МЕТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ ШВОВ, ПОЛУЧЕННЫХ ПРИ СВАРКЕ ПОД ФЛЮСОМ НА ОСНОВЕ ШЛАКА СИЛИКОМАРГАНЦА

Приведены результаты изучения использования отходов металлургического производства в качестве составляющих сварочных флюсов. Разработаны состав и технология изготовления нового сварочного флюса с применением шлака производства силикомарганца. Представлены результаты использования этого шлака для изготовления сварочных флюсов. В целях исследования качества сварных швов проведен металлографический анализ, определены величина зерна и уровень загрязненности неметаллическими включениями. Металлографические исследования проводили с помощью оптического микроскопа OLYMPUS GX-51 в диапазоне увеличений 100  –  1000  крат. Изучено влияние фракционного состава флюсов на их сварочно-технологические свойства. Подобрана оптимальная фракция, обеспечивающая низкий уровень загрязненности металла сварного шва оксидными неметаллическими включениями, в частности силикатами недеформирующимися и оксидами. Установлено, что использование мелкой фракции сварочного флюса в количестве 30  –  40  % обеспечивает уменьшение степени загрязненности металла шва оксидными неметаллическими включениями. Металлографический анализ металла шва показал, что введение мелкой фракции не оказывает влияния на его структурные составляющие. Металл шва имеет феррито-перлитную структуру, феррит присутствует в виде неравноосных зерен, вытянутых в направлении отвода тепла. Определено, что оптимальное содержание фракции менее 0,45 мм в сварочном флюсе составляет 30 – 40 %. Для повышения технико-экономических показателей предложено смешивать мелкую фракцию с жидким стеклом. Использование керамического флюса, изготовленного из пыли силикомарганцевого шлака фракцией до 0,45 мм, связанного жидким стеклом, обеспечивает снижение уровня загрязненности металла сварного шва неметаллическими включениями. При этом увеличение его количества с 15 до 40 % не оказывает значительного влияния на уровень загрязненности металла сварного шва неметаллическими включениями и на его микроструктуру. Микроструктура металла сварного шва представлена перлитом и ферритом. Установлено, что оптимальным является применение мелкой фракции для изготовления керамического флюса с использованием жидкого стекла в количестве 15 – 20 %. 

1. Puchol R.Q., Blanco J.R., Gonzalez L.P., Hernández G.C. & Gómez Pérez C.R. The influence of the air occluded in the deposition layer of flux during automatic welding: a technological aspect to consider in the quality of the bead // Welding International. 2009. Vol. 23. No. 2. P. 132 – 140.

2. Crespo A.C., Puchol R.Q., Goncalez L.P., Sanchez L.G., Gomez Perez C.R., Cedre E.D., Mendez T.O. & Pozol J.A. Obtaining a submerged arc welding flux of the MnO – SiO2 – CaO – Al2O3 – CaF2 system by fusion // Welding International. 2007. Vol. 21. No. 7. P. 502 – 511.

3. Crespo A.C., Puchol R.Q., González L.P., Gómez Pérez C.R., Cas tellanos G., Díaz Cedré E.& Ortíz T. Study of the relationship between the composition of a fused flux and its structure and properties // Welding International. 2009. Vol. 23. No. 2. P. 120 – 131.

4. Golovko V.V., Potapov N.N. Special features of agglomerated (ceramic) fluxes in welding // Welding International. 2011. Vol. 25. No. 11. P. 889 – 893.

5. Volobuev Yu.S., Volobuev O.S., Parkhomenko A.G., Dobrozhe-la E.I., Klimenchuk O.S. Using a new general-purpose ceramic flux SFM-101 in welding of beams // Welding International. 2012. Vol. 26. No. 8. P. 649 – 653.

6. Volobuev Yu.S., Surkov A.V., Volobuev O.S., Kipiani P.N., Shes-tov D.V., Pavlov N.V., Savchenko A.I. The development and properties of a new ceramic flux used for reconditioning rolling stock components // Welding International. 2010. Vol. 24. No. 4. P. 298 – 300.

7. Potapov N.N., Kurlanov S.A. A criterion for evaluating the activity of fused welding fluxes // Welding International. 1987. Vol. 1. No. 10. P. 951 – 954.

8. Babushkin P.L., Persits V.Yu. Determination of hydrogen in the form of moisture in basic electrode coatings and fluxing materials in metallurgical production // Welding International. 1991. Vol. 5. No. 9. P. 741 – 742.

9. Pavlov I.V., Oleinichenko K.A. Regulating generation of CO by varying the composition of ceramic fluxes // Welding International. 1995. Vol. 9. No. 4. P. 329 – 332.

10. Chigarev V.V., Kosenko A.A. Regulating the silicon reduction process in welding under ceramic fluxeswith an active deoxidising agent // Welding International. 1994. Vol. 8. No. 10. P. 808 – 809.

11. Kurlanov S.A., Potapov N.N,. Natapov O.B. Relationship of physical and welding technological properties of fluxesfor welding low alloy steels // Welding International. 1993. Vol. 7. No. 1. P. 65 – 68.

12. Bublik O.V., Chamov S.V. Advantages and shortcomings of ceramic (agglomerated) fluxes in comparison with fused fluxes used for the same applications // Welding International. 2010. Vol. 24. No. 9. P. 730 – 733.

13. Gur’ev S.V., Pletnev Yu.M., Murav’ev I.I. Investigation of the pro per ties of welded joints produced by welding in a gas mixture and under a flux // Welding International. 2012. Vol. 26. No. 8. P. 646 – 648.

14. Parshin S.G. Using ultrafine particles of activating fluxes for increasing the productivity of MIG/MAG welding of steels // Welding International. 2012. Vol. 26. No. 10. P. 800 – 804.

15. Cruz-Crespo A., Quintana-Puchol R., Perdomo González L., Gómez-Pérez C.R., García-Sánchez L.L., Ejiménez-Vielsa G., Cores-Sánchez A. Carbothermic reduction of pirolusite to obtain carbon-bearing ferromanganese and slag suited to the development of wel ding materials // Welding International. 2005. Vol. 19. No. 7. P. 544 – 551.

16. Barmin L.N. et al. Effect of the composition of flux and welding wire on the properties of deposited metal of 05N4MYu type // Welding International. 1989. Vol. 3. No. 2. P. 109 – 111.

17. Kazakov Yu.V., Koryagin K.B., Potekhin V.P. Effect of activating fluxes on penetration in welding steels thicker than 8 mm // Welding International. 1991. Vol. 5. No. 3. P. 202 – 205.

18. Potapov N.N., Feklistov S.I., Volobuev Yu.S., Potekhin V.P. A method of selecting fused fluxes in welding pearlitic–ferritic steels // Welding International. 2009. Vol. 23. No. 10. P. 800 – 803.

19. Kozyrev N.A., Kryukov R.E., Kozyreva O.E., Lipatova U.I., Fi lo-nov A.V. Production of Welding Fluxes Using Waste Slag Formed in Silicomanganese Smelting // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2016. Vol. 125. P. 1 – 6.

20. Kozyrev N.A., Kryukov R.E., Lipatova U.I., Kozyreva O.E. On the use of slag from silicomanganese production for welding flux manufacturing // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2016. Vol. 150. P. 1 – 9.

21. Пат. 2576717 РФ, МПК8 B23 К35/362 Флюс для сварки / Крюков Н.Е., Крюков Е.Н., Козырев Н.А., Крюков Р.Е., Козыре-ва О.А.; ОАО «Новокузнецкий завод резервуарных металло-конструкций» им. Н.Е. Крюкова. Заявл. 05.06.2014, опубл. 10.03.2016. Бюл. № 7.

22. Пат. 2579412 РФ. Флюс для механизированной сварки и на-плавки сталей / Крю ков Н.Е., Крюков Е.Н., Козырев Н.А., Крю-ков Р.Е., Козырева О.А.; ОАО «Новокузнецкий завод резервуарных металлоконструкций» им. Н.Е. Крюкова. Заявл. 05.06.2014, опубл. 10.04.2016. Бюл. № 10.