Состав присадочной проволоки

 

Изобретение касается сварки серого, ковкого высокопрочного чугунов 1 нйкельаустенитныхчугунов специального назначения и чугунов с углеродистыми сталями без предварительного подогрева последних (холодная сварка). Цель изобретения - повышение качества сварного соединения (СС). Состав присадочной проволоки (ПП), содержащий , мас.%: никель 60-85; медь 10-35; редкоземельные металлы (РЗМ)0,1-0,4; железо остальное, дополнительно содержит 1,5-3,5 мас.% кремния. Кремний в количестве 1,5-3,5 мас.% является сильным раскислителем и графитизатором, что приводит отсутствию в зоне сплавления СС отбела и подкалки, а следовательно, к уменьшению опасности трещинообразования при сварке и последующей механической обработке СС. При этом РЗМ в количестве 0,1-0,4 мас.% удовлетворительно модифицируют сварочную ванну. Удовлетворительная жидкотекучесть сплава достигается при содержании в ПП меди в количестве 10-35 мас.%. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 В 23 К 35/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

4И СИИ - т"- я@И4Й

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4660207/27 . (22) 16.03,89 (46) 15.09,91, Бюл, М 34 (71) Тольяттинский политехнический институт (72) Г. В. Ожгихина, А. А. Боргардт, Ю. Ф, Зотов и В. Е. Иншин (53) 621,791.042.2(088.8) (56) Сплав НМЖМц 28 — 2,5-1,5, ТУ ИЭС им.

Е, О. Патона, hh 48-21 — 583-82.

Авторское свидетельство СССР

М 492394, кл. В 23 К 35/32, 1973. (54) СОСТАВ ПРИСАДОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ (57) Изобретение касается сварки серого, ковкого высокопрочного чугунов, йикельаустенитныхчугунов специального назначения и чугунов с углеродистыми сталями без предварительного подогрева последних(хоИзобретение относится к сварке серого ковкого высокопрочного чугунов, никельаустенитных чугунов специального назначения и чугунов с углеродистыми сталями без предварительного подогрева последних (холодная сварка) и может быть использовано, для изготовления литосварных конструкций из чугуна, комбинированных деталей из чугуна и стали, в литейном деле и ремонтно-восстановительной практике для заварки дефектов и наплавки преимущественно газовой низкотемпературной пайка-сваркой и электродуговыми способами (ручной, механизированной, автоматической сваркой открытой и закрытой дугой плавящимся электродом, аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом, лодная сварка). Цель изобретения — повышение качества сварного соединения (СС), Состав присадочной проволоки (ПП), содержащий, мас. : никель 60-85; медь 10-35; редкоземельные металлы (РЗМ) 0,1 — 0,4; железо остальное, дополнительно содержит

1,5-3 5 мас. кремния. Кремний в количестве 1,5-3,5 мас.% является сильным раскислителем и графитизатором, что приводит к отсутствию в зоне сплавления СС отбела и подкалки, а следовательно, к уменьшению опасности трещинообразования при сварке и последующей механической обработке

СС. При этом РЗМ в количестве 0,1-0,4 мас.% удовлетворительно модифицируют сварочную ванну. Удовлетворительная жидкотекучесть сплава достигается при содержании в ПП меди в количестве 10 — 35 мас.%, 2 табл.

° OA

Цель изобретения — повышение качест-, ва сварного соединения.

Кремний является более сильным рас. кислителем по сравнению с марганцем, тем самым он уменьшает склонность наплавленного металла к образованию газовых 4. пор. Кроме того, кремний оказывает благоприятное влияние на структурно-фазовые превращения в зоне сплавления, уменьшая тем самым хрупкость.

При первичной кристаллизации кремний, являясь графитообразующим элементом, препятствует образованию карбидной эвтектики, уменьшая способность чугуна к отбелу.

В процессе вторичной кристаллизации склонность к подкалке снижается по следующим причинам:

1676774 образующийся кремнистый мартенсит более мягкий по сравнению с марганцовистым за счет уменьшения равновесной концентрации углерода в исходном аустените; уменьшается ширина эоны подкалки, поскольку стойкость переохлажденного ,кремнистого аустенита меньше за счет уменьшения количества углерода и более слабого влияния кремния на его стойкость; за счет меньшего количества углерода в исходном аустените и более слабого влияния кремния на понижение мартенситного интервала кремнистый мартенсит образуется при более высоких температурах, что повышает возможность самоотпуска закаленных зон.

Применение кремния совместно с марганцем в присадке не дает удовлетворительного по качеству сварного соединения, так как кремний, являясь более сильным раскислителем, соединяется с кислородом при сварке и уходит из сварочной ванны в виде окисла, а марганец остается в ванне как карбидообразователь и элемент, способствующий закалке, Присадочная проволока, содержащая

1,5 — 3,5 кремния, обладает достаточными графитизирующими свойствами и в зоне сплавления не образует карбидной звтектики (отбелг). Переход углерода из металлической матрицы в графитную фазу понижает одновременно способность чугуна к закаливанию; образования мартенсита в зоне сплавления не происходит, что подтверждается измерениями твердости. Запредельное количество кремния (> 4о ) приводит к образованию грубых включений первичного графита, что является браковочным признаком.

Отсутствие структурных составляющих с высокой твердостью в зоне сплавления при содержании кремния в присадочном сплаве 1,3 — 3,5 уменьшает опасность трещинообраэования при сварке и механической обработке сварных деталей, Кроме того, снижается возможность хрупкого разрушения при работе сварного соединения.

Присадочная проволока, содержащая 0,1—

0,4 РЗМ, удовлетворительно модифицирует сварочную ванну, При содержании в проволоке РЗМ>0,4 в наплавленном металле появляются следы перемодифицирования — пластинчатый графит.

Оптимальным количеством меди в присадочной проволоке является 10 — 35 . При меньшем количестве меди сплав является маложидкотекучим, в наплавленном металле образуется много пор. Большое количество меди (40 ) приводит к расслоению

5 жидкостей и может в результате привести к отсутствию сплавления.

Была выполнена сварка плавлением пластин размером 110х55х8 мм из перлитного серого чугуна, Разделку свариваемых

10 кромок осуществляли под углом 45О. Сварку проводили на весу без предварительного нагрева и беэ перерыва на охлаждение (за один проход) двумя способами: механизированная плавка плавящимся электродом

15 открытой дугой и неплавящимся электродом в среде аргона. Присадочным материалом являлась проволока из экспериментальных сплавов.

Сварные образцы контролировались по

20 макроструктуре на наличие пор и качество сплавления, а микроанализом выявлялась структура наплавленного металла и переходных зон, а также форма графита в наплавленном металле.

25 В табл, 1 приведены составы присадочной проволоки.

8 табл. 2 приведены результаты металлографического исследования сварных образцов (во всех вариантах трещин и не30 проварсв нет, структура наплавленного металла — однофазная), Из результатов исследований следует, что использование предлагаемого состава присадочной проволоки позволяет повы35 сить выход годного изделия за счет снижения доли брака по трещинам при сварке и механической обработке сварных соединений и ресурс работы сварных изделий эа счет уменьшения возможности внезапного

40 хрупкого разрушения при эксплуатации, Формула изобретения

Состав присадочной проволоки для ручной, механизированной и автоматической сварки чугуна открытой и закрытой дугой

45 без подогрева, содержащий никель, медь, редкоземельные металлы и железо, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения, состав дополнительно содержит кремний при следу50 ющем соотношении компонентов, мас. :

Никель 60-85

Медь 10-35

Редкоземельные металлы 0,1-0,4

Кремний 1,5-3,5

55 Железо Остальное.

1676774

Таблица 1

Таблица 2

Сплав

Сварки

Качество сва ного сое инения

Основные показатели

Твердость, НВ

Микроструктура переходной зоны

Механизированная плавящимся электродом открытой дугой

То же

Эвтектический графит*+ перлит

250

280

Ручная неплавящимся электродом в среде аргона

То же

260 и

Составитель Т.Арест

Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Редактор М.Петрова

Заказ 3069 Тираж 494 Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

5

7

230

* Во всех составах графит глобулярной формы.

Эвтектический графит + перлит + феррит

То же

Эвтектический графит + перлит

Эвтектический графит+ перлит+ феррит

То же