Состав электродного покрытия

 

Использование: ручная сварка низколегированных и низкоуглеродистых сталей. Состав электродного покрытия содержит, мас.%: каолин 6-7; ферромарганец 7-8; целлюлоза 1--2, магнезит 8-10; закись марганца 7-10; силикомарганец 5-6; отходы порошкообразного титанового производства 22-26; пылеобразные отходы гранитных карьеров 13-16; ильменитовый концентрат остальное. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)s В 23 К 35/365

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4832763/08 (22) 09.04.90 (46) 07.05,92, Бюл, N 17 (71) Трест "Южцветметгазоочистка" (72) А.Г.Кругликов, В.М.Ножкин, В,И.Шевчук, Г.В.Кирьянов, А.А.Кашников, И,А.Кругликова, И,М,Артемчук. В,В,Попов и

С.Н. Кар наух (53) 621.791.04 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 887100, кл. В 23 К 35/365, 21.04.80.

Авторское свидетельство СССР

N 863269, кл. В 23 К 35/365. 06,03.90.

Изобретение относится к сварке. в частности к составу электродного покрытия. и может быть использовано в электродах для ручной электродуговой сварки низколегированных и низкоуглеродистых сталей.

Известен состав электродного покрытия, состоящий из ингредиентов, содержащихся в нем в следующем соотношении, мас.%:

Магнезит 9 — 12

Ферромарганец 16 — 19

Слюда 8 — 10

Целлюлоза 1 — 2

Гранит 15 — 20

Поташ 0,5-1,0

Компонент, содержащий двуокись титана— ильменитовый концентрат Остальное

Данный состав электродного покрытия обеспечивает легкость нанесения обмазочной массы на стержень. что повышает технологичность в изготовлении электрода с данным покрытием. но недостаточно. так

„„5Ц „„1731552 А1 (54) СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ (57) Использование: ручная сварка низколегированных и низкоуглеродистых сталей.

Состав электродного покрытия содержит, мас.%; каолин 6 — 7; ферромарганец 7 — 8; целлюлоза 1-2, магнезит 8 — 10; закись марганца 7 — 10; силикомарганец 5 — 6: отходы порошкообразного титанового и роизводства

22 — 26; пылеобразные отходы гранитных карьеров 13 — 16; ильменитовый концентрат остальное. 2 табл. как наличие в производственных помещениях образующейся мелкодисперсной пыли при производстве дробления и сепарации порошков гранита. ферромарганца, магнезита снижает технологичность изготовления, Кроме того, несмотря на применение в электродном покрытии более дешевого иль-,(А) менитового концентрата взамен рутилового. а также слюдяного концентрата вместо .у слюды-мусковита себестоимость покрытия,ц остается достаточно высокой. Э

Наиболее близким к предлагаемому является состав электродного покрытия, состоящий из ингредиентов, содержашихся в нем в следующем соотношении, мас,%:

Мрамор 2 — 8

Полевой шпат 10 — 25

Каолин 7 — 15

Ферромарганец 10-15

Целлюлоза 1 — 2

Магнезит 2 — 5

Закись марганца 3 — 7

173 1552

22-26

Компонент. содержащий двуокись титана— ильменитовый концентрат Остальное

Кроме того, состав электродного покрытия может содержать двуокись церия в количестве 1 — 3 мас.%.

Электроды с покрытием данного состава обладают улучшенными сварочно-технологическими свойствами; стабильное горение дуги, минимальное разбрызгивание, хорошее формирование наплавленного металла, легкая отделимость шлака, отсутствие пор, трещин и т,д., высокая ударная вязкость (125 Дж/см ), высокая прочно2, сть (490 МПа), Однако технологичность изготовления недостаточно высокая за счет наличия в производственных помещениях образую. щейся мелкодисперсной пыли при производстве дробления и сепарации порошков таких компонентов, как ферромарганец, мрамор, полевой шпат. а также высокая себестоимость электродного покрытия за счет содержания остродефицитных и достаточно дорогостоящих компонентов. например ильменитового концентрата и ферромарганца.

Целью изобретения является повышение технологичности изготовления за счет уменьшения содержания компонентов, которые в условиях производства дробления и сепарации их порошков обусловливают наличие мелкодисперсной пыли. а также снижение себестоимости электродного покрытия за счет уменьшения содержания остродефицитныл и достаточно дорогих компонентов при сохранении высоких сварочно-технологических свойств электрода.

Поставленная цель достигается тем, что состав электродного покрытия, содержащий каолин, ферромарганец, целлюлозу. магнезит, закись марганца, компонент. содержащий двуокись титана. дополнительно содержит отходы порошкообразного титанового производства, отходы гранитнь>х карьеров в виде гранитной пыли и силикомарганец при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Каолин 6-7

Ферромарганец 7 — 8

Целлюлоза 1 — 2

Магнезит  — 10

Закись марганца 7 — 10

Отходы порошкообразного титанового производства

Отходы гранитных карьеров в виде гранитной пыли 13-16

5 — 6

20

Сил икомарганец

Компонент, содержащий двуокись титана Остальное

5 Введенные отходы порошкообразного титанового производства имеют следующий состав, мас.%:

Ti O2 60,5- 64,3

FeO 14,47-15,97

SiO2 2,02 — 6,02

А! 2Оз 1,32 — 3,49

СаО 0,33 — 0.35

Сг20з 1,49 — 1,65

МпО 0,29 — 1,71

15 MgO 0,64 — 0,96 /205 0,14 — 0,26

Р20 0,02 — 0,48

С 9,51 — 10,23

СиО 0.01 — 0,04

Прочее Остальное

Ограничение верхнего предела вводимого титанового отхода до 26% связано с количеством в нем углерода 9,51 — 10,23 мас.%, являющегося раскислителем. Взаи25 модействие кислорода с углеродом происходит по реакции FeO+C=Fe+CO с образованием газообразной СО. Увеличение свыше 26 мас. содержания в покрытии титановых отходов приводит к

30 ухудшению формирования шва, к снижению стойкости металла шва против образования трещин за счет увеличения содержания углерода в наплавленном металле, Нижний предел титановых отходов 22% обусловлен

35 тем. что снижение общего количества этих отходов ведет к ухудшению стабильности плавления электрода и, как следствие, к снижению его механических свойств.

Введенные отходы грани1ных карьеров

40 в виде гранитной пыли имеют следующий состав, мас,%:

SiO2 36,0 — 41,0

АЬОз 12,1 — 17,3

Na2O 2,1-3,2

45 К20 2,4 — 3,5

Сл юда 12.3-14,1

СаСОз 23,0-27,0

Ре20з 1,0-2,7

S 0,04

50 P <0,03

Отходы гранитной пыли в указанных пределах 13-16 мас,% заменяют полевой шпат и часть каолина. Ограничение верхнего предела вводимых отходов гранитной пы55 ли до 16% связано с количеством в нем компонента 5 02, который, оставаясь в наплавляемом металле в виде неметаллических включений, приводит к снижению механических свойств металла. Нижний

1731552 предел пыли до 13 обусловлен снижением пластических свойств обмазочной массы.

Введение силикомарганца в указанных пределах 5-6 мас.7;. в состав электродного покрытия обусловлено тем, что им заменя- 5 ется часть остродефицитного ферромарганца, Ограничение пределов вводимого силикомарганца до 5-6 связано с тем. что кремний, будучи поверхностно-активным элементом, адсорбируется на поверхности 10 металла и ухудшает условия дегазации. Выделение газов при этом протекает медленно, что вызывает образование пор.

Содержание каолина уменьшено в связи с тем, что вводимая в состав покрытия гранит- 15 ная пыль содержит слюду, являющуюся хорошим пластификатором. Снижение количества каолина до 6-7 позволяет применять его при производстве электродов без соответствующей предварительной тер- 20 мообработки. необходимой для удаления гигроскопической влаги.

Ферромарганец содержится в пределах, необходимых для более полного протекания реакций раскисления металла 25 сварочной ванны.

Содержание магнезита увеличено с целью обеспечения газовой защиты сварочной дуги, Содержание закиси марганца не долж- 30 но превышать 10 мас. . В противном случае произойдет изменение характера переноса металла на крупнокапельный, что приведет к ухудшению механических свойств наплавленного металла и сварочно- 35 технологических свойств.

В качестве компонента, содержащего двуокись титана. можно применить как рутиловый концентрат. так и ильменитовый. содержание которых находится в пределах 40

23 — 27 .

Изготовлены пять партий электродов с различными составами электродного покрытия на проволоке СВ 08 ГОСТ 2246 — 70 диаметром 4 мм методом опрессовки на 45 прессе ОСЗ-З.

При опрессовке электродов применяли калиево-натриевое жидкое стекло в количестве 23 — 29 от массы сухой шихты с модулем 2,9 и плотностью 1,49. Коэффициент 50 веса покрытия К,,=-0,31--0,33, Конкретные составы электродного покрытия приведены в табл 1, Изготовленными электродами выполняли сварку пластин д=15 мм размером 100, 55 х 200 мм на переменном и постоянном токе обратной полярности (Ic«=140 А: 0д=28 В бэ=4 мм), Из сварного соединения механическим способом вырезали образцы для испытаФормула изобретения

Состав электродного покрытия, содержащий каолин. алюмосиликат, карбонат кальция, ферромарганец, целлюлозу, магнезит, закись марганца. ильменитовый концентрат, отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности изготовления и снижения себестоимости покрытия при сохранении высоких сварочнотехнологических свойств электрода, состав дополнительно содержит отходы порошкообразного титанового производства. силикомарганец. а алюмосиликат и карбонат кальция введены в виде пылеобразных отходов гранитных карьеров при следующем соотн ош ени и ком п он енто в. мас. :

Каолин 6 — 7

Ферромарганец 7-8

Целлюлоза 1-2

Магнезит 8 — 10

Закись марганца 7-10

Силикомарганец 5 — 6

Отходы порошкообразного титанового производства

Пылеобразные отходы гранитных карьеров 13-16

22-26 ний. Сварочно-технологические испытания проводили в соответствии с ГОСТ 6996 — 66.

Результаты сварочно-технологических испытаний представлены в табл, 2, Из табл. 2 видно, что сварочно-технологические свойства металла сварного шва находятся на таком же уровне, как у прототипа.

Наплавленный металл имеет следующий химический состав, мас,7: С 0,10 — 0,11;

Si =0,3; Мп 0,5-0,7; S «0,4; P 0,4.

Предлагаемое покрытие обеспечивает такие же, как у прототипа, высокие сварочно-технологические свойства: стабильное горение дуги, минимальное разбрызгивание, хорошее формирование наплавленного металла, легкая отделимость шлака, отсутствие пор, трещин, высокая ударная вязкость (110-120 Дж/см ), высокая прочность (500 — 540 МПа).

При этом технологичность изготовления покрытия повышается за счет отсутствия полевого шпата, мрамора, которые в условиях производства дробления и сепарации их порошков обусловливали наличие большого количества мелкодисперсной пыли.

Снижается себестоимость электродного покрытия за счет уменьшения содержания остродефицитных и достаточно дорогих компонентов.

1731552

Ильменитовый концентрат Остальное при этом отходы порошкообразного титанового производства имеют следующий состав, мас. P: TiOz 60,5-64; FeO 14,4715,97; SiOz 2,02 — 6,02, А!гОз f,32 — 3,49; СаО

0,33 — 0,35; СггОз 1,49-1,65; МпО 0,29-1,71, Таблица 1

Со ержание компонентов, Мас.

Компоненты электродного покрытия и едлагаемом известном

6,0

1,0

6,5

7,5

1,5

8,5

7,0

2

10

7,5

2,5

9

12

1,5

5,5

0,5

21

26

16

14.5

6,5

13

12

17

49

15,5

25

20 ия

Таблица 2

Стойкость к порообразованию

Качество формирования наплавлен ного валика арная вязть, Дж/см

125

Пор нет

Равномерное без наплывов

Низкая, появляются мелкие поры

Формирование валика неравномерное, есть поры

Равномерное без наплывов

115

Пор нет

105

По я вля ются мелкие поры, формирование валика неравномерное

Низкая, появляются мелкие поры

Каолин

Ферромарганец

Целлюлоза

Магнезит

Закись марганца

Отходы порошкообразного титанового производства

Отходы гранитных иде ли нец дерись мер конMgO 0,64-0.96; VzOs 0,14 — 0,26; Р20ь 0,020,48; С 9,51 — 10,23; СиО 0,01 — 0,04, а пылеобразные отходы гранитных карьеров имеют следующий состав, мас. /; SiOz 36,0 — 41,0;

5 AlzOa 12,1 — 17,3; Ма Оз 2,1-3,2; К О 2,4 — 3,5; слюда 12,3-14,1; СаСОз 23,0-27,0; ЕегОз

1,0 — 2,7,