к.т.н., доцент кафедры «Машины и технологии обработки давлением и машиностроения»
Cand. Sci. (Eng), Assist. Professor of the Chair “Machinery and Metal Forming Technology and Mechanical Engineering”
к.т.н., доцент кафедры «Машины и технологии обработки давлением и машиностроения»
Cand. Sci. (Eng), Assist. Professor of the Chair “Machinery and Metal Forming Technology and Mechanical Engineering”
д.т.н., профессор, зав. кафедрой «Машины и технологии обработки давлением и машиностроения»
Dr Sci. (Eng), Professor, Head of the Chair “Machinery and Metal Forming Technology and Mechanical Engineering”
д.т.н., профессор кафедры «Машины и технологии обработки давлением и машиностроения»
Dr Sci. (Eng), Professor of the Chair “Machinery and Metal Forming Technology and Mechanical Engineering”
к.т.н., доцент кафедры «Сварочное производство, метрология и технология материалов»
Cand. Sci. (Eng), Assist. Professor of the Chair “Welding Production, Metrology and Materials Technologies”
Приведены данные по исследованию вязкости расплавов сварочных шлаков и электродных покрытий по известной методике с помощью вращающегося электровискозиметра, работающего по принципу вращающихся коаксиальных цилиндров. Внешним неподвижным цилиндром служил молибденовый тигель с внутренним диам. 20 и высотой 70 мм, заполняемый исследуемым материалом. Внутренним вращающимся цилиндром служила молибденовая головка диаметром и высотой по 10 мм, насаженная на вращаемый молибденовый шпиндель диам. 4 мм. Для изучения вязкости расплавов использовали покрытия электродов, предварительно прокаленные при 1000 °С в течение 30 – 45 мин с целью исключения вспенивания в процессе плавления, и шлаки, полученные в процессе сварки электродами на рекомендуемых режимах. В результате проведенных исследований сварочных электродов с различными видами покрытий определена вязкость жидких сварочных шлаков (ηш ) и расплавов покрытий электродов (ηп ). Анализ результатов исследований проводили на политермах вязкости расплавов покрытий и шлаков, построенных по экспериментальным данным. Температуру начала и интенсивной кристаллизации, расчет энергии активации вязкого течения выполняли по зависимости логарифма вязкости от обратной температуры расплава. Выявлено, что с точки зрения влияния на перенос электродного металла и формирование шва в процессе сварки наиболее интересны физические свойства расплавов покрытий и шлаков при температурах начала кристаллизации и выше. Минералогический состав и температурные зависимости вязкости расплавленных сварочных шлаков основного вида играют главную роль в обеспечении сварки сверху вниз со сквозным проплавлением корня шва. Электроды с основным видом покрытия для сварки сверху вниз характеризуются сварочными шлаками, имеющими наибольшую истинную вязкость при температуре начала кристаллизации в гомогенной области и высокую энергию активации вязкого течения расплавов. Технологические возможности электродов при сварке определяются «потенциалом технологичности», выражаемым разницей физических свойств расплавов «первичных» и «вторичных» шлаков одних и тех же электродов. Чем выше «потенциал технологичности» по величине и шире номенклатура параметров, его определяющих, тем легче осуществить сварку сверху вниз. При разработке новых основных электродов для сварки сверху вниз принципиально возможен ряд вариантов повышения «потенциала технологичности» путем достижения необходимого минералогического состава сварочных шлаков. С этой целью необходимо снижение содержания фтора, повышение содержания оксидов MnО, FeO и Fe2O3 , частичная замена SiO2 на TiO2 и K2O на Na2O, целесообразно определенное замещение CaO на оксиды FeO и MnO.
The article provides data on investigation of viscosity of welding melts of slags and electrode coatings using common technique of rotating electric viscometer operating on the principle of rotating coaxial cylinders. Molybdenum crucible with internal diameter of 20 mm and height of 70 mm, filled with test material had served as an external stationary cylinder. An internal rotating cylinder was molybdenum head 10 mm in diameter and 10 mm in height, mounted on a rotating molybdenum spindle with diameter of 4mm.To study viscosity of melts were used: electrode coatings tempered in advance at 1000 °C for 30 – 45 minutes in order to avoid foaming during melting process, and slags obtained through welding by electrodes at recommended modes. As a result of the investigations of welding electrodes with various types of coatings, viscosity of liquid welding slags (ηs) and electrodes coatings melts (ηc ) were determined. Analysis of the results was carried out on viscosity polytherms of melts of coatings and slags based on experimental data. Calculations of the temperatures of the start and intensive crystallization, of activation energy of viscous flow were performed based on dependence of viscosity logarithm on melt reciprocal temperature. It was revealed that in regard to influence on electrode metal transfer and weld seam formation during welding, the most interesting are physical properties of coatings and slags melts at temperatures of crystallization start and higher. Mineralogical composition and temperature dependences of viscosity of molten welding slags of the basic type play a major role in providing welding from downward with through penetration of the seam root. Basically coated electrodes for downward welding can be characterized by crystallization start in homogeneous area and high activation energy of melts viscous flow. Technological capabilities of electrodes in welding were determined by “manufacturability potential”, understood as difference in physical properties of melts of “primary” and “secondary” slags of the same electrodes. The higher the “manufacturability potential” is in terms of size and the wider range of determining parameters, the easier is downwards welding. In developing new basic electrodes for downward welding, a number of options for increasing “manufacturability potential” are possible through achieving necessary mineralogical composition of welding slags. For that reduction of fluorine content, increase of content of MnO, FeO and Fe2O3 oxide, partially replacement of SiO2 with TiO2 and K2O with Na2O are necessary, definite substitution of CaO for FeO and MnO oxides is appropriate.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.