Состав порошковой проволоки

 

СОСТАВ ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКИ состоящнй из малоуглеродистой стальной оболочки и порошкообразной шихты , содержащей окись кальция, рутиловый концентрат, плавиковый шпат, ферротитан, алюминий, марганец, кремний, железный порошок, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств и снижения склонности металла сварного шва к пористости, состав дополнительно содержит магнезит, гематит , никель, а марганец и кремний введены соответственно в виде силикоманганца и ферросилиция, при следующем соотношении компонентов состава , мас.%: Окись кальция 1,0-1,5 Рутиловый концентрат 6,0-7,0 Плавиковый шпат 8,0-9,0 Магнезит . ,0 Гематит6,0-7,0 Силикомарганец 1,3-1,5 Ферросилиций 0,6-0,7 Алюминий1,3-1,5 Никель2,0-2,5 (Л Ферротитан1,5-2,0 Железный порошок 9,0-10,0 Малоуглеродистая стальная оболочка Остальное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ц5П В 23 К 35/368

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3514768/25-27 (22) 25.11 ° 82 (46) 30,12.83. Бюл. 9 48 (7 ) В.М.Карпенко, A.Ã.Ãðèíü, Н.Г,Кисилев, П.A.Ñêîðîáîãàòûé, A,Â.Ãðàíîâñêèé и В.К.Шевелев (71) Краматорский индустриальный институт (53) 621.791.042.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 404594, кл. В 23 К 35/36, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 505546, кл. В 23 К 35/36, 15.04.74 (прототип), (54)(57) СОСТАВ ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКИ состоящИй из малоуглеродистой стальной оболочки и порашкообразной шихты, содержащей окись кальция, рутиловый концентрат, плавиковый шпат, ферротитан, алюминий, марганец, кремний, железный порошок, о т л и ч а ю шийся тем, что, с

„„SU„„1063562 А целью повышения механических свойств и снижения склонности металла сварного шва к пористости, состав дополнительно содержит магнезит, гематит, никель, а марганец и кремний введены соответственно в виде силикоманганца и ферросилиция, при следующем соотношении компонентов состава, мас.Ъ:

OKHCb 1,0»1,5

Рутиловый концентрат 6,0-7,0

Плавиковый шпат 8,0-9,0

Магнезит 4,0-5 0

Гематит 6,0-7,0

Силикомарганец 1, 3-1,5

Ферросилиций 0,6-0,7

Алюминий 1 3-1,5

Никель 2,0-2,5

Ферротитан 1,5-2,0

Железный порошок 9,0-10,0

Мал оу глероди стая стальная оболочка Ост альное

1063562

1,0-1,5 б,0-7,0

8,0-9,0

4,0-5,0

6,0-7,0

1,3-1,5

0,6-0,7

1i3-1,5

2,0-2,5

1,5-2,0

9,0-10,0

Остальное

Изобретение относится к сварке углеродистых сталей открытой дугой.

Известен состав порошковой проволоки С13 состоящий иэ стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащий следующие компоненты, 5 мас,%:

Мрамор 1,7-2,4

Плавиковый шпат 5-6,8

Рутиловый концентрат 4, 8-6, 4

Ферромарганец 0,9-1,2 )p

Железный порошок 16-21

Ферротитан 1>4-2

Алюми ний 1, 8-2,2

Кремний 0,4-0,6

Стальная оболочка ОстальноЕ

Титан н алюминий введены в шихту в соотношении 1:4, Недостатком данного состава является недостаточно высокие механические свойства металла сварного шва.

Известен состав порошковой проволоки (2), состоящий из стальной оболочки и порошкообразной шихтыи со держащий следукщие компоненты,мас.%

Окись кальция 1,5-2,5

Плавиковый шпат 5" 8

Рутиловый концентрат 4,8-7,5

Ферротитан 1,5-2,5

Алюминий 1кб 2с4

Ферромарганец 1-1,5

Кремний 0,4-0,7 30

Железный порошок 15-20

С таль н ая о болочк а Остальное

Недостатками данного состава являются склонность сварного шва к пористости и недостаточно высокие 35 его механические свойства.

Цель изобретения - повышение механических свойств металла сварного шва и снижение склонности его к порообраэованию. 40

Поставленная цель достигается тем, что состав порошковой проволоки, состоящий из малоуглеродистой стальной оболочки и порошкообраэной шихты, содержащей окись кальция, плавиковый шпат, рутиловый концентрат, ферротитан, алюминий, марганец, кремний, железный порошок, дополнительно содержит гематит, никель, магнезит, а марганец и кремний введены 50 соответственно в виде силикомарганца н ферросилиция, при следующем соотношении компонентов состава, мас.Ъ:

Окись кальция

Рутиловый концентрат

Плавиковый шлат

Магнезит

Гематит

Силикомарганец

Ферросилиций 60

Алюминий

Никель

Ферротитан

Железный порошок

Стальная оболочка 65

Гематит введен в состав проволоки с целью улучшения. формирования сварного шва, а также улучшения отделимости шлаковой корки. Гематит служит окислителем экэотермической смеси, в состав которой входит также силикомарганец, ферросилиций, алюминий.

Силикомарганец применен в качестве раскислителя, входящего в состав экэотермической смеси. Применение силикомарганца позволяет улучшить механические свойства металла шва.

Ферросилиций введен с целью улучшения механических свойств сварного шва, выполняет роль восстановителя в составе экзотермической смеси.

Алюминий, являясь активным раскислителем, выполняет роль восстановителя в составе экзотермической смеси.

Выше перечисленные компоненты входят в состав экэотермической смеси и взяты в частях соответственно

10:2:1:2.

Применение экэотермической смеси позволяет увеличить тепловложение при неизменной плотности тока, что способствует более полному протеканию металлических процессов в .сварочной ванне.

Дополнительное тепловложение снижает скорость остывания сварочного шва,.что положительно сказывается на качестве шва, которое выражается в отсутствии пор и трещин.

В качестве карбоната применен магнезит, При диссоциации его образуется углекислый газ, создающий защитную атмосферу, а также улучшается шлаковая защита шва эа счет окислов магния, входящих в состав магнезита. Применение магнезита позволяет значительно снизить склонность металла шва к пористости, способствует удалению серы и фосфора.

Никель введен в состав проволоки для улучшения механических свойств металла шва, за счет растворения его в ферритной фазе улучшается прочность и ударная вязкость металла шва. Никель, обладая свойством снижать подвижность водорода на стадии ванны, способствует уменьшению склонности металла шва к пористости, улучшает коррозионную стойкость металла шва.

Железный порошок (9,0-10, О! введен в состав шихты для увеличения производительности сварки. Окись кальция и рутиловый концентрат применены в составе порошковой проволоки в качестве шлакообразующих компонентов для защиты металла шва от взаимодействия с воздухом.

Плавиковый шпат применен с целью снижения растворимости водорода в металле сварного шва. ферротитана выполняет роль раскислителя в составе порошковой гроволоки.

1063562

Содержание, мас.%

Компонент

4 j 5

2 3

1,7

1,5

1,25

1,0

0,9

Окись кальция

Рутиловый концентрат

7,5

7,0

6 5

6,0

5,7

9,0

9,5

8,5

8,0

7,5.

Плавиковый шпат

5,5

5,0

4,5

4,0

3 5

Магнезит

7,5

7,0

6 5

6,0

5,6.Гематит

Окись кальция применена в количестве 1,0-1,5 мас.%, так как при меньшем содержании не обеспечивается достаточной защиты металла шва от взаимодействия с воздухом, а при содержании окисла более 1,5% образуются короткие шлаки.

Рутиловый концентрат введен в количестве 6,0-7,0 мас.% в состав проволоки. При содержании его менее

6,0 мас,%, например 5,7 мас.%, не обеспечивается качественная защита металла шва, а при содержании более

7,0 мас.% значительно ухудшается отделимость шлаковой корки, так как в шлаках образуется большое количе- 15 ство окислов титана. Плавиковый шпат содержится в качестве 8,0-9,0 мас.%.

При содержании менее 8,0 мас.% не обеспечивается защита металла от взаимодействия с водородом, что ухуд- 20 шает механические свойства шва. При содержании более 9,0, например

9,5 мас.% увеличивается жидкотекучесть шлака, что ухудшает формирование шва..

Магнезит введен в количестве 4,05,0 мас.%. При меньшем содержании магнезита не обеспечивается качественная защита металла шва, что ведет к порошкообразованию. Содержание магнезита более 5,00 ухудшает сварочно-технологические свойства проволоки.

Гематит введен в состав проволоки в количестве 6,0-7,0 мас.%, которая является оптимальным в составе экэо« З5 термической смеси. При меньшем содержании гематита не достигается экзотермический эффект. При содержании гематита более 7,0 мас.% ухудшается качество сварного шва, что вы- 40 ражается в порообразовании.

Силикомарганец введен в количестве 1,3-1,5 мас.%. Содержание силикомарганца более 1,5 мас.% ухудшает механические свойства шва, а при содержании меньшем 1,3 мас.% ухудшается эффективность экзотермиче« ской смеси.

Ферросилиций введен в количестве 0,6-0,7 мас.% ° При содержании менее 0,6 мас.% ухудшается теплотворность экзотермической смеси, а при содержании более 0,7 мас.% увеличи-. вается неоднородность распространения углерода в металле шва.

Состав проволоки содержит 1,31,5 мас.% алюминия. При содержании алюминия. менее 1,3 мас.% в составе проволоки возрастает склонность металла шва к пористости, а при содержании .более 1,5 мас.% ухудшается качество зкзотермической смеси. Никель введен в пределах от 2,0 до

2,5 мас.%. При содержании никеля менее 2,0 мас,% не достигается требуемая ударная вязкость металла сварного шва. При содержании никеля более 2,5 мас.% в составе шихты ухудшается свариваемость стали. Ферротитан введен в количестве 1,5—

2,0 мас,%. При содержании менее

1,5 мас.% значительно возрастает склонность металла ursa к пористости. Если ввести ферротитана более

2,0 Mac.% возрастает вероятность образования трещин в металле сварного шва.

Для обеспечения постоянства коэффициента заполнения порошковой проволоки в состав введен желез ный порошок в пределах от 9,0 до 10,0 мас.%

При изменении содержания порошка последует изменение химического состава металла шва, что в свою очередь сказывается на свойствах сварного шва.

Изготовлены порошковые проволоки трубчатого сечения, конкретные составы которых приведены в табл. 1.

Т а б л и ц а 1

1063562

Продолжение табл. 1

Содержание, мас.В

Компонент

Состав

1,3

1,5

1,4

1,7

Силикомарганец

0,8

0,6

0,65

0,7

0,5

Ферросилиций

1,4

1,6

1,5

1,3

1ф2

Алюминий

2,7

2,5

2,3

2,0

1,8

Никель

10,5

10,0

Железный порошок

9,5

8,0

8,5

2,2

2,0

1,7

1,5

1,3

Ферротитан

59,3

48,8

52,3

55,8

Т а б л и ц а 2

Показатели

Состав порошковой проволоки

Предел прочности 6э кгс/мм

28-30

1-2

9-10

48-50

27-30

9" 11

50-52

Нет

9-12

27-28

51-54

Нет

10-12.25-28

53-55

Нет

1-2

11-12

25-26

54-55

4 8тй

Прототип

8-9

26-28

2-3

Стальная оболочка 62,4 для изготовления порошковой проволоки применяют стальную ленту марки 08 кп размером 0,3 х 12 мм. Сварка выполняется встык в нижнем положении на пластинах из стали 45 размером бхбОх250 мм на режимах: сварочный ток 350-370 А, напряжение на дуге 25-26 В, скорость сварки

20 м/ч, Сварка производится автома-. том А Б С. При сварке наблюдают стабильное цлавление проволоки, ма« лое разбрызгивание электродного металла, хорошее формирование сварного шва, полное проплавление свариваемого металла.

39 Порошковая проволока обеспечи вает следующий состав металла (%):

С 0 22-0,25j Si 0,3-0,35; Ип 0,80,9; Ni 0,9-1,1.

З Технико-зкономические показатели составов известной и предлагаемой (порошковой проволоки сведены в табл. 2

Относительное Ударная Количество удлинение, вязкость, пор на 100 мм

2 при сварке по сия гм с кгм см ржавчине

1063562

Составитель Н. Гершанова

Техред r„-.Мигунова Корректор И.Эрдейи

Редактор М. Ткач

Заказ 10407/14 Тираж 1106 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, предлагаемая порошковая проволока (составы 2,3,4I обеспечивает более высокие механические свойства сварного шва, меньшую склонность к порообраэованию. Использование предлагаемой порошковой проволоки позволяет улучшить качество шва. увеличение или уменьшение количества элементов входящих в состав порошковой проволоки приводит к значительно« му ухудшению качества сварного шва.