Состав электродного покрытия
Владельцы патента RU 2274534:
Открытое акционерное общество "Западно-Сибирский металлургический комбинат" (RU)
Изобретение может быть использовано при изготовлении электродов для дуговой сварки углеродистых и низколегированных сталей. Состав содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: мрамор 49,5-51,0, рутил 5,0-6,0, ферромарганец 4,5-5,5, ферросилиций 8,0-9,0, плавиковый шпат 23,0-25,0, кварцевый песок 1,5-2,5, талькомагнезит 3,5-4,5 и сода 1,0-1,5. Состав обеспечивает повышение пластичности обмазочной массы и текучести шлака при сварке при высоком качестве наплавленного металла, а также снижение себестоимости электродов. 1 табл.
Изобретение относится к материалам для дуговой сварки, а именно к составам электродного покрытия, преимущественно для сварки углеродистых и низколегированных сталей.
Известен состав электродного покрытия преимущественно для сварки углеродистых и низколегированных сталей, содержащий, мас.%: мрамор - 53-55; плавиковый шпат - 15-17; ферросилиций - 7-10; силикомарганец - 6-9; кварцевый песок - 8-9; тальк - 3,0-3,5; соду кальционированную - 1,0-1,2; пластификатор - 1,3-2,0 (Патент РФ №2125927, В 23 К 35/365, опубл. 10.02.1999).
Недостатками указанного состава покрытия являются плохая опрессовываемость покрытия вследствие низких реологических свойств обмазочной массы, низкая эластичность дуги, только удовлетворительная отделимость шлаковой корки.
Известен состав электродного покрытия для дуговой сварки, содержащий, мас.%: плавиковый шпат - 10-12; каолин 2-4; рутил - 10-14; полевой шпат 6-9; ферромарганец 4-8; ферросилиций - 9-12; органический пластификатор - 1-2; мрамор - остальное (Патент РФ №2219032, В 23 К 35/365, опубл. 20.12.2003).
Недостатками известного состава электродного покрытия, так же как и предыдущего, являются недостаточно высокие реологические свойства обмазочной массы и, как следствие, затруднения при опрессовке электродов и высокая себестоимость электродов.
Технической задачей создания изобретения является повышение пластичности обмазочной массы, повышение текучести шлака при сварке, обеспечение получения наплавленного металла более высокого качества, а также снижение себестоимости электродов.
Поставленная задача решается тем, что в состав электродного покрытия для дуговой сварки, содержащий мрамор, рутил, ферромарганец, ферросилиций и плавиковый шпат, согласно изобретению дополнительно введены кварцевый песок, талькомагнезит и сода при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Мрамор | 49,5-51,0 |
| Рутил | 5,0-6,0 |
| Ферромарганец | 4,5-5,5 |
| Ферросилиций | 8,0-9,0 |
| Плавиковый шпат | 23,0-25,0 |
| Кварцевый песок | 1,5-2,5 |
| Талькомагнезит | 3,5-4,5 |
| Сода | 1,0-1,5 |
Техническая сущность изобретения состоит в следующем.
Наличие в покрытии в указанных количествах рутила и кварцевого песка позволяет получить требуемые физико-механические характеристики шлака, обеспечивающие хорошее формирование валика, в части его растекаемости и плавных переходов к основному металлу. Применение в составе электродного покрытия рутила позволяет получить достаточно текучий шлак. Рутил является дорогостоящим компонентом, и снижение его содержания в составе приводит к снижению себестоимости шихты (электродов). Талькомагнезит и сода выступают дополнительными пластификаторами, придающими обмазочной массе высокие реологические свойства.
Наличие в покрытии указанного количества плавикового шпата обеспечивает повышение перехода легирующих элементов в металл шва.
Таким образом, изменение пределов содержания любого из основных компонентов заявляемого состава покрытия приводит к потере свойств электродов, определяемых задачей изобретения. Следовательно, только заявляемая совокупность компонентов покрытия обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении текучести шлака при сварке и в обеспечении получения наплавленного металла более высокого качества, а также снижении себестоимости электродов.
Для проведения испытаний электродов с предлагаемым покрытием были изготовлены электроды диаметром 4,0 мм. В качестве связующего использовали калиево-натриевое жидкое стекло в количестве 25-27%, имеющее показатели: модуль - 2,85-3,2; плотность 1,3-1,5 г/см3; вязкость - 0,5-0,8 Па·с. Покрытие наносилось на металлические стержни диаметром 4,0 мм из проволоки Св08А способом опрессовки. В процессе изготовления электродов установили, что по реологическим свойствам обмазочной массы и технологичности опрессовки они значительно превосходили электроды как с первым известным покрытием, так и покрытием прототипа. В процессе испытаний оценивали сварочно-технологические свойства электродов: стабильность горения дуги, качество формирования шва, эластичность дуги, отделимость шлаковой корки. Электроды перед сваркой прокаливали при температуре 350±20°С в течение часа. Результаты испытаний представлены в таблице.
| № п/п | Компоненты | Содержание, мас. % | ||||
| Вариант | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 1 | Мрамор | 42,0 | 39,5 | 50,0 | 55,5 | 58,0 |
| 2 | Рутил | 7,0 | 6,5 | 5,5 | 6,5 | 4,0 |
| 3 | Ферромарганец | 6,0 | 5,5 | 5,0 | 4,5 | 4,0 |
| 4 | Ферросилиций | 9,0 | 8,5 | 8,5 | 7,0 | 5,0 |
| 5 | Плавиковый шпат | 28,0 | 27,0 | 24,0 | 18,5 | 21,0 |
| 6 | Кварцевый песок | 1,9 | 4,0 | 2,0 | 3,0 | 5,0 |
| 7 | Талькомагнезит | 5,1 | 7,8 | 4,0 | 3,5 | 2,0 |
| 8 | Сода | 1,0 | 1,2 | 1,0 | 1,5 | 1,0 |
| Результаты испытаний | Шлак жидкий, удаление затруднено | Шлак жидкий, удаление шлака чрезвычайно затруднено | Высокая пластичность обмазочной массы, высокое качество сварного шва | Снижается пластичность обмазочной массы | Низкая пластичность обмазочной массы |
Как видно из таблицы, оптимальные параметры при изготовлении электродов и сварного шва были достигнуты для электродов с покрытием 3.
При снижении содержания мрамора и увеличении количества остальных компонентов шлак - жидкий, трудноудаляемый; при увеличении количества мрамора существенно снижаются пластические свойства обмазочной массы и затрудняется опрессовка электродов.
Испытания показали хорошую стабильность горения дуги, валик - мелкочешуйчатый, с плавным переходом к основному металлу, дуга удлиняется до тройного диаметра электрода, отделяемость шлаковой корки - высокая.
Испытания подтвердили соответствие электродов типу Э50 по ГОСТ 9467-75, причем значения относительного удлинения металла шва получены в интервале 29-32% с хорошей равномерностью и отсутствием выпадов.
Предлагаемый состав электродного покрытия промышленно применим и может быть использован при производстве сварочных электродов с основным покрытием.
Состав электродного покрытия для дуговой сварки, содержащий мрамор, рутил, ферромарганец, ферросилиций и плавиковый шпат, отличающийся тем, что в него дополнительно введены кварцевый песок, талькомагнезит и сода при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Мрамор | 49,5-51,0 |
| Рутил | 5,0-6,0 |
| Ферромарганец | 4,5-5,5 |
| Ферросилиций | 8,0-9,0 |
| Плавиковый шпат | 23,0-25,0 |
| Кварцевый песок | 1,5-2,5 |
| Талькомагнезит | 3,5-4,5 |
| Сода | 1,0-1,5 |
