ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО РЕГИОНА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ

Аннотация. B настоящее время Дальневосточный регион, обладая большими запасами минерального сырья, не имеет необходимой базы для его переработки и является поставщиком минерального сырья для западных регионов России и зарубежных стран, что является экономически неэффективным. В связи с этим перспективным направлением является поиск возможностей реализации добываемой продукции, в качестве одного из оптимальных вариантов предлагается создание промышленной базы для производства сварочно-наплавочных материалов из данного сырья. Развитие данного направления позволит, во-первых, снизить себестоимость проволоки, за счет уменьшения расходов на транспортировку, во-вторых, позволит отказаться от импортных материалов, вследствие чего будет развиваться отечественное производство.

Ключевые слова: порошковая проволока, математическое моделирование, сварка, сырье.

Использование порошковых проволок является перспективным направлением. Их преимущества состоят в стабильном формировании сварного шва, отсутствии разбрызгивания при правильно выбранных режимах сварки, использовании микролегирующих элементов, придающих специальные свойства металлу шва, особенно в области отрицательных температур. [5]

Данный тип проволок состоит из оболочки (мягкой стальной, никелевой или подобной ленты) и сердечника из порошков легирующих компонентов (ферросплавов, чистых металлов, карбидов, боридов и т.п.). При производстве проволок металлическая лента подвергается холодному формированию, после чего наполняется порошком и флюсом. Завершающим этапом в изготовлении является растяжка проволоки до нужного размера.

Электроды из таких проволок устойчивы к возникновению трещин, дефектов, пористости и т.д. Они применяются в основном для строительства газопроводов и нефтепроводов, сварки стыков трубопроводов магистралей.

Выделяют три основных виды порошковых проволок: газозащитные, самозащитные, специализированные. [4]

Самозащитные являются наиболее удобными в использовании, они не требуют дополнительной защиты сварочной дуги. В этом случае газовая и шлаковая защита металла осуществляется с помощью газо- и шлакообразующих материалов, раскислителей и элементов, обладающих большим химическим сродством к азоту, которые вводятся в шихту. Обеспечение эффективной защиты зоны плавления от воздуха в самозащитной проволоке решается за счет конструкции оболочки и подбора состава сердечника. [5]

Самозащитная порошковая проволока является одним из наиболее универсальных, технологически удобных и совершенных сварочных материалов для механизированной электродуговой сварки как в заводских, так и в полевых условиях, т.к. высококачественные сварные швы получают и при воздействии воздушных потоков, поэтому они считаются наиболее перспективным материалом для механизированной сварки в полевых и монтажных условиях. [1]

Дальневосточный регион обладает богатейшими запасами минерального сырья, пригодного для использования в шихтах самозащитных проволок. Использование данного сырья обеспечит:

– защитные свойства (при взаимодействии циркониевого концентрата с углеродом образуется газ СО);

– легирование наплавленного металла (разработанные шлаковые системы обеспечивают переход легирующих элементов в металл шва);

– сварочно-технологические свойства (стабильность горения, возбуждение и эластичность дуги, качество формирования наплавленного слоя, отделение шлаковой корки). [2]

Эти свойства позволяют, комбинируя различное сырье, добавляя в шихту сердечника легирующие, раскисляющие элементы, создавать проволоку с необходимыми физико-химическими свойствами в зависимости от области применения, изменять характер металлургического взаимодействия в зоне сварки, регулировать технологические характеристики процесса сварки и механические свойства металла шва.

Математическое моделирование позволит выбрать наиболее оптимальный состав шихты, способный обеспечить требуемые механические свойства формируемых покрытий из сырья, добываемого в Дальневосточном регионе:

• мрамор - месторождение Каффе (Хаб. край);
• гранодиорит - Корфовское месторождение (Хаб. край);
• флюорит - Ярославское месторождение (Прим. край);
• бадделеит - Алгаминское месторождение (Хаб. край). [2]

Улучшению микрокристаллических процессов в сварочной ванне способствует включение в состав проволоки ряда элементов. Основные компоненты шлаковой системы и их действие приведены в таблице 1. В первую очередь они предотвращают вредное влияние газов (азот, кислород, водород) на переплавляемый металл электрода, которые способны привести к понижению пластичности швов и росту их пористости, что приводит к снижению качества шва.

Таблица 1.

Компоненты шлаковой системы

Применимо конкретно к Дальневосточному региону существует возможности использования мрамора и гранодиорита месторождений Хабаровского края в качестве шлако- и газообразующих компонентов, раскислителяющими и легирующими характеристиками обладают ферромарганец и ферросилиций. Улучшению микрометаллургического процесса сварочной ванны способствует флюорит Ярославского месторождения Приморского края.

Список литературы:

1. Верхотуров А.Д. Методология создания сварочных материалов // А.Д. Верхотуров, Э.Г. Бабенко, В.М. Макиенко. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2009. C. 76-80.
2. Верхотуров А.Д Получение новых материалов в Дальневосточном регионе. В 2 ч. Ч 1 // А.Д. Верхотуров [и др.]. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2013, C. 17-22.
3. Портал о сварке. [Электронный ресурс]. URL: http://www.welding.su/articles/electrods/electrods_211.html (дата обращения: 04.03.2018).
4. Карасев М.В. Порошковые проволоки - тенденции, развитие и их применение в промышленности // М.В. Карасев, д.т.н. ЗАО НПФ «ИТС», Санкт-Петербург, 2012, С. 65-68.