Электрод для сварки чугуна
Изобретение относится к сварке, в частности к покрытым электродам для ручной сварки чугуна без подогрева. Цель - улучшение качества сварного соединения за счет уменьшения несплавлений в шве, возникающих по причине плохой смачиваемости чугуна жидким металлом ванны, снижение выделяюш.ихся при сварке аэрозолей и токсичности электрода. В состав покрытия электрода введены (мас.%): углекислый стронций 30-32 для придания шлаку н еобходимой вязкости, углекислый литий
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ
РЕСПУБЛИК д11 4 В 23 К 35/365
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
М А ВТОРСМОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4125305/31-27 (22) 30.09.86 (46) 23.05.88. Бюл. № 19 (71) Крам аторский индустриальный институт (72) В. М. Карпенко, А. В. Дубинин, Н. А. Макаренко и А. В. Грановский (53) 621.791.04 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 322246, кл. В 23 К 35/365, 17.04.70.
Попилов Л. Я. Советы заводскому технологу.— Л.: Лениздат, 1975, с. 103, п. 33. (54) ЭЛЕКТРОД ДЛЯ СВАРКИ ЧУГУНА (57) Изобретение относится к сварке, в частности к покрытым электродам для ручной сварки чугуна без подогрева.
Цель — улучшение качества сварного соединения за счет уменьшения несплавлений в шве, возникающих по причине плохой смачиваемости чугуна жидким металлом ванны, снижение выделяющихся при сварке аэрозо„„SU„„1397306 А1 лей и токсичности электрода. В состав по- ° крытия электрода введены (мас.%): углекислый стронций 30 — 32 для придания шлаку необходимой вязкости, углекислый литий (8 — 16) для окисления графита чугуна при сварке; титан (! — 2) для улучшения смачивания шлаком и жидким металлом основного металла; техническая бура (16—
20) для повышения жидкотекучести шлака; фторцирконат калия 3 — 6 для повышения стабильности горения дуги на малых токах; карбоксилметилцеллюлоза (3 — 5), которая применяется в качестве раскислителя, а также датолит (9 — 11) для улучшения кроющей способности шлака. Состав также содержит ферросилиций (5---10), фтористый кальций (8 — !2) и углерод (1 — 2).
Стержень электрода диаметром 4 мм выполняется из сплава, содержащего 30% меди и 70% никеля. Коэффициент массы покрытия электродов 28 — 30%. 6 табл.
1397306 держание КМЦ 3 — 5 мас.00, при содержании KMU, менее 3 мас.00 покрытие недостаточно прочное, а при содержании КМЦ более 5 мас.Я в металле шва появляются поры.
Датолит применяется в качестве шлакообразующего вещества, расширяющего температурный интервал вязкости шлака. Благодаря датолиту шлак при температуре дуги покрывает металл, защищая его от воздуха. Датолит улучшает кроющую способность шлака. Оптимальное содержание датолита в обмазке 9 — 11 мас.Я, при содержании его менее 9 мас.Я ухудшается кроющая способность шлака, а при содержании его более 11 мас.00 дальнейшего ухудшения свойств не наблюдается.
Изготавливают 5 составов покрытия электродов для сварки чугуна (табл. 1). Элек-. троды изготавливают на сердечнике диаметром 4 мм из сплава, содержащего
ЗОЯ меди и 7000 никеля. Коэффициент веса покрытия электродов 28 — 3000.
Сваривают плиты толщиной 12 мм из чугуна. Сварку выполняют на обратной полярности, в качестве источника питания применяют выпрямитель с балластным реостатом.
Площадь несплавления в сварном шве определяют на снимках сварного соединения, полученных с помощью рентгеновского аппарата. Формирование сварного соединения оценивают визуально.
Результаты испытаний приведены в табл. 2.
Электроды оптимальных составов 2 — 4 обеспечивают меньшее количество дефектов в виде несплавлений и отсутствие подрезов, т.е. хорошее качество сварного шва.
Кроме того, электродами составов 2 — 4 можно вести сварку на меньших значениях тока дуги, т.е. при меньшей погонной энергии сварки, что очень существенно при холодной сварке чугуна.
Изготавливают пять видов электрода с покрытием состава 3 (табл. 1), отличающиеся отношением массы покрытия к массе электродов (табл. 3) .
Результаты испытаний покрытого электрода пяти видов состава 3 приведены в табл. 4.
Как следует из табл. 2 и 4, наилучшие свойства имеют электроды с отношением массы покрытия к массе электрода в пределах 28 — 3000 (состав 2 — 4, табл. 2, виды
Б, В, Г, табл. 4).
Проводят исследования аэрозолей, выделяющихся при сварке чугуна электродаM H c0cTc ВоВ 1 — 5 (T30. t. 1 ) . Выделение аэрозолей определяют в граммах выделившегося аэрозоля при плавлении 1 кг испытуемых электродов (табл. 5) .
Пылевыделение при сварке электроламп с покрытием состава 3 пяти видов приведено в табл. 6.
Как видно из приведенных данных, наилучшими показателями обладает элек.род с оптимальным составом покрытия (табл. 1, составы 2 — 4). Эти электроды обеспечивают лучшее качество шва (меньшая плошадь несплавлений, отсутствие подрезов, лучшее формирование шва), а также при сварке этими электродами наблюдается меньшее пылевыделепие (табл. 5 и 6). В выделяющейся пыли не содержится ядовитых соединений бария, меньше содержится фторидов, окислов марганца и кремния. При содержании компонентов в покрытии электрода больше или меньше оптимального количества, а также при соотношении массы обмазки к массе электрода больше ÇOЯ или меньше 2800 свойства электрода ухудшаются.
Формула изобретения
Электрод для сварки чугуна, состоящий из стержня, выполненного из медно-никелевого сплава, и покрытия, содержащего ферросилиций, фторид кальция и углерод, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества сварного соединения.за счет уменьшения несплавлений в шве, возникающих по причине плохой смачиваемости чугуна металлом ванны, а также снижения выделяющихся при сварке аэрозолей и токсичности электрода, состав покрытия дополнительно содержит углекислый литий, углекислый стронций, титан, техническую буру, карбоксилметилцеллюлозу, фторцирконат ка4Q лия и датолит при следующем соотношении компонентов, мас.Я:
Углекислый литий 8 — 16
Ферросилиций 5 — 10
Фторид кальция 8 — 12
Углерод — 2
45 Углекислый стронций 30 — 32
Титан 1 2
Техническая бура 16 — 20
Фторцирконат калия 3 — 6
Карбоксилметилцеллюлоза 3 — 5
Датолит 9 — 11 причем коэффициент массы покрытия составляет 28 — 3000.
Таблица1
Содержание компонентов в покрытии, мас. 7., состав ((1
4 5
Углекислый литий
Ферросилиций
Фторид кальция глерод
> глскислый стронций
Титан
Техническая сура
Фторцирконат калия
Карбоксилметилцеллюлоза
Датолит
Коэффициент массы покрытия
28
30
Таблица 2
Минимальный Площадь
Состав электрода ток сварки, обеспечиван есплавХарактеристика шва ления, / к общей ющий хорошее формирование шва А площади
8С
5
12
Неровный шов
Хорошее формирование
То же
5С
6С
7С
Повышенное разбрызгивание
Т а б л и ц а 3
Вид электрода со- А Б,В Г Д става 3
Отношение массы покрытия к массе электрода, X 27 28 29 30 31
Компонент состава
14
13
12
1Ñ
12
16
10
1,5
1,5
4
16
8
1,0
32
1,0
5
18
6
0,5
33
0,5
22
7
1397306
Та блица 4
Минимальный ток сварки, обеспечивающий хорошее формирование
Площадь несплавления, к общей
Вид электрода состава 3
Характеристика шва площади шва
Повышеное разбрызгивание
Хорошее формирование
То же сс
Неровности шва
Таблица 5
Выделение аэрозоля, г/кг, при сварке чугуна электродом состава
Вещество
23,36 21,78 20,73
20,99
22, 37
Пыль общая
Окислы и карбонаты лития
Окислы кремния
Окислы и карбонаты стронция
Окислы
1,08
0,.71
1,16
0,82
1,04
0,63
1,09
0,66
1,12
0,72
2,32
2,24
2,21
2,28
2,18
0,6
0,07
1,21
4,93
4,2
4,23
0,51
0,06
1,11
4,24
4,12
4,11 титана окислы железа, циркония и др.
3,82 3,63 3,78
3,76 3,96
Таблица 6
Выделение пыли, г/кг, при сварке электродом вида
Вещество
А Б В Г Д
21,21 20,72 20,73
20,65
21,0
Пыль общая
Окислы и карбонаты
1,04
0,66
1,03
0,62
1,04
0,63
1,05
0,6
1,06
0,64 лития
Окислы кремния
Окислы и карбонаты стронция
Окислы
2,28
2,2
2,2
2,24
2,1 титана окислы железа, циркония и др.
3,89 3,74 3,78
3,82
3,8
А
Б
В
Д марганца бора меди никеля
Фториды
Остальное марганца бора меди никеля
Фториды
Остальное
0,57
0,08
1,1
3,89
3,86
3,84
0,51
0,06
1,04
3,84
3,83
3,85
0,48
0,05
1,07
3,81
3,81
3,82
0,48
0,05
1,07
3,81
3,81
3,82
0,52
0,06
1,08
3,72
4,08
3,84
0,52
0,07
1,12
3,76
3,84
3,79
0,54
0,1
1,14 4,41
4,32
3,78
0,56
0,08
1,11
3,79
3,88
3,86
