Вплив газо-шлакових компонентів електродних матеріалів на стабільність процесу горіння дуги при мокрому підводному зварюванні

Abstract

Стаття присвячена питанню забезпечення стійкого горіння дуги при мокрому підводному зварюванні, що є ключовим для створення ефективних електродних матеріалів та вдосконалення технологічного процесу. Основна увага приділяється підбору оптимального складу шихти зварювальних матеріалів з використанням методів планування експериментів. Розглянуто три шлакові системи: CaF2-TiO2-KAlSi3O8, CaСО3-TiO2-KAlSi3O8, CaF2-TiO2-CaСО3. За допомогою програмного забезпечення STATISTICA та симплекс-центроїдного плану досліджено вплив компонентів на зварювально-технологічні характеристики покриттів, такі як формування валиків, розбризкування, відділення шлакової кірки. Результати показали, що найкращими властивостями володіють склади системи CaF2-TiO2-KAlSi3O8 зі співвідношенням CaF2/TiO2 близько 1/1. Додавання флюоритового концентрату та польового шпату до рутилової шихти покращило зовнішній вигляд швів, легкість відокремлення шлакової кірки та зменшило розбризкування. Досліджено також рутиловмісну систему TiO2- CaCO3-K2O-3Al2O3-6SiO2, де компоненти K2O-3Al2O3-6SiO2 представлені польовим шпатом і слюдою. Підібрані склади покриттів доповнено нікелевим та марганцевим порошками для компенсації втрати легуючих елементів під час зварювання. Отримані результати допоможуть підібрати ефективні склади електродних покриттів для забезпечення стійкого горіння дуги при мокрому підводному зварюванні.

The article is dedicated to ensuring stable arc burning during underwater wet welding, which is crucial for developing effective electrode materials and improving the technological process. The main focus is on selecting the optimal composition of the welding material charge using experimental design methods. Three slag systems were considered: CaF2-TiO2-KAlSi3O8, CaСО3-TiO2-KAlSi3O8, and CaF2-TiO2-CaСО3. With the help of STATISTICA software and a simplex-centroid design, the influence of components on the welding-technological characteristics of coatings, such as bead formation, spatter, and slag removal, was investigated. The results showed the best properties of the CaF2-TiO2- KAlSi3O8 system compositions with a CaF2/TiO2 ratio of approximately 1/1. The addition of fluorite concentrate and feldspar to the rutile charge improved the appearance of the welds, ease of slag removal, and reduced spatter. A rutile-containing system, TiO2-CaCO3-K2O- 3Al2O3-6SiO2, was also studied. The components K2O-3Al2O3-6SiO2 were represented by feldspar and mica. The selected coating compositions were supplemented with nickel and manganese powders to compensate for the loss of alloying elements during welding. The significant findings of this research will play a crucial role in the selection of effective electrode coating compositions, ensuring stable arc burning during the challenging process of underwater wet welding