Состав электродного покрытия для сварки чугуна без подогрева
Изобретение относится к сварке, преимущественно к составам электродных покрытий для сварки чугуна без подогрева. Целью изобретения является улучшение качества сварного шва за счет повышения пластичности зоны сплавления, снижения степени отбела, а также повышение сварочно-технологических свойств при снижении стоимости электродов. В состав покрытия, содержащего, мас.% мрамор 3-5, плавиковый шпат 11-16, ферросилиций 2-5, феррованадий 15-40, поташ 2-4, дополнительно введены ванадийсодержащие золы 35-45, рутил, доломит и магнезит поровну в суммарном количестве 2-4 мас.%. Введение окислов ванадия в виде ванадийсодержащих зол, являющихся вторичным сырьем, позволило получить металл шва повышенной пластичности, исключив предварительный подогрев и последующее охлаждение наплавляемых валиков, снизить вероятность образования по границам сплавления зон повышенной твердости, а также снизить стоимость электродов в результате эффективного использования вторичного сырья. 3 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ.
СООИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
А1 (19) (П) (504 В 23 K 35 365
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АBTÎPCHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГННТ СССР
1 (21) 4361698/31-27 (22) 08.01,88 (46) 07.06.89. Бюл. М - 21 (71) Запорожский машиностроительный институт им. В,Я, Чубаря (72) А.Г, Кругликов, В,В, Загоруйко
А,Ф, Ватажок, В,Г, Рожко, В,Г.Кругликов и А,И, Таран (53) 621.791,04(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 948589, кл. В 23 К 35/365, 1981, Авторское свидетельство СССР
11.- 125853, кл. В 23 К 35/365, l5,12.58, (54) СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ ДЛЯ
СВАРКИ ЧУГУНА БЕЗ ПОДОГРЕВА (57) Изобретение относится к сварке, преимущественно к составам электродных покрытий для сварки чугуна без подогрева, Целью изобретения является улучшение качества сварного шва за счет повышения пластичности зоны
Изобретение относится к сварке, преимущественно к составам электродных покрытий для сварки чугуна без подогрева.
Цель изобретения — улучшение качества сварного шва за счет повышения пластичности зоны сплавления, снижения степени отбела, а также повышение сварочно-технологических свойств при снижении стоимости электродов, Введение окислов ванадия в виде ванадийсодержащих зол в покрытие способствует окислению углерода, кремния и марганца на стадии ванны, 2 сплавления, снижения степени отбела, а также повышение сварочно-технологических свойств при снижении стоимости электродов. В состав покрытия, содержащего, мас,7: мрамор 3-5, плавиковый шпат ll 16, ферросилиций
2-5, ферррованадий 15-40, поташ 2-4, дополнительно введены ванадийсодержащие золы 35-45, рутил, доломит и магнезит поровну в суммарном количестве 2-4 мас.X. Введение окислов ванадия в виде ванадийсодержащих зол, являющихся вторичным сырьем, позволило получить металл шва повьш енной пластичности, исключив предварительный подогрев и последующее охлаждение наплавляемых валиков, снизить вероятность образования по границам сплавления зон повышенной твердости, а также снизить стоимость электродов в результате эффективного использования вторичного сырья. 3 табл. в результате диссоциации и выделения свободного кислорода. Выгорание из расплавленного металла сварочной ванны избыточных содержаний кремния, марганца и особенно углерода обеспечивает получение металла шва повышенной пластичности. При этом появляется возможность непрерывного ведения процесса сварки соединяемых деталей из чугуна, исключая предварительный подогрев деталей и последующее охлаждение наплавляемых валиков, Введение окислов ванадия (в виде ванадийсодержащих зол) снижает вероятность образования по границам
1484535 сплавления зон повышенной твердости (зон отбела) вследствие выгорания углерода, что снижает вероятность образования трещин.
К тому же замена части ванадия (20-40 ). окислами ванадия (в виде ванадийсодержащих зол) перспективна с экономической точки зрения, что позволяет снизить стоимость электродоь и эффективно испольэовать вторичное сырье (ванадийсодержащие золы) в качестве компонента покрытия, Введение в покрытие ванадийсодержащих зол способствует снижению температуры плавления шихты, обеспечению мелкокапельного переноса металла, уменьшению времени образования капли на торце электрода, увеличению концентрации кислорода у капли элект- 20 родного металла.
Введение рутила н электродное покрытие в количестве 3-5 способствует стабилизации горения дуги и изменению характера переноса (с крупно- 25 капельного на мелкокапельный ) элект— родного металла °
Введение доломита и магнезита позволяет изменить кинетику газообразования, предотвращая его взрывной 30 (крупнокапельный) характер, обеспечивает равномерное стадийное и полное разложение газообразующих (табл.1), т,е, раннееобразование шла, кового расплава обеспечивает более полную защиту металла сварочной ванны от атмосферы воздуха.
Наличие в шихте покрытия диоксида титана приводит к смещению температурного интервала диссоциации карбо- 40 натов в область более низких темпера- тур, что связано с улучшением теплопроводности смеси покрытия и развитием экзотермических реакций окисления. 45
Применение комплекса газообразующих компонентов обеспечивает низкое содержание азота в наплавленном металле, что также способствует повышению механических свойств металла шва.
Составы электродныхпокрытий пред-: ставлены в табл.2.
Технология изготовления электродов с предлагаемым составом покрытия аналогична известной, В качестве
55 электродного стержня используется
I сварочная проволока марки Св-08, Св-08А..Изготовленными электродами производят сварку чугунных образцов, из которых изготавливают шлифы для металлографического изучения зоны сплавления (наличие трещин в наплавленном металле и зоне сплавления), Сварочно-технологические свойства электродов представлены в табл.3, Как видно иэ табл.3, электроды с покрытием составов 2 и 3 имеют высокие сварочно-технологические свойства, что позволяет избежать образования трещин и уменьшить зону отбела, н результате чего возрастают показатели прочностных характеристик наплавленного металла, Возможность проведения сварки на малых. токах позволяет снизить погонную энергию при сварке и устранить перегрев, уменьшить величину зоны отбела и тем самым снизить вероятность появления трещин в сварном соединении. Возрастает производительность процесса наплавки в результате изменения характера переноса электродного металла, Электроды с покрытием составов 2,3 и 4 имеют высокую технологичность при изготовлении методом опрессовки, Результаты испытаний показывают, что электроды с предлагаемым оптимальным составом покрытия, состав покрытия (2-4) имеют высокие сварочно-технологические свойства: возможность проведения сварки на минимально допустимых режимах, что обеспечивает наибольшие значения тепловложений, снижая тем самым сварочные напряжения, которые способствуют образованию трещин; повышение производительности процесса наплавки в результате изменения характера переноса металла; улучшение отделимости шлака, что способствует повышению качества металла при многослойной сварке.
Предлагаемое покрытие позволяет уменьшить величину зоны отбела и значительно снизить вероятность появления трещин в сварном соединении.
Из полученных данных, представленных в табл. 2 и 3 видно, что при введении в покрытие ванадийсодержащей золы более 45 рутила более 6%, 1 доломита-магнезита более 5 изменяется кинетика плавления электрода, что приводит к снижению сварочно-технологических свойств. Снижение при этом содержания.ферронанадия менее 15%
I 4 не обеспечивает в наплавленном метал-. ! . ле требуемого количества ванадия, 35 е пени отбела, а также повышения сва— рочно-технологических свойств при снижении стоимости электродов, состав дополнительно. содержит магнезит, рутил, ванадийсодержащие эолы при следующем соотношении компонентов, мас.X:
Мрамор 3-5
Плавиковый
5 14845 необходимого для связывания углерода в зоне сплавления, что способствует образованию зоны отбела и трещин,, Снижение содержания газошлакооб5 разующих (мрамор < З, поташ с 2Х, доломит, + магнезит с 2) не обеспечивает газовой защиты наплавляемого металла и требуемой кинетики плавления электрода. 10
I 1-16
3-5 1 5-40
1-2 шпат
Ферросилиций
Феррованадий
Доломит
Ванадийсодержащие золы
Поташ
Магнезит
Рутил причем магнезит и отношении 1:l, Формула изобретения Состав электродного покрытия для сварки чугуна без подогрева, содер- 15 жащий мрамор, доломит, плавиковый шпат, феррованадий, ферросилиций, поташ, отличающийся тем, . что, с целью улучшения качества сварного шва за счет повышения пластич-. 2p ности зоны сплавления, снижения сте35-45
2-4
1-2
Остальное доломит взяты в соТаблица!
Материал Формула Температура эффекта, С
Природа эффекта (-) 860-920 (-) 540-710 (-) 730-790
Кальцит
Магнезит
Доломит
СаСО>
МЯСО, CaMg (СО ) Таблица2
Содержание компонентов, мас,X в составе
Компоненты (I
1 2 3 4 5
2 3 4 5 7
Мрамор
Ппавиковый
8 11 14,16 18
3 3
1 2
52 40 0,5
0,5 1
3
27
l 5
1 5
5 6
4 5
15 2
2 2,5
2 2,5
30 35 40
3 4 5
45 49
6 8 шпат
Ферросилиций
Поташ
Феррованадий
Доломит
Магнезит
Ванадийсодержащая зола
Рутил
Диссоциация (44X CO< ) (52,2Ж CO,)
Распад на СаСО и MgC03 и диссоциация (23,97 СО ) 1484535
Т а блица 3
CBOHCTBB
11оказатели для состава з )
105-115 115-120
115-120 90-105 90-105
УдовлетХорошая при опрессовке ворительная
То же
Удовлетворитель Отделимость шлака
Хорошая ная
9,4
9,1
9,3
9,4
9,1 электродного металла
Мелкокапельн.
Чередование
Мелкокапельн.
Чередование крупнои мелкокапельн, Величина зоны от— бела, мм
Наличие трещин
430-580
Имеется
Имеется
Отсутствует
Отсутствует
Составитель Т, Арест
Редактор Н, Лазаренко Техред Л.Сердюкова Корректор Л. Пилипенко
Заказ 2978/12
Тираж 894
Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская -щб., д. 4/5 а .
Производственно-издательский комбинат "Патент,", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина, 101
Минимально допустимый ток для электрода Ф 4 мм, А
Технологичность
Производительность процесса наплавки, г (А ч)
Вид переноса крупнои мелкокапельн, Чередование крупнои мелкокапельн,
