Состав электродного покрытия
Изобретение относится к сварке, в частности к составу электродного покрытия, применяемого преимущественно для сварки чугуна. Цель изобретения - повышение прочности и обрабатываемости сварного шва чугуна, снижение склонности его к кристаллизации с отбелом. Сущность изобретения: в состав электродного покрытия, содержащего графит , никель, каолин, мрамор, дополнительно вводится аэросил, ферромарганец при следующем соотношении компонентов, мас.%: графит 5-7; никель 7-15; каолин 6- 12; аэросил 5-8; ферромарганец 3-5; мрамор - остальное. Аэросил обеспечивает получение сварного шва с большой прочностью , лучшей обрабатываемостью и меньшей в 1,5-2 раза склонностью к кристаллизации с отбелом. Ферромарганец способствует отбелу чугуна. 3 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)з В 23 К 35/365
ГОСУДАРСТВЕI+IbtA КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 4 4
0, (Я
M () с
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4923688/08 (22) 01.04.91 (46) 23.11.92. Бюл. М 43 (71) Производственное объединение "Луганский тепловозостроительный завод им.
Октябрьской революции" (72) Л.Х.Стукальская, H.Â,Áàöóêèíà и
А.Н.Ткаченко (56) Авторское свидетельство ЧССР
hh 150344, кл. 49 h 36/01, 1967 г, Авторское свидетельство СССР
М 1484535, кл. В 23 К 35/365, 08.01.88 r, Авторское свидетельство СССР
N 1532254, кл. В 23 К 35/365, 04.03,88.
Авторское свидетельство СССР
М 893481, кл. В 23 К 35/365, 20.02.80. (54) СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ (57) Изобретение относится к сварке, в частности
Изобретение. относится к сварке, в частности к составу электродного покрытия, применяемого преимущественно для сварки чугуна.
Известен состав электродного покрытия содержащий мрамор, графит, карбид кремния, каолин, никель (А.с. ЧССР
hk 150344, кл. 49 h 36/01, 1967г.).
Однако сварной шов, выполненный электродами известного состава, обладает склонностью наплавленного металла к кристаллизации с отбелом.
Наиболее близким к предлагаемому составу и достигаемому эффекту является состав электродного покрытия, содержащий, мас.$: графит 6 — 10; никель 8-16; каолин 12-26; мрамор 60(см. Авт,св. СССР
hh 893481, кл. В 23 К 35/365, 1981г.).
БЫ 1776526 А1 к составу электродного покрытия, применяемого преимущественно для сварки чугуна.
Цель изобретения — повышение прочности и-обрабатываемости сварного шва чугуна, снижение склонности его к кристаллизации с отбелом. Сущность изобретения: в состав электродного покрытия, содержащего графит, никель, каолин, мрамор, дополнительно вводится аэросил, ферромарганец при следующем соотношении компонентов, мас. ; графит 5-7; никель 7-15; каолин 612; аэросил 5 — 8; ферромарганец 3 — 5; мрамор — остальное. Аэросил обеспечивает получение сварного шва с большой прочностью, лучшей обрабатываемостью и меньшей в 1,5-2 раза склонностью к кристаллизации с отбелом. Ферромарганец способствует отбелу чугуна. 3 табл.
Недостатком этого состава покрытия является недостаточная прочность и склонность наплавленного металла к кристаллизации с отбелом. Отсутствие в покрытии низкотемпературного раскислителя способствует насыщению металла шва на стадии капли кислородом. Повышение содержание графита в покрытии увеличивает s сварном шве размеры графитовых включений, что ухудшает механические свойства чугуна.
Цель изобретения — повышение проч-. ности и обрабатываемости сварного шва чугуна, снижение склонности его к кристаллизации с отбелом.
Поставленная цель достигается тем, что в состав электродного покрытия, содержащего графит, никель, каолин, мрамор, дополнительно вводится аэросил, ферромарганец, при следующем соотношении компонентов, мас, : графит 5-7; никель 7 — 15; каолин 612; азросил 5 — 8; ферромарганец 3-5 и мрамор — остальное.
Аэросил (ГОСТ 14922-77} представляет собой аморфную форму кремнезема. состоящую из элементарных сферических частиц
$10 по своему размеру меньше 1000 А, поверхность которых образована из безводного $102. В аэросиле такие частицы образуют обьемные трехмерные агрегаты частиц. Особенностью аэросила, позволяющей применять его в качестве модификатора чугуна, является аморфное строение его частиц и их развитая поверхность. По сравнению с кристаллической двуокисью крем.ния с удельной поверхностью частиц 1-10 м /г азросил имеет удельную поверхность
175 — 380 м /r.
Частицы аэросила с аморфным строением выполняют роль эффективной. подложки для выделяющихся из расплава покрытия графитных включений, что обеспечивает в процессе сварки измельчение графитной фазы и увеличение числа эвтектических ячеек. Измельчение эвтектических ячеек обеспечивает снижение ликвации кремния и марганца, что сопровождается формированием однородной перлитной основы сварного шва чугуна. В результате воздействия аэросила, измельчающего графитную фазу и связывающего карбидостабилизирующие примеси, прочность наплавленного чугуна повышается, но склонность к кристаллизации с отбелом снижается в 1,5 — 2,0 раза.
В структуре сварного соединения чугуна частицы аэросила располагаются внутри графитных включений и не оказывают абразивного воздействия на режущий инструмент, что обеспечивает повышение обрабатываемости чугуна на 20-25$, снижает затраты на режущий инструмент.
Добавка аэросила обеспечивает получение сварного швас большой прочностью, лучшей обрабатываемостью и меньшей склонностью к кристаллизации с отбелом.
Добавка аэросила ниже нижнего предела не обеспечивает получение развитой поверхности, позволяющей увеличить число эвтектических ячеек и, как следствие, не обеспечивающую повышение прочности и обрабатываемости чугуна, а также снижение склонности его в процессе сварки к кристаллизации с отбелом, При содержании аэросила более 8 увеличивается вязкость шлака и снижается его газопроницаемость.
Ферромарганец вводится в состав покрытия как раскислитель, действующий при кристаллизации жидкой ванны, а также для снижения процентного содержания серы в
30 металле шва. Содержание ферромарганца ниже 3 не обеспечивает достаточного раскисления и рафинирования металла шва.
Содержание ферромарганца в заданных пределах положительно влияет на процесс графитизации, устраняет отрицательное влияние серы в металле шва, образуя с ней сернистый марганец Мп$, плохо растворимый в жидко и твердом чугуне и сравнительно легко удаляемый иэ металла в шлак. При содержании ферромарганца свыше 5$ увеличивается переход марганца в чугун, что способствует стабилизации процесса карбидообразования, т.е. способствует отбелу чугуна, !
Каолин вводится в покрытие как шлакообразующий компонент и в то же время как хороший пластификатор. Введение каолина ниже 6 не обеспечивает хороших пластических свойств покрытия, надежной шлаковой защиты, Введение каолина свыше 12 снижает качество электродного покрытия, способствует образованию трещин в покрытии и при сушке электродов
Графит присутствует в составе покрытия как раскислитель и источник углерода в металле шва. Указанное соотношение определяет оптимальное содержание углерода в наплавленном металле, увеличение или. уменьшение этого соотношения ведет к изменению качества металла шва.
Никель вводится в состав электродного покрытия в количестве 7-15 . Основной особенностью никеля является то, что он препятствует образованию свободных карбидов. Введение никеля ниже 77 слабо расширяет область -фаэ, с увеличением процентного содержания никеля до 15 увеличивается его влияние на расширение
45 как повышается стоимость электродов без заметных улучшений сварочно-технологических показателей. Для экспериментальной проверки предлагаемого состава электродного покрытия были подготовлены пять составовингредиентов, из которых 2, 3, 4 составы показали оптимальные результаты. В качестве электродных стержней использовалась сварочная проволока марки Св08А (Св08), Составы электродных покрытий представлены в табл.1. Состав 6 взят по прототипу. Химический состав наплавленного металла приведен в табл,2. 1776526 5-7 7-15 6-12 5-8 3 — 5 Остальное Таблица 1 Составы покрытия Таблица 2 Химический состав наплавленного чугуна Для.определения твердости нэплавленного металла и линии сплавления производили многослойную заварку различных дефектов глубиной 10-12 мм с углом раср 90, 5 Сварку производили электродами диаметром 5 мм на постоянном токе обратной полярности, Из заваренных мест вырезали темплеты для изготовления образцов. Склонность чугуна к отбелу определяли 10 по глубине отбеленной зоны в изломе образцов. Обрабатываемость определялэсь по износу резца с напайкой из сплава BK-8 за 30 мин. при точении на режиме Ч-65 м/мин, $ - 0,8 ммlоб, t- 1,5 мм. Результаты механических свойств и износ резца приведены в табл.3. Высокие сварочно-технологические . свойства электродного покрытия предлагаемого состава способствуют получению l наплавленного металла с однородным химическим составом, повышенными механическими свойствами, снижают способность металла шва и околошовной зоны к отбелу и снижают затраты на режущий инструмент при механической обработке. Формула изобретения Состав электродного покрытия для сварки чугуна, содержащий мрамор, графит, никель, каолин, отличающийся тем, что. с целью снижения склонности к отбелу, состав дополнительно содержит азросил и ферромарганец при следующем соотношении компонентов, мас. : Графит Никель паолин Азросил Ферромаргэнец Мрамор 1776526 Таблица 3 Технологические и механические свойства чугуна Составитель H.Áàöóêèíà Техред М.Моргентал Корректор Л.Палий Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 Заказ 4093 . Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35. Раушскэя наб., 4/5
