Анотація до роботи:

Гончаров І.О. Розробка низьководневих зварювальних флюсів марганцевосилікатного типу.- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.06 - Зварювання та споріднені технології.- Інститут електрозварювання ім.Є.О.Патона НАН України, Київ, 2002.

В роботі проведено експериментальні дослідження впливу технології виготовлення плавлених флюсів на вміст в них водню та характер його десорбції під час нагріву. Встановлено, що із зростанням температури шлакового розплаву зменшується вміст водню, що розчиняється у флюсі

під час плавлення в печі у формі ОН-груп. При грануляції розплаву у воду вміст водню у флюсі збільшується непропорційно в залежності від температури шлаку. Доведено існування прямої залежності між кількістю розчиненого в марганцевосилікатних плавлених флюсах водню, який видаляється із флюсів при температурах нагріву, близьких до температури їх плавлення (990^оС), та вмістом дифузійного водню у наплавленому металі при зварюванні під ними. Встановлено, що вміст водню в металі шва при зварюванні під марганцевосилікатними плавленими флюсами, який викликає утворення пор, становить 12-14 см³/100 г металу шва.

Розроблено низьководневі флюси АН-60СМ, АН-68СМ, АН-68, створено технологію їх виготовлення на основі переробки шлакових корок трубозварювального виробництва та впроваджено їх при зварюванні.

1. Марганцевосилікатні плавлені флюси містять значну кількість водню у формі ОН-груп, що виділяється при нагріванні вище температури 800^оС, причому основна частина гідроксильних груп видаляється при температурах нагрівання, близьких до температури плавлення флюсу (близько 1000-1100^оС).

2. Компоненти шихти, які використовуються при виготовленні зварювальних плавлених флюсів, вносять до 10⁴ см³ потенційного водню на 100 г виплавлюваного флюсу і є основним джерелом надходження водню у флюс в процесі його виробництва.

3. При плавці флюсу в печі відбувається розчинення в ньому водню у формі гідроксильних груп. При збільшенні температури марганцевосилікатного шлакового розплаву з 1400^оС до 1700^оС вміст водню в ньому зменшується з 40,6 до 6,9 см³/100 г. У результаті зливу шлакового розплаву у воду загальний вміст водню в готовому флюсі збільшується непропорційно в залежності від температури шлаку перед грануляцією: при 1400^оС - на 8-12 % , при 1500 -1530^оС - у 3-4 рази, при 1700^оС - в 10 разів у порівнянні з його вмістом у розплаві. Для одержання низьководневих зварювальних плавлених флюсів необхідно доводити температуру шлакового розплаву до 1700^оС і виключити його контакт із водою при грануляції.

4. При плавленні флюсу АН-60 у процесі зварювання з нього виділяється основна кількість водню. Загальний вміст водню при цьому знижується з 66-96 см³/100 г у вихідному флюсі до 14-16 см³/100 г у шлаковій корці. Флюс АН-60СМ, виготовлений шляхом дробіння шлакової корки флюсу АН-60 (суха грануляція), відрізняється мінімальним у порівнянні з випускаємими промисловістю марганцевосилікатними плавленими флюсами АН-348А, ОСЦ-45, ОСЦ-45М, АН-60 вмістом водню і більш низькими температурами його термічної десорбції (до 600^оС). Завдяки цьому забезпечується найменший вміст дифузійного водню в наплавленому металі при зварюванні під флюсом АН-60СМ (2,6 см³/100 г) у порівнянні з електроплавленим флюсом АН-60 (6 см³/100 г) і флюсом АН-348А, виплавленим у газополуменевій печі (9,5 см³/100 г).

5. Вміст дифузійного водню в наплавленому металі при зварюванні під марганцевосилікатними плавленими флюсами знаходиться в прямій залежності від кількості розчиненого в них у формі ОН-груп водню, що виділяється з флюсів при температурі нагрівання, близькій до температури плавлення флюсів (990^оС).

6. Вміст водню в металі шва, при перевищенні якого у швах при зварюванні під марганцевосилікатними плавленими флюсами утворюються пори, складає 12 - 14 см³ на 100 г металу шва. Для оцінки стійкості швів проти утворення пор при зварюванні низьковуглецевих і низьколегованих сталей відповідними дротами під марганцевосилікатними плавленими флюсами можна використовувати різницю між вмістом водню у шві, що викликає утворення пор (12 см³/100 г), і фактичним вмістом водню в металі шва.

7. На основі проведених досліджень хімічного і фазового складу шлакових корок трубозварювального виробництва встановлена можливість їх використання при виготовленні низьководневих флюсів без повторного переплавлення в печі. Розроблено склади і технологію виготовлення флюсів АН-60СМ, АН-68СМ, АН-68, що впроваджені при зварюванні різних виробів.

Публікації автора:

1.Кузьменко В.Г., Гончаров И.А. Особенности образования шлаковой корки при дуговой сварке// Автоматическая сварка.-1997.-N 12.-С.7-13.

2. Гончаров И.А., Токарев В.С., Пальцевич А.П., Харченко Н.П., Веблая Т.С. О форме существования водорода в сварочных плавленых флюсах// Автоматическая сварка.-2001.-N 4.- С.28-32.

3. Гончаров И.А., Пальцевич А.П., Токарев В.С. Влияние водорода в низколегированном металле шва на порообразование при сварке под флюсом// Автоматическая сварка.-2001.-N 7.-С.21-23.

4. Патент України 35029А, МКИ В23К 35/00. Білий І.І., Боровиков О.В., Гончаров І.О., Гурман В.Г., Дерментлі Ф.С., Кудін Г.Г., Кузьменко В.Г., Куцин В.С., Негляд В.М., Притоманов С.О., Репкін М.Б., Танічев О.Г., Токарев В.С. Спосіб виготовлення зварювального плавленого флюса; Заявл.30.07.1999; Опубл. 15.03.2001. Бюл. N 2.- 1с.

5. Гончаров И.А., Токарев В.С., Кузьменко В.Г. Разработка флюса общего назначения на базе шлаковой корки флюса АН-60// В кн.: "Прогресивна техніка і технологія машинобудування, приладобудування і зварювального виробництва". Том IV.- Київ: Вид. НТУУ "Київський політехнічний інститут",1998 .-С. 227-231.

6. Гончаров И.А., Токарев В.С., Пальцевич А.П., Кузьменко В.Г. Флюс, ограничивающий содержание водорода в сварном шве // В кн.: "Состояние и перспективы развития сварочных материалов в странах СНГ: Сборник докладов I международной конференции по сварочным материалам стран СНГ(Краснодар, 22-26 июня 1998 г.).-М.: ОАО"АО Спецэлектрод",1998.- С.164-167.

7. Гончаров И.А., Токарев В.С., Пальцевич А.П. О новом подходе к предупреждению пористости сварных швов при сварке под плавлеными флюсами // Дуговая сварка. Материалы и качество на рубеже XXI века. Сборник докладов II Международной конференции по сварочным материалам стран СНГ (г. Орел, 4-8 июня 2001 г.).-Орел:Ассоциация "Электрод",2001.- С.192-194.

8 . Гончаров И.А., Пальцевич А.П., Токарев В.С. Разработка нового низководородного сварочного флюса, обеспечивающего повышенную устойчивость сварных швов к порообразованию// Материалы международной научно-практической конференции и выставки "Проблемы обеспечения качества в сварочном производстве (г. Киев, 3-6 апреля 2001 г.).- Киев: УИЦ" Наука. Техника. Технология", 2001.- С.14.

9. Гончаров И.А., Пальцевич А.П., Токарев В.С. Низководородный сварочный флюс, обеспечивающий повышенную стойкость сварных швов к порообразованию// Сварщик.-2002.-N 1.-С.12-13.

10. Гончаров И.А., Токарев В.С., Кузьменко В.Г. Разработка нового флюса общего назначения с улучшенными сварочно-технологическими характеристиками // Тезисы докладов Международной научно-методической конференции “Современные проблемы развития сварочного производства и совершенствования подготовки кадров”.- Мариуполь: изд. ПГТУ, 1996.- С.94.

11. Гончаров И.А., Токарев В.С., Пальцевич А.П., О влиянии способа производства сварочных флюсов на их качество // Тезисы докладов международного научно-технического семинара "Сварка под флюсом сегодня и завтра" (г.Запорожье, 3 - 6 сентября 1998 г.).- Киев: изд. ИЭС им. Е.О.Патона НАН Украины, 1998.- С.21-23.

12. Гончаров И.А.,Токарев В.С. История создания и применения флюса АН-348А//Тезисы докладов международного научно-технического семинара "Сварка под флюсом сегодня и завтра"

(г.Запорожье, 3 - 6 сентября 1998 г.). - Киев: изд. ИЭС им. Е.О.Патона НАН Украины, 1998 .-С.1-2.

13. Тарара А.А., Гончаров И.А., Токарев В.С., Кузьменко В.Г. Об опыте использования отходов флюса трубосварочного производства// Тезисы докладов международного научно-технического семинара "Сварка под флюсом сегодня и завтра" (г.Запорожье, 3 - 6 сентября 1998 г.). - Киев: изд. ИЭС им. Е.О.Патона НАН Украины, 1998.-С.50-52.

14 . Гончаров И.А., Пальцевич А.П., Токарев В.С. Научные основы создания низководородного

сварочного флюса// Тезисы докладов I всеукраинской научно-технической конференции молодых

ученых и специалистов "Сварка и родственные технологии" (22-24 мая 2001 г.).- Киев: изд. ИЭС им. Е.О.Патона НАН Украины, 2001.- С . 32.