202930. lajstromszámú szabadalom • Portöltet kompozíció fokozott kén és foszfortalanítási tulajdonságokkal, különösen vasalapú ötvözetek felrakóhegesztéséhez használatos porbélésű huzalokhoz és szalagokhoz
1 HU 202 930 B 2 A találmány tárgya portöltet kompozíció fokozott kén és foszfortalanítási tulajdonságokkal, különösen vasalapú ötvözetek felrakóhegesztéséhez használatos huzalokhoz és szalagokhoz. Az utóbbi évtizedekben gyorsan terjed a kopási igénybevételnek kitett berendezések, alkatrészek felrakóhegesztéssel történő felújítása, élettartamuk növelése. A felújítás legelterjedtebb módszere a különféle porbélésű huzal és szalag elektródák alkalmazása automatikus és félautomatikus felrakóhegesztéshez. A nagy teljesítményű, gazdaságos felrakóhegesztés legkorszerűbb anyagai jelenleg a porbélésű elektródák. A porbélésű elektródák egyaránt ismertek védőgázas vagy fedettívű vagy védelem nélküli azaz nyíltívű - önvédő - felrakóhegesztésre. Mint ismeretes a porbélésű huzalelektróda lágyacél szalagból készített ötvöző portöltetet tartalmazó csőhuzal, míg a porbélésű szalagelektróda pedig lágyacél szalagból készített ötvöző portöltettel töltött szalag. Az ismert ötvöző töltőporok salak és gázképző alkotókból, ötvöző, modifikáló, dezoxidáló alkotó elemekből - esetenként vaspor hozzáadásával - készített homogén vízüveges granulátumok. A porbélésű huzalelektródák alkalmazása, már hosszú ideje ismert és alkalmazásuk mértéke, valamint az alkalmazott felrakóhegesztő anyagokon belüli részarányuk évről-évre fokozatosan növekszik, ez is mutatja korszerűségüket. A porbélésű szalagelektródák elsősorban nagyteljesítményű felrakóhegesztéshez ismeretesek és először a Szovjetunióban kerültek alkalmazásra. Az utóbbi évtizedben nagy átmérőjű porbélésű huzalokat, illetve nagy keresztmetszetű porbélésű szalagokat széleskörűen alakalmaznak acélok öntöttvasak üstmetallurgiai kezeléséhez is. A C.A. 102 p 207 547 d referátumból olyan portöltet kompozíció ismerhető meg, amely huzalban kerül alkalmazásra és a portöltet összetétele: 42 tömeg% TÍO2, 7 tömeg% Z1O2, 8 tömeg% SÍO2, 4 tömeg% FeO, 4 tömeg% AI2O3, 1 tömeg% CaF2, 20 tömeg% Fenromangán, 11 tömeg% Ferrosilicium és 1 tömeg% Ferroalumínium. Egy hasonló portöltet kompozíció ismerhető meg a C.A. 107 p 240 865 g referátumból is, amely huzalelektróda portöltetet 25 tömeg% rutilt, 2 tömeg% SÍO2- t, 2 tömeg% AI2O3, 2,5 tömeg% cirkonhomokot, 1,5 tömeg% K földpátot, 2 tömeg% magnézium klinkert, 10 tömeg% ferronmangánt, 40 tömeg% Fe-t, 5 tömeg% ferroszilíciumot, 5 tömeg% Al-t, 5 tömeg% Mg-t tartalmaz. Ezen ismert megoldások közös hátránya, hogy savoxid tartalmuk magas és így nem alkalmazhatók fokozott kén és foszfortalanítási tulajdonságú hegesztőanyagokhoz. A HU 179 335 sz. leírásból egy porbélésű nagy átmérőjű huzalelektródához porbélésként alkalmazott kompozzíció ismerhető meg, ahol a portöltet magas salak és gázképző tartalommal bír, amely kedvezően befolyásolja a hegesztőanyag áram- és hővezető képességét, a leolvasztás egyenletességét, teljesítményét, anyagkihozatalát. Hátránya azonban, hogy csak viszonylag szűk ötvözési határok között (7-14 tömeg%) biztosítja a hegesztőanyagokkal szemben támasztott követelményeket és kén és foszfortalanítási tulajdonságai nem kielégítsek. , Porbélésű huzalelektródák felhasználásával gyakorlatilag bármilyen, tetszőleges összetételű ötvözet gazdaságosan előállítható, a metallurgiai és technológiai követelmények optimális kielégítése mellett. Alkalmazásuk jelentős műszaki és gazdasági előnyökkel jár. A porbélésű elektródával szemben támasztott metallurgiai követelmények:- az ömledék minimális kén, foszfor és egyéb szennyezőanyagok tartalmának biztosítása,- az ömledék oxidációjának megakadályozása,- az ömledék nitrogén elleni védelmének biztosítása,- a nitrogén okozta pórus képződés megakadályozása,- a hidrogén, szénmonoxid okozta pórusképződés megakadályozása,- az ömledék minimális zárványtartalmának és kedvező zárványalakjának biztosítása,- a hidrogén okozta repedésképződés minimálisra csökkentése, míg hegesztés technológiai követelményei pedig:- a megfelelő ív stabilizálás biztosítása,- jó varratformálási tulajdonságok,- minimális fföcskölési veszteség,- minimális salakképződés, és- minél tágabb hegesztési munkarendi adattartományban való alkalmazhatóság. S mint ismeretes a porbélésű elektródák metallurgiai és technológiai tulajdonságait az ötvöző portöltet, ezen belül elsősorban a salak és gázképző alkotók minősége és egymáshoz való aránya határozza meg. A jelen találmány célkitűzése, olyan porbélésű anyagok kidolgozása, amelyek a fenti követelményeknek messzemenően eleget tesznek. A találmány kidolgozását az alábbi kísérletek és vizsgálatok előzték meg. Ismeretes, hogy a kén és foszfor az acél káros szennyezői. A kén káros, de elkerülhetetlen szennyező. A kéntartalom egy bizonyos határon túl jelentősen rontja a szilárdsági tulajdonságokat. Az egyik oka az acél vörös törékenységének, hegesztésnél a meleg repedékenységnek. A foszfor szintén rontja a szilárdsági tulajdonságokat, hidegtörékenységet okoz, hajlamos az elkülönülésre, dúsulásra. A varratfém kéntelenítése A porbélésű huzalelektródák kiindulási alapanyagainak kéntartalma adott. Egyes komponensek (pl. vízüveg, ferroötvözők) nagyobb mennyiségű ként tartalmazhatnak. Ezenkívül hegesztéskor kén ötvöződhet át az alapanyagból a felhegesztett rétegbe az intenzív alapfém és ömledék keveredésekor. A ként tartalmazó vasolvadék kristályosodásakor nagymértékű kén dúsulás jelentkezik. A keletkező vasszulfid hártya a kristályok határán helyezkedik el, vastagsága függ a kén mennyiségétől és a kristályok szemnagyságától. A szulfidhártya alacsonyabb olvadáspontú mint a vas, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
