Содержание
Сущность способа сварки порошковой проволокой
Сущность способа сварки порошковой проволокой
Порошковая проволока представляет собой непрерывный электрод трубчатой или другой, более сложной конструкции с порошкообразным наполнителем — сердечником. Сердечник состоит из смеси минералов, руд, ферросплавов металлических порошков, химикатов и других материалов. Назначение различных составляющих сердечника подобно назначению электродных покрытий — защита расплавленного металла от вредного влияния воздуха, раскисление, легирование металла, связывание азота в стойкие нитриды, стабилизация дугового разряда и др. Составляющие сердечника должны, кроме того, удовлетворять общепринятым требованиям, предъявляемым ко всем сварочным материалам: обеспечивать хорошее формирование швов, легкую отделимость шлаковой корки, провар основного металла, минимальное разбрызгивание металла, отсутствие пор, трещин, шлаковых включений и других дефектов, определенные механические свойства швов и сварных соединений и т.
д.
Порошковые проволоки используются для сварки без дополнительной защиты зоны сварки, а также для сварки в защитных газах, под флюсом, электрошлаковой. Проволоки, используемые для сварки без дополнительной защиты, называются самозащитными. Входящие в состав сердечника таких проволок материалы при нагреве и расплавлении в дуге создают необходимую шлаковую и газовую защиту расплавленного металла. В настоящее время наибольшее распространение получили порошковые проволоки для сварки в углекислом газе и самозащитные порошковые проволоки.
В зависимости от диаметра и состава порошковой проволоки сварка может осуществляться во всех трех пространственных положениях.
Схема процесса сварки самозащитной порошковой проволокой со свободным формированием шва приведена на рис. 1.
Рис. 1. Схема процесса сварки самозащитной порошковой проволокой.
Электрическая дуга возбуждается между оболочкой 1 порошковой проволоки и основным металлом 10 .
За счет тепла, выделяемого в дуге, плавятся оболочка и сердечник 2 проволоки. Расплавившийся металл оболочки и сердечника образует на торце проволоки капли 3, которые растут и переносятся в сварочную ванну 5. При расплавлении минералов, руд и химикатов, входящих в состав сердечника, образуется шлак 6, покрывающий тонким слоем капли и сварочную ванну. Дуга 4 горит между каплей или оболочкой и сварочной ванной. При разложении карбонатов и органических материалов сердечника выделяются газы 9, которые защищают расплавленный металл от воздуха. Проволока по мере оплавления автоматически подается в зону сварки. При удалении дуги жидкий металл сварочной ванны кристаллизуется, образуя сварной шов 7, покрытый слоем затвердевшего шлака 8.
Схема процесса сварки порошковой проволокой в защитном газе приведена на рис.
2.
Рис. 2. Схема процесса сварки порошковой проволокой в углекислом газе: 1 — проволока; 2 — токоподвод; 3 — сопло; 4 — углекислый газ.
Порошковая проволока может использоваться также для сварки с принудительным формированием (рис. 3).
Рис. 3. Схема электродугового процесса сварки с принудительным формирование порошковой проволокой: а — в углекислом газе; б- открытой дугой. 1 — порошковая проволока; 2 — свариваемый металл; 3- шлак; 4 — ползун 5 — сварочная ванна, 6 — шов.
Классификация сварочных порошковых проволок
Порошковые проволоки могут быть классифицированы по назначению, способу защиты металла от влияния воздуха, типу сердечника, механическим свойствам металла шва.
Назначение проволоки определяется классом свариваемого металла. Порошковые проволоки применяются для сварки малоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей, легированных сталей, чугуна, цветных металлов и сплавов.
Наиболее широкое распространение получили проволоки для сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей. Рассмотрению свойств этих проволок и особенностей сварки посвящена, в основном, настоящая монография.
По способу защиты порошковые проволоки делятся на два вида: 1) самозащитные; 2) для сварки с дополнительной защитой газом или флюсом.
В зависимости от состава сердечника проволоки, применяющиеся в нашей стране, можно разделить на пять типов — рутил-органические, рутиловые, карбонатно-флюоритные, рутил-флюоритные, флюоритные.
Сердечник проволоки рутил-органического типа состоит в основном из рутилового концентрата и алюмосиликатов (полевой шпат, слюда, гранит и др.). В качестве раскислителей используется ферромарганец, а газообразующими материалами служат крахмал или целлюлоза. Проволоки с сердечником рутил-органического типа используются как самозащитные.
В состав сердечника проволок рутилового типа входят в основном рутиловый концентрат, алюмосиликаты и руды.
Раскислителями служат ферромарганец, ферросилиций, ферротитан, ферроалюминий. Проволоки с сердечником рутилового типа используются с дополнительной защитой углекислым газом.
В сердечник проволоки карбонатно-флюоритного типа вводят в качестве газообразующих материалов карбонаты кальция, магния, натрия. В качестве шлакообразующих материалов используют рутиловый концентрат, алюмосиликаты, окислы щелочноземельных металлов, флюоритовый концентрат. Раскисляют металл ферромарганцем, ферросилицием. Для дополнительного раскисления металла и связывания азота в нитриды в сердечник проволок этого типа иногда вводят титан и алюминий. Проволоки с сердечником карбонатно-флюоритного типа чаще всего используют как самозащитные, но применяют и в сочетании с дополнительной защитой углекислым газом.
В состав сердечника проволок рутил-флюоритного типа входят в основном рутиловый и флюоритовый концентраты, в качестве шлакообразующих иногда вводят окислы щелочноземельных металлов, алюмосиликаты. Раскислителями служат ферромарганец и ферросилиций.
Проволоки с сердечником этого типа применяются, как правило, с дополнительной защитой углекислым газом.
Сердечник проволок флюоритного типа в основном состоит из флюоритового концентрата, в небольших количествах вводят окислы щелочноземельных металлов. Для раскисления металла применяют ферромарганец, алюминий, магний. Алюминий также связывает азот металла сварочной ванны в нитриды. Проволоки с сердечником флюоритного типа используются как самозащитные.
В сердечники проволок всех типов с целью увеличения производительности сварки и придания благоприятных сварочно-технологических свойств вводят железный порошок.
Классификация проволок по механическим свойствам наплавленного металла пока еще не утверждена. Обычно по этому признаку свойства швов, выполненных порошковыми проволоками, сравнивают со свойствами шпон, выполненных электродами различных типов, регламентированных ГОСТом 9467—60.
Конструкции порошковых проволок.
Из применяющихся конструкции порошковых проволок (рис.
4) наиболее распространены проволоки трубчатой конструкции (а, б, в ). Введение части оболочки внутрь сердечника (г, д, е, ж, з ) обеспечивает более равномерное плавление его и более эффективную защиту металла от воздуха.
Рис. 4. Конструкции порошковой проволоки
Влияние конструкции проволоки на особенности ее плавления и свойства швов рассматривается ниже.
Коэффициент заполнения.
Количество материала в сердечнике порошковой проволоки принято оценивать коэффициентом: заполнения Кз:
где Gпор— масса порошкового наполнителя; Gпров — общая масса проволоки.
В зависимости от назначения проволоки Кз колеблется в широких пределах (10—40%). От величины Кз в значительной мере зависит эффективность защиты расплавленного металла. Стабильность коэффициента заполнения определяет качество изготовления проволоки.
Характеристики расплавления
Коэффициент расплавления (αр) представляет удельную (отнесенную к одному амперу сварочного тока) производительность процесса расплавления оболочки проволоки и определяется из выражения:
где Iсв — сила тока, τ- время расплавления проволоки.
Коэффициентом наплавки αН характеризуется удельная производительность процесса наплавки;
где GН — масса металла, наплавленного за время τ .
Потери электродного металла (без учета потерь на угар и испарение) учитываются коэффициентом набрызгивания αнб
где αнб — потери электродного металла на разбрызгивание; Gбр — масса брызг; GН — масса наплавленного металла.
Производительность процесса Gпр часто определяют массой металла, наплавленного в единицу времени:
Порошковая проволока для сварки в судостроении
Л.
Н. ОРЛОВ, кан. техн. наук. Л. Л. ГОЛЯКЕВИЧ. В. Н. УПЫРЬ. С. П. ГНЮК. инженеры (ООО «ТМ. ВЕЛТЕК». г. Киев)
Опубликовано в журнале «Автоматическая сварка» 2005 №06
Анализ состояния сварки в мировом судостроении показал устойчивый и динамичный рост применения механизированной и автоматизированной сварки порошковой проволокой. Верфи крупнейших судостроительных компаний Японии, Южной Кореи, Финляндии около 80 % всего объема сварочных работ выполняют газозащитными порошковыми проволоками малого диаметра (1,0… 1,2 мм). Преимуществами применения порошковой проволоки являются высокая производительность работ, товарный внешний вид шва и высокие сварочно-технологические характеристики; упрощение техники сварки в различных пространственных положениях и легкость ее освоения; возможность обеспечения необходимых механических свойств. Эффективность применения порошковых проволок необходимо оценивать не по отдельным этапам, а по повышению общей производительности технологического процесса изготовления металлоконструкций.
В судостроении стран СНГ преобладает ручная сварка покрытыми электродами и механизированная сварка в защитном газе проволокой сплошного сечения. В последние годы наблюдается заметный рост использования импортных порошковых проволок малого диаметра. Последнее связано прежде всего с отсутствием эквивалентного отечественного аналога, а также наличия ряда факторов, затрудняющих применение порошковых проволок отечественного производства. Среди них отсутствие надежного специализированного сварочного оборудования; вероятность появления пористости; проблема подаваемости по шлангам; повышенное выделение сварочного аэрозоля; недостаточные механические свойства сварных швов. В последние годы в судостроении России и Украины сварочные технологии подвергаются пересмотру: наблюдается заметный рост применения газозащитных порошковых проволок взамен покрытых электродов и проволоки сплошного сечения марки Св-08Г2С. Потребность судостроения удовлетворяется путем импорта порошковых проволок ведущих мировых производителей: ESAB (Швеция), «Welding Alloys» (Англия), «Filarc» (Нидерланды), «Kobeko» (Япония), «Hyundai» (Южная Корея) и др.
В то же время производственные мощности отечественных предприятий-производителей порошковых проволок позволяют полностью удовлетворить потребности отечественного судостроения в порошковой проволоке малого диаметра (1,2 мм).
Задачи по созданию порошковой проволоки, не уступающей по техническим характеристикам лучшим зарубежным образцам, и обеспечению отечественного судостроения газозащитными порошковыми проволоками малого диаметра, решены одним из ведущих производителей порошковых проволок в Украине ООО «ТМ. ВЕЛТЕК». В 1994-1996 гг. выполнен комплекс НИР, позволивший разработать и освоить производство газозащитной порошковой проволоки нового поколения марки ППс-ТМВ7 диаметром 1,0… 2,5 мм ТУУ 19369185.008-96. Порошковая проволока ППс-ТМВ7 и ее производство одобрены Российским морским регистром судоходства (РМРС) и Lloyds register.
При разработке композиции проволоки реализованы последние достижения в области металлургии дуговой сварки. Быстрозатвердевающий рутиловый шлак повышенной основности позволяет выполнять сварку во всех пространственных положениях.
Система легирования обеспечивает механические свойства наплавленного металла, соответствующие типу Е7Т1 по стандарту AWS А5.20-95. Особенно эффективно применение ППс-ТМВ7 при сварке
угловых и стыковых швов в вертикальном, горизонтальном и потолочном положениях с защитой СО2 или смесью 82Аг + 18СО2. При этом производительность наплавки достигает 3,5 кг/ч (табл. 1).
Таблица 1. Режимы сварки проволоки
ППс-ТМВ7 при выполнении угловых и стыковых швов (защитный газ СО2 или смесь 82Аг + 18СО2
Использование данной порошковой проволоки высокоэффективно при выполнении корневого прохода стыковых соединений во всех пространственных положениях с применением керамических подкладок. Типичный химический состав наплавленного металла имеет следующее содержание, мас.% 0,05 углерода; 0,35 кремния; 1,45 марганца; 0,015 серы; 0,015 фосфора. Реализация газошлаковой защиты сварочной ванны сводит к минимуму чувствительность к пористости от грунтов.
Комплексное легирование металла шва в сочетании с низким содержанием вредных примесей обеспечивает требуемые прочностные и пластические свойства при высоком уровне ударной вязкости металла шва (табл. 2).
Таблица 2. Механические свойства наплавленного металла при температуре испытаний —20 °С
Усовершенствованная технология изготовления обеспечивает стабильное качество порошковой проволоки. Она легко адаптируется к любым типам полуавтоматов для механизированной сварки в защитном газе, характеризуется легкой подаваемостью по шлангам полуавтоматов. Порошковая проволока ППс-ТМВ7 сертифицирована УкрСЕПРО. Испытания выпускаемой продукции контролируются системой качества ТÜF на ОАО «Днепрометиз». Поставка проволоки осуществляется в мотках в прокаленном состоянии, в стандартных кассетах К200 и К300 в полной готовности к применению. Проволока пакуется в металлические барабаны массой 50…70 кг по ГОСТ 26101-84. По согласованию с потребителем она может паковаться в картонные коробки по одному мотку или кассете с предварительной упаковкой в полиэтиленовый пакет.
ООО «ТМ.ВЕЛТЕК» производит поставку порошковой проволоки на условиях: франко-перевозчик ЕСА или через своих дилеров в Российской Федерации.
Торговля порошковой проволокой на Metalshub.
Порошковая проволока является неотъемлемой частью сталелитейной промышленности, и теперь ее можно продавать на Metalshub. Узнайте, какие типы порошковой проволоки доступны на Metalshub, и получите представление об истории и текущем использовании материалов здесь.
Market Insights
Порошковая проволока, широко используемая в процессе производства стали, стала незаменимой в сталелитейной промышленности. Поддержание высокой скорости производства и контроль точности химических элементов при литье — это лишь некоторые из важных качеств, которыми обладает порошковая проволока.
Элементы порошковой проволоки варьируются от проволоки к проволоке, все зависит от того, для чего именно они нужны пользователю.
Однако одно можно сказать наверняка: порошковая проволока произвела революцию в сталелитейной промышленности и сделала производство стали более эффективным и точным бизнесом.
Изобретение порошковой проволоки
Порошковая проволока появилась на рынке в 1970-х годах. С развитием промышленного оборудования основное внимание уделялось обеспечению качества и чистоты стали. Другими словами, выяснить, как быстро отделить расплавленную сталь от примесей, также известных как шлак.
Здесь ключевое слово — кальций.
Кальций вступает в химическую реакцию со сталью и кислородом, с которым сталь контактирует во время плавки в кислородной и электродуговой печах. В результате этой химической реакции образуются алюминаты кальция. Эти алюминаты способствуют более быстрому образованию шлака и затвердеванию при температуре выплавки стали. Таким образом, становится легче отделить расплавленную сталь от примесей.
Однако добавить кальций в огонь было непросто, и было опробовано много разных способов.
Сталелитейная промышленность искала более эффективный процесс, чтобы обеспечить более высокие и стабильные результаты. По этой причине была изобретена порошковая проволока. Несмотря на то, что порошковая проволока способствовала более эффективному процессу, в то время ее было не так просто использовать. В первые годы порошковая проволока поставлялась на деревянных бобинах. Необходимо было иметь не только машины для литья под давлением, но и сложную технику для размотки, например, поворотные столы.
Порошковая проволока в современной сталелитейной промышленности
Сегодня порошковая проволока больше не поставляется на деревянной катушке. Вместо этого на сталелитейных заводах используются так называемые «переворачивающие змеевики». Переворачивание рулонов обеспечивает бесконечное безотходное потребление всего рулона, поскольку конец используемого рулона относится к началу следующего рулона. Тем не менее, эта установка также требует достаточного пространства на сталелитейных заводах для двух змеевиков, соединенных рядом друг с другом.
Все как в 1970-х годов, сегодняшним производителям стали нужны машины для литья под давлением и другие технологии, чтобы добавить порошковую проволоку в тепло расплавленной стали. Оборудование, обычно необходимое для направления проволоки, представляет собой устройство подачи и направляющую трубу для проволоки, ведущую к ковшу, который направляет проволоку в нагрев. Расстояние между этой трубой и поверхностью ванны должно быть как можно меньше, чтобы обеспечить надлежащее проникновение через шлак. Еще одним важным инструментом является направляющая система от рулона к подающему устройству.
Наиболее распространенная порошковая проволока
Порошковая проволока на основе моносилицида кальция (CaSi) является самой распространенной порошковой проволокой в сталелитейной промышленности. В европейской сталелитейной промышленности наиболее распространен диаметр проволоки 13 мм.
Однако проволока диаметром 9 мм используется по техническим причинам, таким как высокая плотность порошка, например, FeMnN или более низкие нормы добавления чистого кальция.
Вот обзор наиболее часто используемых в настоящее время порошковых проволок:
Обычные порошковые проволоки
Характеристики порошковой проволоки
Порошковая проволока не только содержит различные элементы, но и бывает разных размеров. Итак, для описания всей спецификации мотка порошковой проволоки важно знать следующие параметры:
Тип витков
Тип витков определяется производителем и зависит от номенклатуры производителя (наименования товара). Обычно он содержит содержание порошка и зашифрованную информацию о размерах и диаметрах.
Диаметр проволоки
Диаметр проволоки означает диаметр самой проволоки. В европейской сталелитейной промышленности чаще всего используется диаметр 13 мм, за которым следуют 9 мм. В США используют 16 мм и даже 21 мм.
Толщина стенки
Толщина стенки описывает толщину оболочки, используемой для производства проволоки.
Обычно это 0,4 мм, но может быть и от 0,5 мм до 1 мм.
Coil-Inner-Ø
Это внутренний диаметр готовой бухты, который зависит от внешнего диаметра производственного оборудования, на котором проволока наматывается в процессе производства.
Coil-Outer-Ø
Coil-Outer-Ø — это внешний диаметр готового рулона, который в основном зависит от размера поддона, транспортных средств (грузовик или контейнер), а также от площади металлургических заводов для размещения катушки.
Высота рулона
Высота рулона означает ширину рулона от лицевой стороны до лицевой стороны. Это зависит от ширины намоточного оборудования у производителя порошковой проволоки.
Длина проволоки
Длина проволоки означает общую длину проволоки готовой катушки после производства.
Удельный вес наполнения
Удельный вес наполнения описывает содержание порошка в г/м.
Для металлургов и операторов сталелитейного завода важно рассчитать длину впрыскиваемой проволоки в соответствии со своими требованиями.
Общий вес наполнения
Общий вес наполнения показывает вес порошка всего рулона.
Вес проволоки
Общий вес проволоки показывает вес наполнителя и оболочки всей катушки.
Вес брутто
Вес брутто представляет собой вес проволоки плюс вес упаковки (поддона и клетки).
Вот как может выглядеть спецификация катушки CaSi 30/60:
Тип катушки: CaSi13V (различные или несколько букв или цифр в зависимости от производителя порошковой проволоки)
Диаметр проволоки: 13 мм Толщина стенки: 0, 4 мм
Внутренний диаметр рулона: 600 мм
Катушка-Внешний-Ø: 1.150 мм
Высота рулона: 800 мм
Длина провода: 3600 м
Удельный вес заполнения: 230 г/м
Общий вес наполнения: 828 кг
Вес проволоки: 1,404 кг
Полная масса: 1 454 кг
Торговля порошковой проволокой на Metalshub
Как неотъемлемая часть глобального производства стали, это естественный следующий шаг, позволяющий покупателям и продавцам торговать порошковой проволокой на Metalshub.
Вот почему мы рады сообщить, что порошковая проволока теперь представлена в качестве новой категории продуктов на Metalshub.
Вот типы порошковой проволоки, которыми можно торговать на Metalshub:
Без посредников, с простой проверкой транзакций и онлайн-чатом, торговая онлайн-платформа Metalshub позволяет легко найти новых партнеров, которые хотите торговать точно такими же материалами, как и вы.
Хотите лично ознакомиться с торговой площадкой Metalshub?
Запланируйте демонстрацию прямо сейчас, и наша команда продемонстрирует вам рынок в действии.
#порошковая проволока, #сталелитейная промышленность, #использования, #использования, #применения,#
Порошковая проволока – ООО «Опта Групп»
ПЕРЕДОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Компания Affival была первой, кто произвел порошковую проволоку, и мы остаемся мировым лидером в области передовых технологий порошковой проволоки.
Наша техническая команда может использовать нашу недавно разработанную модель лечения кальцием, чтобы оптимизировать лечение кальциевой проволокой и улучшить восстановление.
Инжекция проволоки с использованием порошковой проволоки Affival является наиболее рентабельным процессом обработки в ковше.
Мы изготавливаем нашу порошковую проволоку с оболочкой из низкоуглеродистой стали с низким содержанием серы, в которую мы плотно упаковываем порошкообразные минералы, металлы и ферросплавы. Эти порошки точно добавляются таким образом, чтобы обеспечить постоянный химический состав и плотность по всей длине каждого рулона, который мы производим. Наши кальциевые провода имеют специальную изоляцию, обеспечивающую более глубокое проникновение в жидкий металл и улучшенные характеристики.
Мы в Affival понимаем, что оборудование, которое вы используете для нанесения, так же важно, как и сам продукт. Мы предлагаем широкий выбор вариантов устройств подачи проволоки, которые могут быть разработаны специально для вашей установки. Для получения дополнительной информации о нашем оборудовании и технике для подачи проволоки, , нажмите здесь.
Порошковая проволока может содержать любой из следующих компонентов:
Раскислитель алюминия
Алюминий является наиболее распространенным раскислителем в сталеплавильном производстве и используется в качестве измельчителя зерна.
Повторное азотирование
Азотсодержащая порошковая проволока, используемая в сталеплавильном производстве для контролируемого образования нитридов.
Улучшение обрабатываемости
Добавление серы, Fe, свинца, висмута, BiMn, теллура или FeTeMn для улучшения обрабатываемости за счет образования специфических и сложных включений.
Специальность
Металлы и сплавы, такие как редкоземельные металлы (Ce, La, Nd) и цирконий, для узкоспециализированных и индивидуальных применений для достижения определенных свойств стали.
Порошковая проволока Nodulizer
Порошковая проволока Nodulizer основана на содержании магния; цель состоит в том, чтобы добавить магний в жидкий чугун, чтобы изменить и контролировать сфероидальную форму графита во время затвердевания для получения ковкого чугуна.
Порошковая проволока с модификатором
Порошковая проволока с модификатором регулирует структуру и свойства чугуна, пластинчатого или ковкого чугуна за счет сведения к минимуму переохлаждения и увеличения количества центров зародышеобразования во время затвердевания.
Порошковая проволока для десульфурации
Порошковая проволока для десульфурации сочетает в себе кальций с выбранными ингредиентами, которые десульфурируют литейное железо, при этом не образуя непрореагировавшего карбида кальция в выгружаемом шлаке, что приносит пользу литейным предприятиям, сталкивающимся с экологическими ограничениями при утилизации отходов.
Медная порошковая проволока
Разработанная для производства стали и чугуна порошковая проволока используется в расплавах меди и латуни для добавления таких химических элементов, как Mg, Cr, Fe, Ca, CuZr. Подходит для непрерывных или периодических процессов.