Состав электродного покрытия

 

1. СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ , содержащий карбонат кальция., фторид кальция, рутил, полевой шпат; ферросилиций,, ферромарганец и желеэ ный порошок, отличающийся тем, что, с целью обеспечения формирования обратного валика при сварке корневых швов ингредиенты состава взяты в следукхцем соотнесении, мае.%: 6-8 Фторид кальция 32,4-48 Карбонат кальция 5,7-7,6 Рутил 8,1-10,8 Полевой шпат 6-25 Ферросилиций 3-5 Ферромарганец Остальное Железный порошок причем, содержание газошлакообразующих компонентов определяется отношением их к фториду кальция, ч.: Карбонат кальция 5,7-6,0 Рутил0,95 Полевой шпат 1,35 2.Состав по п. 1,отличающ и и с я тем, что, с целью снижения пористости, сварных швов и улучшениятехнологических свойств обмазочной g массы, он дополнительно содержит СП синтетическую слюду в количестве 3-7 мас.%. 3.Состав поп. 1,отлича .ющ и и с я тем, что в качестве ферросилиция он содержит гранулированд ный низкокремнистый ферросилиций.

(19) (Н) СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистичесних

РЕСПжЛИК

3(Я) В 23 К 35 365 1 "9 " . -" «"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Ю

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3530221/25-27 (22) 15.10.82

,(46) 28.02.84. Вюл. )) 8 (72) И.К.Походня, А.E.Маоченко, А.A.ПОномарь, В.Й.Горпенюк, В.Д.Макаренко, А.Г.Мазель, В.Д.Тарлинский, A.A.Ãðèäèí, В.П.Костюченко и П.А.Косенко, (71) Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. Е.О.Патона (53) 621.791.046(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

i)) 481389, кл. В 23 К 35/365, 10.09.73 (прототип). (54)(57) 1. СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ, содержащий карбонат кальция, фторид кальция, рутил, полевой шпат,. ферросилиций,, ферромарганец и желез:.ный порошок, отличающийся тем, что, с целью обеспечения формирования "обратного валика" при сварке корневых швов ингредиенты состава взяты в следукщем соотношении,мас.В:

-Фторид кальция 6-8

Карбонат кальция 32, 4-48

Рутил 5,7-7,6

Полевой шпат 8,1-10,8 .

Ферросилиций 6- 25

Ферромарганец 3-5

Железный порошок Остальное причем, содержание газоыпакообраэующих компонентов определяется отношением их к фториду кальция, ч.:

Карбонат кальция 5,7-6,0

Рутил 0,95

Полевой шпат 1,35

2. Состав по и. 1, отличаюшийся тем, что, с целью снижения пористости.сварных швов и улучшения технологических свойств обмаэочной массы, он дополнительно содержит синтетическую слюду в количестве .3-7 мас.в °

3. Состав по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве ферросилиция он содержит гранулированный ниэкокремнистый ферросилиций.

1076239

40 указанная цель достигается тем, что в составе .электродного покрытия, содержащего карбонат кальция, фторид кальция, рутил, полевой шпат, ферросилиций, ферромарганец и железный порошок, ингредиенты состава взяты в следующем соотношении, мас.В:

Фторид кальция 6-8

Карбонат кальция 32,4-48

Рутил 5, 7-7,6 60

Полевой шпат 8,1-10,8

Ферросилиций 6-25

Ферромарганец 3-5

Железный порошок Остальное причем, содержание газошлакообразую- 65

Изобретение относится к дуговой сварке плавлением и может быть использована в производстве сварочных электродов и сварных конструкций ответственного назначения.

B настоящее время большая часть магистральных трубопроводов, прокладываемых от действующих месторожде ний нефти и газа, располагается в северной климатической зоне. Для их сооружения используются трубы большого диаметра иэ сталей Х60, Х65, Х70, 17ГСАФ, 16Г2, САФ, 15ГС1 Ю, 14Г2САФ и др °

Требуемая эксплуатационная надежность монтажных стыков, а сле- 15 довательно, трубопровода в целом, в значительной мере зависит от ка» чества корневых швов. При этом очень важно формирование "обратного валика", т.е. усиления шва особенно при сварке в потолочном положении, так как в случае провисаний корнево- га шва требуется его подварка изнутри трубы.

Известно электродное покрытие (1), 25 содержащее в своем составе следующие компоненты, мас.Ъ:

Мрамор 35-46

Плавиковый шпат 9-12

Рутил 8-12 . 30

Ферросилиций 1-5

Ферромарганец 2,5-5

Полевой шпат 8-10

Железный порошок 20-30

Ферротитан 35 .Криолит 4-5

Силикат натрия 1-3

Углекислый натрий 1-2

Двуокись циркония 0,05-0,5

Хром металлический 2,5-4

Ферромоли бден 3-5

Феррованадий 0,5-2

Углекислый церий 0 1-1

Однако такое покрытие не обеспечивает надежного провара корня сварного шва, формирования плавных вог- 45 нутых швов внутри разделки и выпуклого "обратного валика " внутри трубы.

Цель изобретения - обеспечение формирования "обратного валика" при сварке корневых швов. 50 щих компонентов определяется отношением из к фториду кальция, ч.:

Карбонат кальция 5,7-6,0

Рутил 0,95

Полевой шпат 1 35

Кроме того, с целью снижения пористости швов и улучшения технологических свойств обмазочной массы состав электродного покрытия дополнительно содержит синтетическую слюду в количестве 3-7 мас.Ъ.

В качестве ферросилиция использован гранулированный низкокремнистый

ФерросилицийИсследования показали, что для формирования "обратного валика" при сварке труб в различных пространственных положениях, в частности потолочном, необходимо выполнение двух условий: создание мощного газового потока, обеспечивающего измельчение капель и перенос их в сварочную ванну, получение шлака, который хорошо смачивает кромки стыка и подтягивает к нему жидкий металл, что особенно важно. при сварке в потолочном положении. Известно, что. в балансе сил, действующих на каплю при плавлении покрытых электродов, аэродинамическая сила составляет ?0-80% сил, сгособствующих измельчению и переносу капель металла °

Чтобы сформировать мощный газовый поток, способный переносить капли расплавленного металла, преодолевая силу тяжести и обеспечивающий необходимый.провар кромок стыка, требуется высокое содержание мрамора, при разложении которого образуется большое количества СО .

Экспериментально установлено, что требуемое сочетание свойств электрода (образование шлака с особыми свойствами и мощного газового потока) достигается при определенном соотношении компонентов покрытия, количество которых находится в определенной зависимости от содержания Фторида кальция. Последний может изменяться в пределах от 6 до 8 мас.Ъ

При этом содержание мрамора составляет 5,7-6,0 частей CaF>, рутила

0,95 и полевого шпата 1,35 части

СаГ, .

Указанным пределам соответствуют следующие конкретные составы предлагаемого покрытия, приведенные в таблице.

Раскисление и легирование металла шва осуществляется ферросилицием и ферромарганцем. Железный порошок является компенсирующей добавкой при изменении концентрации кремния в ферросилиции. С целью ограничения реакционной способности Ферросилиция по отношению к жидкому стеклу в покрытии может использоваться грану1076239 лированный низкокремнистый ферросилиций ФС-15ГС. Частицы такого ферросилиция имеют сферическую форму (минимальная активная поверхность) и плотную окисную пленку, образующуюся в процессе распыления ферросплава воздухом.

Улучшение технологических свойств обмазочной массы достигается использованием в покрытии синтетической слюды. Эти технологические приемы обеспечивают возможность.изготовления новых электродов в высокомеханизированных цехах на поточных линиях "пресс-конвейерная печь".

Кроме того, использование синтетической слюды в покрытии, не содержащем кристаллиэационной влаги, позволяет уменьшить содержание водо,рода в наплавленном металле и склонность швов к образованию холодных трещин.

В процессе изготовления электродов установлено, что обмаэочные

1 массы с приведенным выше составом ,покрытия характеризуется лучшими пластическими свойствами, чем обмазочные массы электрода — прототипа (1) . Результаты исследований технологических свойств обмаэочных масс с предлагаемым составом показа ли, что электроды хорошо прессуются без органических пластификаторов, покрытие имеет хороший внешний вид, не образует трещин при сушке.

Воэможность получения "обратного валика" при сварке кольцевых швов оценивалась при сварке поршневых швов труб в потолочном положении.

Сварку выполняют на трубах из стали

Хб0 толщиной 20 мм электродами ф 3 мм.

На чертеже показаны типичные сечения шва, полученные при сварке предлагаемыми электродами. Видно, что предлагаемое электродное покрытие обеспечивает формирование "обратного валика", что исключает необходимость подварки изнутри трубы. В изломах стыковых соединений трещин, пор шлаковых включений и других дефектов не обнаружено.

Известные электроды хотя и обеспечивают мелкокапельный перенос расплавленного металла и плотные швы, однако не удается получить "обратного валика" при сварке в потолочном положении.

Электроды с предлагаемым покрытием обладают высокими сварочно-технологическими свойствами: отсутствует примерзание электродов к изделию на малых режимах сварки (90-12А для электродов ф 4 мм), незначительное

35 разбрызгивание металла, шлак легко отделяется из разделки кромок.

Они обеспечивают формирование

"обратного валика" при сварке корневых швов, что исключает необходимость

jp-,их подварки изнутри трубы и предназначены для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей, когда к металлу швов предъявляются повышенные требования по пластичности и ударной вязкости.

Электроды ф 3 и 3,25 мм рекомендуются для сварки корневого слоя монтажных стыков труб из низкоуглеродистых кремнемарганцевистых сталей (в том числе сталей с микродобавками элементов - дисперсоидов) при строительстве трубопроводов во всех климатических зонах. При этом они могут быть использованы для специальных работ при сооружении трубопроводов, сварке катушек, сварке захлестов, кривых, :запорной арматуры и т..д., когда предъявляются особо жесткие требования к качеству сварки и невозможна подварка изнутри стыка..

40 Таким образом, по технологическим свойствам при изготовлении и по сва, рочно-технологическим свойствам при сварке трубопроводов предлагаемые электроды удовлетворяют требованиям

45 механизированного производства и обеспечивают высокие показатели швов.

1076239

Компоненты

15,5

25, 48

34,2

Карбонат кальция

Рутил

7,6

6,65

5,7

10,8

9,45

8,1

Полевой шпат

Железный порошок

7,6

11,4

Составитель В. Пронин

Редактор Ю, Середа ТехредМ.Гергель Корректор A. Повх

Заказ 599/12

Тираж 1037

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фторнд кальция

Слюда синтетическая

Ферросилиций

Ферромарганец

Содержание компонентов, мас.Ъ

1 (2 (3