Состав электродного покрытия

 

Изобретение относится к сварке, в частности к составам покрытий электродов, которые могут применяться для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Цель - повышение пластичности обмазочной .массы электродов с фтористокальциевым покрытием, снижение гигроскопичности и склонности к образованию пор в наплавленном металле. В состав покрытия фтористокальциевого типа, содержаш,его, мас.%; мрамор, плавиковый шпат 6-25, ферросилиций 2-8, ферротитан 6-15, ферромарганец 2-7, оксид кремния в виде полевого шпата 4-7, натрий фтористый 1-5, вводится высокодисперсный кристаллогидрат оксида кремния в количестве 0,5-2,5 мас.%, который повышает пластичность обмазочной массы . Это достигается за счет того, что высокодисперсный кристаллогидрат оксида кремния обволакивает плохо с.мачиваемые жидким стеклом мрамор и плавиковый шпат и тем самым способствует снижению давления при опрессовке электродов и повышению выхода годной продукции. Отношение су.ммарного содержания мрамора и плавикового шпата к содержанию кристаллогидрата оксида кремния равно 22-169. 4 табл. i СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1391846 А1 д11 4 В 23 К 35 365

Ф р;,,„

/Ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4199299/25-27 (22) 04.0!.87 (46) 30.04.88. Бюл. № 16 (71) Волгодонский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института атомного энергетического машиностроения (72) В. Б. Пеньков, Н. Н. Потапов, О. С. Каковкин, В. Н. Кузнецов, 1О. В. Полетаев, Н. Г. Адаменко и Г. В. Пенькова (53) 621.791.04 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 65424, кл. В 23 К 35/365, 1940.

Авторское свидетельство СССР № 316555, кл. В 23 К 35/365, !970. (54) СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ (57) Изобретение относится к сварке, в частности к составам покрытий электродов, которые могут применяться для сварки углеродистых и низколегированных сталей.

Цель — повышение пластичности обмазочной массы электродов с фтористокальциевым покрытием, снижение гигроскопичности и склонности к образованию пор в наплавленном металле. В состав покрытия фтористокальциевого типа, содержащего, мас.о : мрамор, плавиковый шлат 6 — 25, ферросилиций 2 — 8, ферротитан 6 — 15, ферромарганец

2 — 7, оксид кремния в виде полевого шпата 4 — 7, натрий фтористый 1 — 5, вводится высокодисперсный кристаллогидрат оксида кремния в количестве 0,5 — 2,5 мас.о, который повышает пластичность обмазочной массы. Это достигается за счет того, что высокодисперсный кристаллогидрат оксида кремния обволакивает плохо смачиваемые жидким стеклом мрамор и плавиковый шпат и тем самым способствует снижению давления при опрессовке электродов и повышению выхода годной продукции. Отношение суммарного содержания мрамора и плавикового шпата к содержанию кристаллогидрата оксида кремния равно 22 — 169.

4 табл.

1391846

Изобретение относится к сварке, в частности к составам покрытий электродов, которые могут применяться для сварки углеродистых и низколегированных сталей.

Целью изобретения является повышение пластичности обмазочной массы электродов с фтористо-кальциевым покрытием, снижение гигроскопичности и склонности к образованию пор в наплавленном металле.

Введение высокодисперсного кристаллогидрата оксида кремния в указанных пределах повышает пластичность обмазочной массы, так как высокодисперсный кристаллогидрат оксида кремния обволакивает плохо смачиваемые жидким стеклом мрамор и плавиковый шпат, что способствует снижению давления при опрессовке электродов и повышению выхода годной продукции.

При прокалке электродов удаляется влага из покрытия и в результате взаимодействия (t)200 С) высокодисперсного кристаллогидрата оксида кремния с жидким стеклом образуется водостойкая пленка, которая способствует снижению гигроскопичности покрытия.

При содержании высокодисперсного кристаллогидрата оксида кремния в покрытии менее 0,5 мас.о не обеспечивается повышение пластичности обмазочной массы и снижение гигроскопичности покрытия.

Введение в покрытие высокодисперсного кристаллогидрата оксида кремния свыше

2,5 мас.Я нецелесообразно, так как повышается содержание кислорода в наплавленном металле (протекает кремневосстановительный процесс).

Введение высокодисперсного кристаллогидрата оксида кремния в покрытие в количестве и в соотношении между суммарным содержанием мрамора с плавиковым шпатом к ним от 22 до 169 обеспечивает высокую технологичность электродов при изготовлении, низкую гигроскопичность при сохранении высоких сварочно-технологических свойств, что способствует повышению качества наплавленного металла (снижается количество пор).

Содержание в составе покрытия плавикового шпата совместно с натрием фтористым улучшает служебные свойства наплавленного металла и снижает склонность металла шва к образованию пор.

Количество плавикового шпата и натрия фтористого в покрытии ограничено его физико-химическими свойствами, влияющими на шлаки, образуемые при плавлении электрода.

Мрамор в состав покрытия вводится в количестве, необходимом для обеспечения газовой защиты расплавленного металла от воздуха за счет диссоциации во время сварки.

Количество полевого шпата в покрытии составляет 4 — 7 мас.g>, оно является оптимальным диапазоном, в котором сочетаются

55 стабилизирующие свойства оксидов щелочных металлов Na O, К О) и технологические и металлругические характеристики оксида кремния.

Для получения наплавленного металла с низким содержанием кислорода и высокими механическими свойствами состав покрытия содержит раскислители и регирующие компоненты в следующем количестве, мас.Я: ферросилиций 2 — 8, ферромарганец 2 — 7, ферротитан 6 — 15.

Таким образом, применение предложенного состава электродного покрытия позволяет снизить потери при изготовлении электродов, повысить качество наплавленного металла (снижается склонность к образованию пор) и сократить расходы на исправление дефектов сварных соединений.

Для оценки свойств электродного покрытия были подготовлены варианты составов покрытий, представленные в табл. 1.

Электроды изготовили на электродообмазочном прессе фирмы «Мапяа». Технология изготовления — стандартная, принятая для электродов с фтористо-кальциевым поирытием. Стержни электродов изготавливались из сварочной проволоки Св — 08А по

ГОСТ 2246 — 70. Диаметр стержней 4 мм.

Диаметр калибрующей втулки 6,4 мм. Коэффициент массы покрытия всех вариантов электродов составлял 40+-2О. После естественной сушки в течение 24 ч электроды прокаливали в камерной электрической печи при 350 С в течение 1,5 ч.

При этом исследовали: технологичность электродов в изготовлении; склонность покрытия к гигроскопичности и к образованию пор в наплавленном металле; химический состав и механические свойства металла шва.

Технологичность электродов в изготовлении оценивали по давлению при опрессовке и по качеству готовых электродов.

При этом для каждого варианта (см. табл. 1) контролировали по 100 шт. опрессованных электродов на центричность нанесения покрытия на стержень, а также на качество опрессовки — внешним осмотром в соответствии с требованиями ГОСТ 9466 — 75.

В табл. 2 представлены данные по влиянию составов покрытий на технологичность электродов в изготовлении.

Данные по склонности электродов к образованию пор в наплавленном металле в зависимости от времени их выдержки на открытом воздухе представлены в табл. 3.

Химический состав и сравнительные данные по механическим свойствам наплавленного металла при использовании электродов с данным составом покрытия представлены в табл. 4.

Результаты испытаний (табл. 2 — 4) показывают, что электроды с указанным составом покрытия технологичны в изготовлении, обладают пониженной склонностью к

1391846

6 — 25

2 — 8

6 — 15

2 — 7

4 — 7

1 — 5

Формула изобретения

Содержание, мас,7, вариант

1 1

Компоненты

1 2 3 4 5

25 10 20

8 5 7

15 7 9

7 3 4

7 6 7

5 2 4

10

+мрамор высокодисперсный кристаллогидрат оксида кремния

169 47,6 ?2,2 30,4 22

Т а б л и ц а 2

Показатели

Содержание, вариант состава покрытия

1 2 3 4 5

Давление при опроссовке, МПа

Выход годной продукции центричность нанесения об19 18 14 20 15 мазки и наличия внешних дефектов, 7 92 94 94 80 97 образованию пор после хранения на открытом воздухе, имеют высокие сварочно-технологические характеристики и хорошие служебные свойства наплавленного металла.

1. Состав электродного покрытия, содержащий мрамор, плавиковый шпат, фтористый натрий, оксид кремния, ферросилиций, марганец, ферротитан, отличающийся тем, что, с целью повышения пластичности обмазочной массы электродов с фторнстокальциевым покрытием снижения гнгроскопичности и склонности их к образованию пор в наплавленном металле, состав дополнительно содержит высокодисперсный кристаллогидрат оксида кремния, в качестве оксида кремния введен полевой шпат, а маргаПлавиковый шпат 6

Ферросилиций 2

Ферротитан 6

Ферромарганец 2

Полевой шпат 4

Фтористый натрий 1

Высокодисперсный кристаллогидрат оксида кремния 0,5

Мрамор 78,5

Плавиковый шпат+ нец введен в виде ферромарганца прн следующем соотношении компонентов, мас.%:

Плавиковый шпат

Ферросилиций

Ферротитан

Ферромарганец

Полевой шпат

Фтористый натрий

10 Высокодисперсный кристаллогидрат оксида кремния 0,5 — 2,5

Мрамор Остальное

2. Состав по п. 1, отличающийся тем, что отношение суммарного содержания мрамора н плавикового шпата к содержанию высокодисперсного кристаллогидрата оксида кремния равно 22 †1.

Таблица 1

1,5 2,5 0,2 3,0

56,5 30,5 66,8 46

1391846

Т а б л и ц а 3

Вариант

Количество пор в 3-м на 100 мм шва, шт., после выдержки электродов, через, ч

) 1

1 8 16 24

1 24

5 12

4 6

Таблица 4

Вари— ант

Механические свойства металла а при 320 С в исходном состоянии ((1( (1(бт, 6s NIIa MIIa Я 7. 7, и Дж/см

P f 03 1NJ

С Si Mn S

0,08 0,21 0,87 0,017 0,019 0,040 0„014 514 410 27 69 212

0,09 0,35 0,98 0,016 0,020 0,039 0,013 521 420 29 73 220

О,!О 0,47 1,18 0,018 0,018 0,041 0,013 528 415 30 72 217

0,08 0,31 0,89 0,017 0,020 0,037 0,015 508 412 27 74

218

0,11 0,45 0,94 0,018 0,019 0,049 0,014 533 408 25 69 203

Составитель T. Арест

Редактор М. Келемеш Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Заказ 792/! 7 Тираж 921 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, 7К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Влажность покрытия в зависимости от времени выдержки при t=30 С и относительной влажности 907,7.,через,ч

0,3 0,5 0,7 0,85

0,25 0,45 0,7 0,8

0,26 0,38 0,65 0,85

О 35 О 7 1 О 1 6

0,22 0,4 0,6 0,7

Химический состав наплавленного металла, мас, 7.

4 6

4 5

4 8