Состав электродного покрытия

 

Использование: при сварке, в частности составы покрытий электродов для сварки конструкционных сталей. Сущность изобретения: состав электродного покрытия содержит следующие компоненты , мас.%: плавиковый шпат 14-19: кварцевый песок 5-9; ферросилиций 2-3; ферромарганец 4-5; ферротитзн 5-7; эвдиалит 17-11; мрамор-остальное. Введение в состав электродного покрытия эвдиалита способствует повышению пластических свойств и ударной вязкости наплавленного металла.3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю В 23 К 35/365

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 4 4

© (Я

ЬЭ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4926979/08 (22) 10.04.91 (46) 23.11.92. Бюл. hh 43 (71) Производственное объединение "Луганский тепловозостроительный завод им. Октябрьской революции" (72) Л.Х.Стукальская, H.Â.Áàöóêèíà, А.Н.Ткаченко и А.П.Своеволин (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1066766, кл. В 23 К 35/365, 1980ã.

Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1180217, кл. В 23 К 35/365, 1984 r, Авторское свидетельство СССР

М 1166960, кл. В 23 К 35/365, 1984г.

Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1090519, кл. В 23 К 35/365, 1983.

Изобретение относится к сварке, в частности к составу электродного покрытия, предназначенного для сварки конструкционных сталей.

Известен состав электродного покрытия, содержащий мрамор, плавиковый шпат, ферромарганец, ферросилиций, ферротитан, гексатитонат калия, кварц (авт.св, f4 1180217, кл. В 23 К 35/365, 1984г.).

Недостатком этого покрытия является повышенное разбрызгивание электродного металла, а также высокая "вязкость" шлака, что ведет к образованию пор и затрудняет сварку в вертикальном и потолочном положении.

Наиболее близким к предлагаемому составу покрытия и достигаемому эффекту является состав, содержащий мрамор, плавиковый шпат, кварц, ферротитан, ферромарганец, ферросилиций, оксалат каль. Ы 1776527 А1 (54) СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ (57) Использование: при сварке, в частности составы покрытий электродов для сварки конструкционных сталей. Сущность изобретения: состав электродного покрытия содержит следующие компоненты, мас. (,: плавиковый шпат 14 — 19; кварцевый песок 5-9; ферросилиций 2-3; ферромарганец 4 — 5; ферротитан 5-7; эвдиалит 17-11; мрамор — остальное. Введение в состав электродного покрытия эвдиалита способствует повышению пластических свойств и ударной вязкости наплавленного металла. 3 табл. ция (авт,св. М 1090519, кл. В 23 К 35/365, 1983 ã.}, Электроды с покрытием этого состава нетехнологичны в изготовлении. Покрытие быстро затвердевает и имеет малую пластичность, что приводит при изготовлении к эксцентричности. Поэтому при сварке часто возникают поры при изменении длины сварочной дуги.

Цель изобретения — повышение пластических свойств и ударной вязкости металла шва, а также. снижение потерь металла на разбрызгивание и улучшение сварочно-технологических свойств.

Поставленная цель достигается тем, что в состав электродного покрытия содержащего мрамор, плавиковый шпат, кварцевый песок, ферросилиций, ферротитан, ферромарганец и компонент, содержащий оксид кальция в качестве компонента, содержащего оксид кальция вводится эвдиалит и ри сле1776527

10

20 дующем соотношении компонентов, мас, $: плавиковый шпат 14 -19; кварцевый песок

5 — 9; ферросилиций 2 — 3; ферромарганец

4 — 5; ферротитан 5 — 7; эвдиалит 17 — 22; мрамор остальное.

Введение в состав электродного покрытия обогащенного компонента минерала .эвдиалита, представляющего природную окисленную лигатуру, состоящую из компонентов, мас,7; ZnOz 25-40;

МЬ О5 5; РЗМ205 10; Т!О 2; А!20з 0,5; $!02

0,1; FezOg 1; FeO 5; МпО 5; СаО остальное, в количестве 17-22 способствует повышению пластических свойств и ударной вязкости наплавленного металла за счет микролегирования и модифицирования металла окислами ниобия, циркония Р3М, входящими в состав этого минерала.

При введении в электродное покрытие минерала снижается содержание вредных примесей в наплавленном металле, таких . как S и Р. Повышенное содержание серы в металле шва образует с железом легкоплавкие эвтектики с температурой плавления

1195ОС, что ведет к появлению горячих трещин. Уменьшению концентрации серы в ме. талле шва, а следовательно повышению его пластических свойств, способствуют окислы МпО, СаО, А! Оз, $)02, входящие в состав минерала эвдиалита, облегчая переход серы. в шлак. Кроме того, эти окислы образуют с серой следующие соединения, не дающие легкоплавкие эвтектики: Мп$, CaS, AlgSa т.пл. 1610 С, 1590 С, 1550 С соответственно, а S)Oz, соединяясь с серой, образует сильфид кремния $!$г, улетучивающийся из расплава с газами.

Уменьшению содержания фосфора в металле шва способствуют окислы FeO, FezOa, МпО, СаО, которые связывают его в шлакующиеся комплексные соединения.

Снижение содержания серы и фосфора в металла шва улучшает механические свойства и повышает ударную вязкость при низких температурах сварного соединения.

8 процессе диссоциации минерала эвдиалита в зоне сварочной дуги выделяются ионы редкоземельных металлов, обладающие низким потенциалом ионизации, обеспечивающие повышение стабильности горения дуги, способствующие мелкока. пельному переносу металла, снижающие потери металла на разбрызгивание при сварке и получение наплавленного металла без пор при неизбежных колебаниях дуги в монтажных условиях, Наличие окислов Fez0a, СаО, МпО обеспечивает при остывании шлака его расширение, что приводит к растрескиванию и

55 легкому удалению шлака с поверхности шва.

Введение эвдиалита в состав покрытия менее 17ь не обеспечивает достаточно высокую стабильность горения дуги, снижение содержания серы и фосфора.в металла шва незначительное. Увеличение содержания звдиалита в покрытии более 227 ведет к снижению показателей пластичности, что вызвано пересыщением наплавленного металла тугоплавкими окислами, входящими в состав эвдиалита, Плавиковый шпат вводится в состав электродного покрытия в количестве 1419ф с целью более полного удаления водорода из зоны сварки путем связывания era в стойкое соединение HF, которое переходит в шлак. Плавиковый шпат увеличивает жидкотекучесть шлака, что способствует более полному выделению газов из сварочной ванны.

Снижение содержания плавикового шпата ниже 14 не обеспечивает удаление водорода в необходимом количестве. При содержании более 19 ухудшается ста-. бильность горения дуги из-за влияния ионов фтора.

Содержание мрамора, кварцевого песка в составе электродного покрытия в количестве 41-49,5% соответственно определено из условия обеспечения надежной газовой и шлаковой защиты сварочной ванны, Введение этих компонентов ниже

41 и 5$ не обеспечивает надежной газовой и шлаковой защиты от 02NzHz, паров

Н20, что ведет к образованию пор, снижает ударную вязкость наплавленного металла.

Увеличение содержания мрамора ниже

49,5 ведет к зашлаковке сварочной ванны, а содержание кварцевого песка ниже 9,5ф понижает пластические свойства наплавленного металла, так как образуются силикаты марганца, который присутствует .в покрытии.

Ферромарганец, ферросилиций, ферротитан вводятся в покрытие в качестве раскислителей. Содержание ферромарганца, ферросилиция, ферротитана ниже

4, 2, 5 соответственно не обеспечивает достаточного раскисления металла шва, снижает пластические показатели наплавленного металла. Повышение содержания ферросплавов свыше 3 ферросилиция, 7 (, ферротитана, 5 7 ферромарганца способствует образованию шлака более "вязкого", густого, тягучего, плохо обтекающего валик, ухудшает стабильность горения дуги.

Для экспериментальной проверки предлагаемого электродного покрытия были изготовлены пять составов-ингредиен1776527

Таблица 1

Таблица 2

Химический состав наплавленного металла тов, из которых 2, 3, 4 составы показали оптимальные результаты..

Предлагаемые составы покрытия представлены в табл.1, Покрытие наносилось на проволоку марки Св08А (Св08) диаметром

3-4 мм. Сварка производилась на постоянном токе обратной полярности от серийно выпускаемых источников питания.

В табл.2 приведены химические составы наплавленного металла, выполненного электродами с покрытием 2, 3, 4. Механические свойства наплавленного металла представлены в табл.3.

Анализ результатов испытаний показал, что по механическим свойствам металла шва электроды с данным покрытием относятся к типу 350А. По сравнению с прототипом полученные значения д, ф, ак показывают, что сварные швы обладают повышенными пластическими свойствами, гарантируют требуемый уровень ударной вязкости наплавленного металла при нормальных и низких температурах.

Электроды с предлагаемым покрытием позволяют производить сварку во всех пространственных положениях, обеспечивают хорошее формирование шва, значительно снижают разбрызгивание металла, шлаковая корка легко отделяется, обеспечивается высокая стабильность горения дуги.

Формула изобретения

Состав электродного покрытия, содержащий мрамор, плавиковый шпат, кварцевый песок, ферросилиций, ферротитан, 10 ферромарганец и компонент, содержащий оксид кальция, отличающийся тем, что, с целью повышения пластических свойств и ударной вязкости металла шва, а также снижения потерь металла на разбрызгивание и

15 улучшения сварочно-технологических свойств, е качестве компонента, содержащего оксид кальция, состав содержит эвдиалит и ри следующем соотношении компонентов, мас. :

20 плавиковый шпат 14-19; кварцевый песок - 5-9; ферросилиций 2 — 3; ферромарганец 4-5; ферротитан 5 — 7;

25 эвдиалит 17 — 22; мрамор остальное.

1776527

Таблица 3

Механические свойства наплавленного металла

Составитель Л.Стукальская

Техред М,Моргентал Корректор Н.Гунько

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, Раушская наб., 4/5