Сварочный электрод

 

Изобретение относится к сварке, в частности к сварочным материалам, применяемым для сварки изделий из биметаллического проката. Цель изобретения - снижение содержания углерода в наплавленном металле при выполнении переходных слоев от нержавеющего слоя к углеродистому при сварке двухслойной стали с сохранением высокого уровня механических свойств. В качестве электродного стержня используется проволока из электротехнической стали диаметром 3 мм. содержащая в каждом состоянии до 0,035% углерода. Состав покрытия содержит, мас.%: плавиковый шпат 13-16, циркониевь йхонцентрат8-10,кремний-марганец-ал гсь .иний-циркон ийтитановую лигатуру 8-12, двуокись титана 6-Ю, соду кальцинированную 0,8-1,0, фтористый алюминий 3-5, слюду мусковит 1,8-2,5 и мрамор. Коэффициент массы покрытия составляет 35- 40-% 4 табл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л В 23 К 35/365

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4675961/27 (22) 11,04,89 (46) 15.05.91. Бюл. и 18 (71) Производственное объединение "Азовмаш." (72) И. П. Серебряник и А. Д. Калашникова (53) 621.701.04(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР й. 1057222, кл. В 23:К 35/365, 01.12.82.

Авторское свидетельство СССР

М 480516, кл, В 23 К 35/365, 01.10.73, (54) СВАРОЧНЫЙ ЭЛЕКТРОД (57) Изобретение относится к сварке, в частности к сварочным материалам, применяемым для сварки изделий из биметаллического проката. Цель изобретения — снижение соИзобретение относится к сварочному производству, а именно к электродным сварочным материалам, применяемым для выполнения переходного слоя при сварке двухслойных сталей от нержавеющего слоя к углеродистому.

Цель изобретения — снижение содержания углерода в наплавленном металле при выполнении переходных слоев от нержавеющего слоя к углеродистому при сварке двухслойной стали с сохранением высокого уровня механических свойств.

В качестве электродного стержня при .изготовлении электродов применяют проволоку из электротехнической стали марки

20895 диаметром 3 мм, содержащую в исходном состоянии до 0,035 углерода. Химический состав материала стержня приведен в табл. 1.

В качестве связующего при изготовлении электродов используют натриевое жидÄÄ5UÄÄ 1648702 А1 держания углерода в наплавленном металле при выполнении переходных слоев от нержавеющего слоя к углеродистому при сварке двухслойной стали с сохранением высокого уровня механических свойств. В качестве электродного стержня используется проволока из электротехнической стали диаметром 3 мм, содержащая в каждом состоянии до 0,035% углерода. Состав покрытия содержит, мас.%: плавиковый шпат

13-16, циркониевый концентрат 8 — 10, кремний — марганец-алюминий — цирконийтитановую лигатуру 8-12, двуокись титана 6 — 10, соду кальцинированную 0,8 — 1,0. фтористый алюминий 3-5, слюду мусковит 1,8-2,5 и мрамор. Коэффициент массы покрытия составляет 35- 40%, 4 табл. кое стекло в количестве 25-30% к массе сухой шихты.

Сварочный электрод, стержень которого выполнен из электротехнической стали, а компоненты покрытия взяты в указанных количествах, позволяет получить наплавленный металл, содержащий минимально возможное количество углерода, что дает возможность выполнять сварку двухслойных сталей от плакирующего слоя к углеродистому, Плавиковый шпат содержится в составе покрытия в количестве 13-16% и служит для снижения вязкости и повышения активности шлака. При содержании плавикового шпата более 16% ухудшае;ся формирование шва, снижается стабильность горения дуги.

Нижний предел содержания плавикового шпата 13% обусловлен недопустимым увеличением температуры плавления покрытия и скорости затвердевания шлака, что затрудняет окончание сварки.

1648702

30

50

Циркониевый концентрат содержится в покрытии в количестве 8 — 10% и служит для получения шлака с коэффициентом линейного расширения, значительно отличающимся от коэффициента линейного расширения металла, что облегчает удаление шлаковой корки, служит для измельчения структуры шва.

При содержании циркониевсго концентрата в количестве более 10% нарушается основность шлака, вследствие чего получает развитие кремневосстановительный процесс, что приводит к уменьшению пластичности и ударной вязкости металла шва вследствие засорения его неметаллическими включениями, ухудшается формирование шва.

Кремний — марганец — алюминий — цирконийтитановая лигатура содержится в составе покрытия в количестве 8-12%. Использование комплексных раскислителей приводит к снижению неметаллических включений и быстрому переходу их в шлаковую фазу, что обеспечивает высокое качество шва.

Улучшаются сварочно-гигиенические свойства электродов, Двуокись титана вводится в качестве шлакообразующего, улучшающего пластические свойства обмазочной массы, облегчающего удаление шлаковой корки. Двуокись титана содержится в покрытии в количестве

6 — 10%. При содержании двуокиси титана менее 6% не обеспечивается требуемая степень раскисления и формирования наплавленного металла. При содержании двуокиси титана до

10% в сочетании с пластификаторами — содой кальцинированной и слюдой мусковит обеспечиваются высокая пластичность обмазочной массы и высокий уровень раскисления наплавленного металла, Кальцинированная сода содержится в электродном покрытии в количестве 0,8 — 1,0% и служит совместно с мрамором, плавиковым шпатом, двуокисью титана, слюдой для обеспечения газовой защиты пластических свойств электродного покрытия, При содержании кальцинированной соды менее 0,8% не обеспечиваются требуемые пластичность и прочность электродного покрытия, в результате чего в наплавленном металле увеличивается количество шлаковых включений

При содержании соды более 1,0% осложняется процесс сушки и прокалки электродов, Фтористый алюминий применяется в составе покрытия в количестве 3-5% и служит для создания защитной газовой среды в зоне плавления. Защитные действия проявляются в снижении парциального давления водорода путем связывания его в нерастворимое в металле соединение — фтористый водород.

Фтористый алюминий также применяется в качестве шлакообразующего, положительно влияющего нэ формирование шва.

При содержании фтористого алюминия менее 3% увеличивается пористость наплавленного металла. При содержании фтористого алюминия более 5% . нарушается стабильность горения дуги.

Слюда мусковит содержится в составе покрытия в количестве 1,8-2,5% и служит для улучшения опрессовочных свойств покрытия, повышает устойчивость горения дуги, образует шлак. Введение слюды в количестве менее

1,8% не обеспечивает достижения положительного эффекта, При содержании более

2,5% отмечаются дестабилизация горения дуги, увеличение пористости наплавленного металла.

Кремний — марганец-алюминий-цирконийтитановая лигатура применяется в виде лигатуры Л-6К, ТУ 48-051-5-80.

В условиях ПО "Азовмаш" изготовлены и испытаны сварочные электроды ф 3 мм, составы покрытия которых приведены в табл. 2.

Для определения механических свойств металла шва выполняют стыковое сварное соединение двух пласти из стали

ВСт.Зсп, ГОСТ 380 — 71, черт. 8, вариант Б по

ГОСТ 9466-75. Сварка пластин производится в нижнем положении нэ постоянном токе обратной полярности. Сварка осуществляется электродами ф 3 мм при силе тока 90 — 120 А, Для проверки химического состава наплавленного металла выполняют восьмислойную наплавку на пластине из стали ВСт.

Зсп, размером 120х80х20. В табл, 3 приводятся данные, полученные при испытании электродов с диаметром стержня 3 мм.

Рентгено-структурным анализом образование карбидов при выполнении сварочного соединения электродами составов 3 — 5 не обнаружено.

Из табл, 3 видно, что сварочные электроды позволяют получить наплавленный металл с низким содержанием углерода при сохранении достаточно высокого уровня механических свойств для сварки изделий из биметаллического проката..

Для определения влияния коэффициента массы покрытия изготовляют электроды с составом 4 (табл, 2), с коэффициентом массы покрытия 30, 35, 38, 40, 45%. Механические свойства металла шва и химический состав наплавленного металла определяются в соответствии с требованиями ГОСТ 9466-75.

В табл, 4 приводятся данные, полученные при испытании электродов.

Из табл. 4 видно, что наилучшие характеристики наплавленного металла обеспе1648702

Таблица 1

Та блица 2

Наименование компонентов покрытия

Номе а ва иантов

33

18

12

11

2,0

3,0

41,5 .16

12

1,5

3,0

43

16

12

1,5

2,5

51

3

1,0

2;0

13

8

1,5

1,0

1,5

Мрамор

Плавиковый шпат

Циркониевый концентрат

Лигатура Д-6К

Двуокись титана

Фтористый алюминий

Кальцинированная сода

Слю а м сковит

59,4

13

8

3

0,8

1,8

65,6

12

7

1,5

0,5

1,4

Мате иал сте жня

П волока из элект технической стали ма ки 20895, ГОСТ 11036 — 75.

Таблица 3 чиваются при коэффициенте массы покрытия, равном 35 — 407ь.

Формула изобретения

Сварочный электрод, состоящий иэ стержня, выполненного иэ стальной проволоки и покрытия, содержащего мрамор, плавиковый шпат, циркониевый концентрат, кремний-, марганец-, алюминий-, цирконийтитановую лигатуру, двуокись титана, кальцинированную соду, отличающийся тем, что, с целью снижения содержания углерода в наплавленном металле при выполнении переходных слоев от нержавеющего слоя к углеродистому при сварке двухслойной стали с сохранением высокого уровня механических свойств, стержень выполнен иэ электротехнической стали, а состав покрытия дополнительно содержит фтористый алюминий и слюду мусковит при следующем соотношении компонентов, мас. $:

5 Плавиковый шпат 13 — 16

Циркониевый концентрат 8 — 10

Кремний-, марганец-, алюминий- цирконийтитановая лигатура 8 — 12

10 Двуокись титана 6-10

Кальцинированная сода, 0,8-1,0

Фтористый алюминий 3 — 5

Слюда мусковит 1,8 — 2,5

Мрамор Остальное, 15 Причем коэффициент массы покрытия составляет 35 — 40, 1648 702

Продолжение табл. 3

Таблица 4

Составитель Т.Арест

Техред М.Моргентал

Корректор М.Максимишинец

Редактор И.Касарда

Заказ 1481 Тираж 519 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская нэб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101