Электродное покрытие
Владельцы патента RU 2293007:
Закрытое акционерное общество "Завод сварочных электродов "Сибэс" (RU)
Изобретение может быть использовано при изготовлении электродов для дуговой сварки. Электродное покрытие содержит, мас.%: железный порошок 16-19, ферромарганец 5-6, ферросилиций 6-7, ферромолибден 1-2, алюмомагний 1-2, кварцевый песок 1-2, рутил 6-7, полевой пшат 3-4, каолин 2-4, плавиковый шпат 10-12, органический пластификатор 1-2, мрамор остальное. Подбор компонентов электродного покрытия позволил повысить предел прочности наплавленного электродами металла до значения не менее 589 МПа и снизил до минус 60°С минимальную температуру обеспечения ударной вязкости не менее 34 Дж/см2. 2 табл.
Изобретение относится к материалам для дуговой сварки, а именно к электродным покрытиям, применяемым при изготовлении электродов для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Для этих групп сталей известны различные электродные покрытия, которые позволяют получить высокие механические свойства металла шва, но недостаточные для использования при сварке сталей классов К55-К60.
Известны электроды марки УОНИ - 13/55 с покрытием, содержащим, мас.%: мрамор 54, плавиковый шпат 15, ферромарганец 5, ферросилиций 5, кварцевый песок 9 и ферротитан 12 [RU, патент №2005032, МКИ7 В 23 К 35/365, 1991].
Наиболее близким к предлагаемому по составу является электродное покрытие [RU, патент №2219032, МКИ7 В 23 К 35/365, 2003], содержащее следующие компоненты, мас.%: плавиковый шпат 10-12, каолин 2-4, рутил 10-14, полевой шпат 6-9, ферромарганец 4-8, ферросилиций 9-12, пластификатор 1-2, мрамор остальное.
Электроды с таким составом покрытия обеспечивают хороший сварочный шов, но для наплавленного ими металла характерны низкий предел прочности до 510 МПа и минимальная температура обеспечения ударной вязкости не менее 34 Дж/см2 - минус 50°С.
Технической задачей, стоящей перед изобретением, является повышение предела прочности наплавленного электродами металла до значения не менее 589 МПа и снижение до минус 60°С минимальной температуры обеспечения ударной вязкости не менее 34 Дж/см2.
Поставленная задача решается тем, что в состав электродного покрытия, содержащий мрамор, плавиковый шпат, каолин, рутил, полевой шпат, ферромарганец, ферросилиций и пластификатор, дополнительно введены железный порошок, алюмомагний, ферромолибден, кварцевый песок при следующем содержании компонентов, мас.%: железный порошок 16-19, ферромарганец 5-6, ферросилиций 6-7, ферромолибден 1-2, алюмомагний 1-2, кварцевый песок 1-2, рутил 6-7, полевой шпат 3-4, каолин 2-4, плавиковый шпат 10-12, органический пластификатор 1-2, мрамор остальное.
При подборе состава электродного покрытия были изготовлены и испытаны электроды, указанные в табл.1.
Оптимальные параметры механической прочности металла шва и изготовления электродов (давление экструзии, прочность и эксцентричность обмазки) были достигнуты для электродов с покрытием варианта №3-5 (см. табл.1).
Механические свойства электродов приведены в табл.2.
Испытания сварочно-технологических свойств показали стабильное горение сварочной дуги и хорошее формирование шва при незначительном разбрызгивании наплавляемого металла. При изготовлении выход качественных электродов составил 93%.
Применение в составе покрытия ферромолибдена, алюмомагния и кварцевого песка позволило увеличить механические свойства наплавленного металла до необходимых параметров, при снижении расхода ферросилиция, а введение в покрытие железного порошка увеличить производительность наплавки.
Покрытия наносились на стержни из сварочной проволоки марки Св08АА диаметрами 3,0 и 4,0 мм методом опрессовки.
Испытания сварочно-технологических свойств электродов с предлагаемым покрытием и механических свойств металла шва подтвердили соответствие электродов типу Э60 по ГОСТ 9466-75.
| Таблица 1 Составы электродных покрытий | ||||||||
| Компоненты | Содержание, мас. % | |||||||
| вариант | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
| Железный порошок | 16 | 16 | 16 | 19 | 19 | 19 | 19 | 19 |
| Ферромарганец | 10 | 8 | 5 | 6 | 6 | 6 | 6 | 5 |
| Ферросилиций | 10 | 5 | 6 | 6 | 7 | 6 | 5 | 5 |
| Ферромолибден | - | 0 | 1 | 2 | 2 | 1 | 2 | 3 |
| Алюмомагний | - | 1 | 1 | 1 | 2 | 1 | - | 1 |
| Кварцевый песок | 4 | 3 | 1 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 |
| Рутил | 5 | 5 | 6 | 7 | 7 | 6 | 6 | 7 |
| Полевой шпат | 5 | 6 | 3 | 4 | 4 | 6 | 5 | 4 |
| Каолин | 3 | 3 | 2 | 3 | 4 | 3 | 3 | 3 |
| Плавиковый шпат | 12 | 12 | 10 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 |
| Органический пластификатор | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 1 | 1 | 1 |
| Мрамор | 34 | 40 | 48 | 37 | 33 | 36 | 38 | 38 |
| Таблица 2 Механические свойства металла шва | ||||||||
| Вариант | Временное сопротивление, σВ, МПа | Предел текучести, σТ МПа | Относительное удлинение, δ, % | Ударная вязкость KCV, >34 Дж/см2, при t°C | ||||
| Норма | >589 | >530 | >20 | -60 | ||||
| 1 | 534 | 401 | 33 | -40 | ||||
| 2 | 550 | 430 | 38 | -40 | ||||
| 3 | 560 | 470 | 35 | -60 | ||||
| 4 | 605 | 545 | 28 | -60 | ||||
| 5 | 630 | 550 | 25 | -60 | ||||
| 6 | 573 | 500 | 25 | -60 | ||||
| 7 | 510 | 410 | 38 | -40 | ||||
| 8 | 670 | 575 | 25 | -50 |
Электродное покрытие для дуговой сварки, содержащее мрамор, плавиковый шпат, каолин, рутил, полевой шпат, ферромарганец, ферросилиций и пластификатор, отличающееся тем, что в него дополнительно введены железный порошок, алюмомагний, ферромолибден, кварцевый песок при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Железный порошок | 16-19 |
| Ферромарганец | 5-6 |
| Ферросилиций | 6-7 |
| Ферромолибден | 1-2 |
| Алюмомагний | 1-2 |
| Кварцевый песок | 1-2 |
| Рутил | 6-7 |
| Полевой шпат | 3-4 |
| Каолин | 2-4 |
| Плавиковый шпат | 10-12 |
| Органический пластификатор | 1-2 |
| Мрамор | Остальное |
