Состав электродного покрытия для сварки углеродистых и низколегированных сталей

 

Изобретение относится к материалам для электродуговой сварки, в частности к составам электродного покрытия для сварки углеродистых и низколегированных сталей повышенной прочности. Целью изобретения является повышение прочности металла шва при высокопроизводительной сварке низколегированных сталей повышенной прочности . Повьш1ение предела прочности и предела текучести сварного шва достигается за счет микролегирования металла шва ванадием, алюминием, молибденом , титаном путем введения в состав покрытия лигатуры алюминийванадий-молибден-титан в количестве 0,5-3 мае. %, а также никелем и кобальтом , в результате введения в состав покрытия 3-10 мае. % отвального . шлака никелевого производства, который , кроме того, очищает металл шва от серы и фосфора и снижает содержание углерода. Состав покрытия фтористо-кальциевого типа также содержит , мае. %: ьфамор плавиковый шпат 15-25; ферромарганец 2-6; ферросилиций 1-3; ферротитан 2-8; поташ 0,5-1; целлюлоза 1-3,5, Производительность сварки повьпиается за счет содержания в покрытии железного пороштса. 3 табл. 1C (Л 4;: со 00 4;

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ . РЕСПУБЛИК (51) 4 B 23 К 35/365

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4273980/29-27 (22) 29.06.87 (46) 23. 11.88. Бюл . 11 43 (71) Краснодарский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института по монтажным и специальным строительным работам. (72) А.Л. Богаевский, Л.П. Иойсов, А.С. Сафронов, Н.Н. Кирьяков.

В.Г. Хохлов, В.И. Дзюба, В.М. Лапшин, 10.А, Филиппов, Л.С. Петрова и Н.Г. Осипов (53) 621.791.04 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1 105288, кл. В 23 К 35/365.

18.04.83.

Авторское свидетельство СССР

11р 1094711, кл. В 23 К 35/365, 25.03.83.

Авторское свидетельство СССР 11р 1258666, кл. В 23 К 35/365

04.04.85 (54) СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ

ДЛЯ СВАРКИ УГЛЕРОДИСТЫХ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к материалам для электродуговой сварки, в частности к составам электродного по„Л0„„1438940 А1 крытия для сварки углеродистых и низколегированных сталей повьппенной прочности. Целью изобретения является повышение прочности металла шва при высокопроизводительной сварке низколегированных сталей повьппенной прочности, Повышение предела прочности и предела текучести сварного шва достигается за счет микролегирования металла шва ванадием, алюминием, молибденом, титаном путем введения в состав покрытия лигатуры алюминийванадий-молибден-титан в количестве

0 5-3 мас. %, а также никелем и кобальтом, в результате введения в состав покрытия 3-10 мас. % отвального ф .шлака никелевого производства, который, кроме того, очищает металл шва от серы и фосфора и снижает содержание углерода. Состав покрытия фтористо-кальциевого типа также содер- ф жит, мас. %: мрамор 2 -35; плавиковый шпат 15-25; ферромарганец 2-6; ферросилиций 1-3; ферротитан 2-8; по- W таш 0,5-1; целлюлоза 1-3,5. Произво- ©4 дительность сварки повышается за (ф счет содержания в покрытии железного Я ) порошка. 3 табл. 4ь

1438940

Изобретение относится к материалам для электроцуговой сварки и может быть использовано как покрытие электродов, предназначенных для сварки конструкций из углеродистых и низколегированных сталей, в частности для сварки кольцевых стыков трубопроводов.

Цель изобретения — повышение проч- 10 ности металла шва при высокопроизводительной сварке низколегированных сталей повьш енной.прочности.

Лигатура имеет следующий состав, мас. %: ванадий 5-10, молибден 5-10, 15 титан 3-15, алюминий — остальное.

Отвальный шлак шахтных печей никелевого производства является отходом производства. В покрытии применен шлак следующего состава, мас. %: 8 0 20

52; СаО 22; NgO 7,2; FeO 7,4; iii

0,04; Со 0,01; Л1 0 « 1,0.

Применение комплексной лигатуры позволяет повысить предел текучести и предел прочности металла шва. Микролегирование алюминием, ванадием, молибденом, титаном измельчают структуру, повышая пластичность при одновременном росте прочности металла шва. Химический состав металла шва 30 при различном содержании лигатуры в покрытии представлен в табл. 1.

Шлак никелевого производства очищает металл шва от серы и фосфора и снижает содержание углерода. Присутствие в шлаке небольших количеств никеля и кобальта обеспечивает дополнительное микролегирование шва, повышая его атмосферокоррозиоиную стойкость, 40

Для разработки покрытия изготовле"..: ны и испытаны три варианта электродов, составы которых приведены в табл. 2.

При изготовлени электродов в ка- 45 честве связующего используется жидкое калиево-натриевое стекло. Покрытие наносится на стержни диаметром 4 мм методом опрессовки.

При сварке в качестве источника питания дуги используется трансфор" матор. Сила сварочного тока составляет 170-190 A. Перед сваркой электроды прокаливают при 400 С в течение о

90 мин. Для определения механических свойств металла шва производится

1 сварка пластин из стали толщиной 12 мм.

Механические испытания сварных образцов выполняют в соответствии с

Формула изобретения

Состав электродного покрытия для сварки углеродистых и низколегированных сталей, содержащий мрамор, плавиковый шлат, ферромарганец, ферросилиций, ферротитан, поташ, целлюлозу, железный порошок, о т л и .ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения прочности металла шва при высокопроизводительной сварке сталей повышенной прочности, состав дополнительно содержит отвальный шлак нике" левого производства и лигатуру алюминий-ванадий-молибден-титан при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Мрамор 25-35

Плавиковый

15-25 шпат

Ферромарганец

Ферросилиций

Ферротитан

Поташ

Целлюлоза

Отвальный

2-6

i-3

2-8

0 5-1

1-3,5 шлак никелевого произГОСТами (табл. 3). Ударная вязкость металла шва определяется при испытании образцов типа ?Х по ГОСТУ.

Испытание электродов показывает, что содержание в покрытии лигатуры в пределах 0,5 — 3,0 наиболее рацио- . нально. Меньшее количество »е сказывается на механических свойствах металла шва, а при содержании более

3 мас. % лигатуры падает пластичность металла шва при резком увеличении прочности.

Содержание в покрытии шлака никелевого производства менее 3 мас.% не оказывает существенного действия по очистке металла шва от серы и фосфора, а содержание более 10 мас. % ухудшает формирование шва и отделяемость шлаковой корки.

Таким образом, состав электродного покрытия при высокой производительности сварки обеспе ивает требуемую нормативную прочность (не менее

589 МПа) металла шва сталей повышенной прочности. Применение дешевых отходов метаЛлургического производства в накрытии снижает стоимость электродов.

1438940

3-10

Таблица 1

Содержание лига

Содержание элементов в металле, мас. 7

А1

Мо

0,5 0,029 0,012 0,012 0,04

i 0 0,042 0,018 0 014 0,08

3,0 0,066 0,032 0,029 0,10

Таблица 2

Содержание, мас. Х, в варианте

1 t 2 t 3

Компоненты

25,0

35,0

30,0

Мрамор

Плавиковый шпат 15 О

20,0

25,0

4,5

2,5

6,0

3,0

2,0

1,0

Ферромарганец

Ферросилиций

8,0

2,0

7,5

Ферротитан

Поташ

0,5

0,8

1,0

2,5

1,0

3,5

Целлюлоза

Отвальный шлак никелевого производства

5,0

3,0

10,0

Лигатура алюминийванадий-молибдентитан 0,5

2,0

3,0

Железный порошок 49,7

25. 5

5,5 водства

Лигатура алюминий-ванадийтуры в покрытии электрода,мас.X молибден-титан 0 5-3

Железный порошок Остальное

0,020 0,018

0,017 0,020

0,020 0,020

1438940

Таблица 3

Относительное

Ударная вязкость, кДж/см,при

Предел прочности, МПа

Варианты состава удлинение, %

+20 С -60 С

190-240 50-85

180-240

190-260

Составитель T. Арест

Техред Л.Олийнык Корректор И.Черни

Редактор Н. Бобкова

Заказ 6010/16

Тираж 922 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 электродного покрытия редел теучести, МПа

490-500

500-520

520-530

600-650

650-680

630-650

32-34

20-32

28-32

51-80

49-50