Интенсификация дуговых и электрошлаковых процессов сварки путем введения экзотермической смеси

Abstract

Доказано, что введение в покрытие электродов экзотермической смеси до 53,4 % приводит к увеличению коэффициентов: расплавления стержня, наплавки, скорости плавления электродов и расплавления покрытия электродов. Повышение толщины покрытия электродов, содержащих 44,4 % экзотермической смеси, от 0,5 до 2,6 мм приводит к увеличению количества экзотермической смеси и коэффициента наплавки, к снижению значения коэффициента расплавления стержня, увеличению массовой скорости плавления покрытия. Доказано, что эффективным способом повышения производительности электрошлаковых процессов является использование экзотермического флюса: окалины, ферросплавов, алюминиевого порошка и стандартного флюса (АН Ф-6 и др.) в количествах, достаточных для протекания экзотермических реакций, что обеспечивает выделение дополнительного тепла в стартовый период электрошлаковых процессов и способствует ускоренному наведению шлаковой ванны необходимого объема на «твердом» старте как по монофилярной, так и бифилярной схемам ведения процесса взамен «жидкого» старта. Электрошлаковые процессы с использованием экзотермического легированного флюса на «твердом» старте позволяют получать (по сравнению с существующими способами наведения шлаковой ванны) увеличение выхода годного металла на 2…10 %; экономию на расплавлении 1 кг стандартного флюса 1,2…1,4 кВтċч; сокращение времени стартового периода процесса ЭШП до 25 %. Установлено, что введение в экзотермические флюсы алюминия в качестве раскислителя увеличивает содержание в шлаковой ванне оксида алюминия (Al₂O₃), ее сопротивление и повышает производительность электрошлакового процесса.

Доведено, що введення в покриття електродів екзотермічної суміші до 53,4 % призводить до збільшення коефіцієнтів: розплавлення стержня, наплавлення, швидкості плавлення електродів та розплавлення покриття електродів. Підвищення товщини покриття електродів, що містять 44,4 % екзотермічної суміші, від 0,5 до 2,6 мм призводить до збільшення кількості екзотермічної суміші та коефіцієнта наплавлення, до зниження значення коефіцієнта розплавлення стержня, збільшення масової швидкості плавлення покриття. Доведено, що ефективним способом підвищення продуктивності електрошлакових процесів є використання екзотермічного флюсу: окалини, феросплавів, алюмінієвого порошку і стандартного флюсу (АН Ф-6 та ін.) в кількостях, достатніх для протікання екзотермічних реакцій, що забезпечує виділення додаткового тепла в стартовий період електрошлакових процесів і сприяє прискореному наведенню шлакової ванни необхідного обсягу на «твердому» стартіяк по монофілярній, так і біфілярній схемам ведення процесу замість «рідкого» старту. Електрошлакові процеси з використанням екзотермічного легованого флюсу на «твердому» старті дозволяють отримувати (в порівнянні з існуючими способами наведення шлакової ванни) збільшення виходу придатного металу на 2...10 %; економію на розплавлення 1 кг стандартного флюсу 1,2...1,4 кВтċгод; скорочення часу стартового періоду процесу ЕШП до 25 %. Встановлено, що введення в екзотермічні флюси алюмінію в якості розкислювача збільшує вміст в шлаковій ванні оксиду алюмінію (Al₂O₃), її опір і підвищує продуктивність електрошлакового процесу.

It is proved that introduction of up to 53.4 % of exothermal mixture in electrode coating results in increase of the following coefficients, i.e. core melting, deposition, rate of electrode melting and melting of electrode coating. Increase of thickness of electrode coating, containing 44.4 % of exothermal mixture, from 0.5 to 2.6 mm results in rise of amount of exothermal mixture and deposition coefficient, decrease of value of core melting coefficient, increase of mass rate of coating melting. It is proved that an efficient method for increase of electroslag processes efficiency is application of exothermal flux, namely scale, ferroalloys, aluminum powder and standard flux (ANF-6 etc.) in the amounts sufficient for exothermal reaction passing. This provides for emission of additional heat in a start period of exothermal processes and promotes for accelerated formation of slag pool of necessary volume on «solid» start on monofilar as well as bifilar schemes of process instead of «liquid» start. The electroslag processes using exothermal alloyed flux on «solid» start allow (in comparison with existing methods of slag pool formation) rising metal yield by 2–10 %; 1.2–1.4 kW/h economy of melting of 1 kg of standard flux; 25 % reduction of time of ESR process start period. It is determined that introduction of aluminum as a deoxidizing agent in the exothermal fluxes rises content of aluminum oxide (Al₂O₃) in a weld pool, its resistance, and increases efficiency of electroslag process.