutions 26 - 28 November 2015, Yurga, Russia.
35. Kozyrev N.A., Kryukov R.E., Lipatova U.I., Kozyreva O.E. On the use of slag from silico-manganese production for welding flux manufacturing // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2016. Vol. 150. P. 1 - 9.
36. Разработка сварочных флюсов на основе шлака производства силикомарганца / Козырев Н.А., Крюков Р.Е., Кибко Н.В., Липатова У. И., Козырева О.Е. // Вестник горнометаллургической секции Российской академии естественных наук. Отделение металлургии: Сб. научн. тр. Вып.36. Новокузнецк: Изд-во СибГИУ,
2016. С. 94-100.
37. Influence of the Introduction of Carbon-Fluorine Additive to the Slag of the Production of Sil-icomanganese on the Weld Joint Quality / N A Kozyrev, R E Kryukov, O E Kozyreva, Е А Zernin, D S Kartsev//IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Volume 142(2016) - pages 1-6: VII International Scientific Practical Conference "Innovative Technologies in Engineering", 19-21 May 2016, Yurga, Russian Federation. doi:10.1088/1757-899X/142/1/012014.
38. Разработка новых сварочных флюсов и флюс-добавок для сварки и наплавки стали с использованием отходов металлургического производства. Сообщение 2. Сварочные флюсы на основе шлака силикомарганца/ Н. А. Козырев, Р.Е. Крюков, Н.Е. Крюков, И.Н. Ковальский, О.Е. Козырева // Черная металлургия. Бюллетень
Сведения об авторах
научно-технической и экономической
информации. 2017. Вып. 5 (1409). С. 85-89.
39. Пат. 2576717 РФ, МПК8 B23 К35/362. Флюс для сварки / Крюков Н.Е., Крюков Е.Н., Козырев Н.А., Крюков Р.Е., Козырева О.А.; ОАО «Новокузнецкий завод резервуарных металлоконструкций» им. Н.Е. Крюкова. № 2014122996/02(037469). Заявл. 05.06.2014, опубл. 10.03.2016. Бюл. № 7.
40. Пат. 2579412 РФ, МПК8 B23 К35/362. Флюс для сварки / Крюков Н.Е., Крюков Е.Н., Козырев Н.А., Крюков Р.Е., Козырева О.А.; ОАО «Новокузнецкий завод резервуарных металлоконструкций» им. Н.Е. Крюкова. № 2014123002/02(037475). Заявл. 05.06.2014; опубл. 10.04.2016. Бюл. № 10.
Козырев Николай Анатольевич - д-р техн. наук, проф., Сибирский государственный индустриальный университет, г. Новокузнецк, Россия. E-mail: kozyrev_na@mtsp.sibsiu.ru.
Крюков Роман Евгеньевич - канд. техн. наук, Сибирский государственный индустриальный университет, г. Новокузнецк, Россия. E-mail: rek_nzrmk@mail.ru.
Крюков Николай Егорович - генеральный директор, АО «Новокузнецкий завод резервуарных металлоконструкций», г. Новокузнецк, Россия.
Усольцев Александр Александрович - канд. техн. наук, доц., Сибирский государственный индустриальный университет, г. Новокузнецк, Россия. E-mail: a.us@rambler.ru.
Михно Алексей Романович - магистрант, Сибирский государственный индустриальный университет, г. Новокузнецк, Россия.
INFORMATION ABOUT THE PAPER IN ENGLISH
Kozyrev Nikolay Anatolevich. - D. Sc. (Eng.), Professor Siberian State Industrial University, Novokuznetsk, Russian Federation. E-mail: kozyrev_na@mtsp.sibsiu.ru.
Kryukov Roman Evgenyevich. - Ph.D. (Eng.) Siberian state industrial University, Novokuznetsk, Russian Federation.
Kryukov Nikolay Egorovich. - General Director JSC "Novokuznetsk plant tank metal", Novokuznetsk, Russian Federation.
Usoltsev Aleksandr Aleksandrovich. - Ph.D. (Eng.). Assistant Professor
Siberian State Industrial University, Novokuznetsk, Russian Federation. E-mail: a.us@rambler.ru.
Mikhno Aleksey Romanovich - Graduate student Siberian State Industrial University, Novokuznetsk, Russian Federation.
DEVELOPMENT OF NEW WELDING GUMBOILS WITH THE USE CARBONFLUORINE OF ADDITIONS
Abstract. Problem statement (relevance): The article describes modern welding fluxes for welding of low-alloy steel and protection of weld gases, formulated the actual problems of traditional methods of submerged arc welding and ways ofprotection of the weld to ensure quality indicators weldments. Goal: development of new welding fluxes on the basis of technogenic waste of metallurgical production to ensure the quality characteristics of the welded joints. Methods Applied: We applied a thermodynamic analysis of redox reactions of oxides (FeO), (MnO), (SiO2), (Al2O3) with reductants [Mn], [Si], [Al], STW, SOG, СО2г., for definition of KIS-lorada in the weld was used as the reductive melting on the gas analyzer TC-600, metallo-graphic investigations were carried out on the micro-sections without etching using optical microscope OLYMPUS GX-51 at the magnification of 100. Originality: The conceptual possibility of the use of cov-sewage slag of electric steel production and slag to the production of silico-manganese for making welding fluxes. In this introduction to composition is based on the data of slags welding overadvertised additive FD-UFS allows to reduce the level of contamination of non-metallic inclusions and to improve the mechanical properties of the weld. Practical relevance: The developed technology the use of new carbon-containing additives for welding fluxes, allowing for their application to significantly reduce the level of contamination of steel non-metallic oxide inclusions, to reduce the saturation of the weld, to increase the spectrum required mechanical properties.
Keywords: Welding, flux, metal, slag, flux additive, mechanical properties, macrostructure, microstructure.
Ссылка на статью:
Разработка новых сварочных флюсов с использованием углерод-фторсодержащих добавок / Козырев Н.А., Крюков Р.Е., Крюков Н.Е., Усольцев А.А., Михно А.Р.// Теория и технология металлургического производства. 2018. №3(26). С. 17-25.
Kozyrev N. A. Kryukov R. E. , Kryukov N. E. , Usoltsev A. A. , Mikhno A. R. Development of new welding flux with carbonfluorine additions useage. Teoria i tecnologia metallurgiceskogo proizvodstva. [The theory and process engineering of metallurgical production]. 2018, vol. 26, no. 3, pp.17-25.
