Электрод для ручной дуговой сварки дуплексных и разнородных сталей


 


Владельцы патента RU 2428290:

Сванидзе Юрий Валерьянович (RU)
Старченко Евгений Григорьевич (RU)
Дарахвелидзе Юрий Дмитриевич (RU)
Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" (RU)
Ворновицкий Иосиф Наумович (RU)
Зуев Федор Юрьевич (RU)
Долгов Игорь Всеволодович (RU)

Изобретение может быть использовано для ручной дуговой сварки дуплексных и разнородных сталей, в частности углеродистых с низколегированными или среднелегированными закаливающимися сталями, аустенитных или аустенитно-ферритных сталей, в т.ч. броневых, с аустенитными, а также любых их сочетаний. Электрод включает стержень из хромоникелевой стали и нанесенное на него покрытие. Компоненты содержатся в покрытии в следующем соотношении, мас.%: доломит 5-20, плавиковый шпат 3-15, рутил 10-25, двуокись титана 5-20, полевой шпат 2-10, кварцевый песок 2-10, периклаз 1-8, слюда мусковит 1-5, гематит 1-5, углерод 0,1-0,3, оксид хрома 1-4, хром металлический 6-20, ферросилиций 2-8, марганец 1-8, молибден 1-8, железный порошок 3-10, пластификатор 0,5-3,0. В качестве пластификатора покрытие содержит поташ и/или альгинат-гель. Стержень может быть выполнен из проволоки Св-06Х24Н6ТАМФ. Электрод обеспечивает получение металла сварного шва (наплавленного металла) с гарантированным отсутствием трещин за счет регулирования содержания ферритной фазы (от 10 до 40%), выбранного в зависимости от пары свариваемых сталей. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к сварочным материалам и может быть использовано для ручной дуговой сварки дуплексных и разнородных сталей, в частности углеродистых с низколегированными или среднелегированными закаливающимися сталями, аустенитных или аустенитно-ферритных сталей, в т.ч. броневых, с аустенитными, а также любых их сочетаний.

Известен покрытый электрод для ручной дуговой сварки высоколегированных и разнородных сталей по RU 2248869 С1, 27.03.2005 /1/. Электрод /1/ состоит из стержня из аустенитной стали и покрытия, содержащего, мас.%: мрамор 10-28, ферромарганец или марганец 6-15, ферросилиций 1-9, феррохром или хром 5-20, магнезит 3-12, железный порошок 2-10, диоксид титана остальное. Электрод допускает сварку как постоянным, так и переменным током. Его недостатком можно признать невозможность использования для сварки между собой широкого спектра сталей, а также некоторую склонность к образованию трещин в наплавленном металле.

Задачей изобретения является создание универсального электрода, пригодного для сварки различных сочетаний свариваемых сталей, в т.ч. трудносвариваемых.

Технический результат, обеспечиваемый решением указанной задачи, состоит в получении металла сварного шва (наплавленного металла) с гарантированным отсутствием трещин за счет регулирования содержания ферритной фазы (от 10 до 25%), выбранного в зависимости от состава свариваемых сталей.

Поставленная задача решается тем, что электрод для ручной дуговой сварки дуплексных или разнородных сталей включает легированный стержень и нанесенное на него покрытие, содержащее доломит и/или мрамор, плавиковый шпат, рутил, двуокись титана, полевой шпат, кварцевый песок, периклаз, слюду мусковит, гематит, углерод, оксид хрома, хром металлический, ферросилиций, марганец, молибден, железный порошок и пластификатор, при следующем содержании компонентов, мас.%:

доломит и/или мрамор 5-20
плавиковый шпат 3-15
рутил 10-25
двуокись титана 5-20
полевой шпат 2-10
кварцевый песок 2-10
периклаз 1-8
слюда мусковит 1-5
гематит 1-5
графит 0,1-0,3
оксид хрома 1-4
хром металлический 6-20
ферросилиций 2-8
марганец 1-8
молибден 1-8
железный порошок 3-10
пластификатор 0,5-3,0

В качестве пластификатора покрытие электрода может содержать поташ и/или альгинат-гель.

Стержень электрода может быть выполнен из проволоки Св-06Х24Н6ТАМФ.

Марганец может быть введен в покрытие в виде ферромарганца, а молибден - в виде ферромолибдена.

Шлаковая основа покрытия подобрана таким образом, чтобы электрод соответствовал рутилосновному виду, при этом наличие в покрытии рутила и двуокиси титана в указанном соотношении обеспечивает возможность сварки как переменным током, так и постоянным током.

Дуплексные стали содержат наряду с аустенитной фазой порядка 15-25% ферритной фазы, что гарантирует исключение образования трещин.

Введением в состав покрытия ферросилиция, хрома и молибдена регулируется содержание в сварном шве ферритной фазы, а за счет изменения содержания железного порошка и марганца регулируют количество аустенитной фазы. Сбалансированное соотношение указанных компонентов дает возможность получения наплавленного металла с заданным соотношением феррита и аустенита.

Введение гематита совместно с графитом улучшает сварочно-технологические свойства электродов, в частности унифицирует перенос электродного металла в сварочную ванну, что в свою очередь, стабилизирует состав и свойства металла шва. Слюда также влияет на поверхностные свойства наплавленного металла. Совместное введение указанных компонентов обеспечивает согласование плавления стержня и покрытия и стабильный перенос электродного металла в сварочную ванну.

Периклаз введен в состав покрытия для снижения окислительной способности газовой фазы при высоких температурах.

Высоколегированная проволока Св-06Х24Н6ТАМФ гарантирует образование 15-20% ферритной фазы в наплавленном металле. Может быть использована и другая хромоникелевая проволока в зависимости от необходимого соотношения ферритной и аустенитной фазы.

Изобретение реализуется следующим образом.

Для изготовления электродов использовали стержни из проволоки Св-06Х24Н6ТАМФ. Все компоненты покрытия измельчали, а затем смешивали со связующим, в качестве которого использовали натриевое или натриево-калиевое жидкое стекло.

Составы покрытий электродов, включающих ингредиенты в предлагаемом соотношении, приведены в таблице 1.

Электроды изготавливали опрессовкой, а затем подвергали сушке и прокалке при температуре 280-300°C в течение 1 часа.

В табл.1 приведены составы покрытия электрода в соответствии с формулой изобретения. Покрытие нанесено на стержень из проволоки Св-06Х24Н6ТАМФ диаметром 4 мм при коэффициенте массы покрытия 42-44%.

Содержание ферритной фазы в металле, наплавленном с использованием электродов, имеющих состав покрытия 1, 2 и 3, составляет от 25 до 40%.

В табл.2 приведены результаты механических испытаний наплавленного металла на образцах, полученных с использованием электродов с покрытием из табл.1. Все образцы не имеют трещин в наплавленном металле.

Таблица 1
Компоненты покрытия Номер состава покрытия
1 2 3
доломит 17 15 5
плавиковый шпат 3 10 13
рутил 22 10 12
двуокись титана 5 13 15
полевой шпат 7 3,3 2
кварцевый песок 2 6 8
периклаз 6 2 1
слюда мусковит 1 3 5
гематит 4 3 1
углерод 0,2 0,1 0,3
оксид хрома 1 2 4
хром металлический 18 14 6
ферросилиций 2 5 8
марганец 7 3 1
молибден 1 3,6 7
железный порошок 3 5 9
поташ - 2 0,7
альгинат-гель 0,8 - 2
Таблица 2
Номер состава покрытия Механические свойства металла шва (наплавлен. металла)
Временное сопротивл., σв, МПа Предел текучести, σ02, МПа Относител. удлинение, % Относител. сужение, δ,%
1 860 651 30 36
2 862 676 30 35
3 855 642 18,5 22

1. Электрод для ручной дуговой сварки дуплексных или разнородных сталей, включающий стержень из хромоникелевой стали и нанесенное на него покрытие, содержащее доломит, плавиковый шпат, рутил, двуокись титана, полевой шпат, кварцевый песок, периклаз, слюду мусковит, гематит, углерод, оксид хрома, хром металлический, ферросилиций, марганец, молибден, железный порошок и пластификатор, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

доломит 5-20
плавиковый шпат 3-15
рутил 10-25
двуокись титана 5-20
полевой шпат 2-10
кварцевый песок 2-10
периклаз 1-8
слюда мусковит 1-5
гематит 1-5
углерод 0,1-0,3
оксид хрома 1-4
хром металлический 6-20
ферросилиций 2-8
марганец 1-8
молибден 1-8
железный порошок 3-10
пластификатор 0,5-3,0

2. Электрод по п.1, отличающийся тем, что в качестве пластификатора его покрытие содержит поташ и/или альгинат-гель.

3. Электрод по п.1, отличающийся тем, что стержень выполнен из проволоки Св-06Х24Н6ТАМФ.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области производства сварочных материалов для высоколегированных жаропрочных сплавов на железохромоникелевой основе и может быть использовано при изготовлении и монтаже ответственных конструкций в металлургии, энергомашиностроении, химической и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности, например, для изготовления и ремонта реакционных змеевиков высокотемпературных установок пиролиза, подвергающихся значительным статическим нагрузкам, работающих при температурах 800-1100°C, в условиях науглероживания, коррозии и износа труб.

Изобретение относится к сварочным материалам, применяющимся в металлургическом, нефтехимическом и общем машиностроении, и может быть применено в процессах ручной дуговой сварки или наплавки для модифицирования наплавленного металла наноразмерными тугоплавкими частицами.
Изобретение относится к сварочным материалам и может быть использовано для ручной дуговой сварки высоколегированных жаропрочных и жаростойких сталей с содержанием хрома более 25% и никеля от 15% и более, а также сплавов на железоникелевой и никелевой основе.

Изобретение относится к материалам для электродуговой сварки и может быть использовано как покрытие электродов для выполнения заполняющих и облицовочных слоев шва стыков трубопроводов из сталей групп К 60(Х70) - К 70(Х80), а также металлоконструкций из сталей с нормативным пределом прочности до 686 МПа включительно.
Изобретение относится к области производства сварочных материалов и может быть использовано в различных областях промышленности для сварки легированных теплоустойчивых хромомолибденовых сталей, работающих при температуре плюс 450°С.
Изобретение относится к сварочным материалам и может быть использовано для ручной дуговой сварки высоколегированных жаропрочных и жаростойких сталей с содержанием хрома до 26% и никеля - до 20%.

Изобретение относится к области сварочного производства, конкретно к высокопроизводительному электроду для ручной дуговой наплавки слоя стали средней и высокой твердости, преимущественно при восстановлении деталей железнодорожного транспорта.

Изобретение относится к области производства сварочных материалов и может быть использовано для монтажной сварки стыков и ремонта труб из хладостойких низколегированных сталей категории прочности Х-80, а так же в различных областях промышленности для сварки перлитных сталей с пределом текучести от 500 до 600 МПа.

Изобретение относится к области производства сварочных материалов и может быть использовано для монтажной сварки стыков и ремонта труб из хладостойких низколегированных сталей категории прочности К60, Х70, а также в различных областях промышленности для сварки перлитных сталей с пределом текучести от 400 до 500 МПа.
Изобретение относится к сварочным материалам и может быть использовано для ручной дуговой сварки низколегированных сталей перлитного класса, в частности, марок 10ГН2МФА, 15Х2НМФА, 15Х2НМФАА, 15Х3НМА, 15Х3НФАА, работающих при температуре до 350°C

Изобретение относится к области производства сварочных материалов для сварки высоколегированных хромоникелевых аустенитных сталей и сплавов и может быть использовано при изготовлении и монтаже ответственных изделий в металлургии, энергомашиностроении, судостроении, химической и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности, например, для изготовления и ремонта реакционных змеевиков высокотемпературных установок пиролиза, подвергающихся значительным статическим и циклическим нагрузкам, работающих при температурах 800-1150°С, в условиях науглероживания, коррозии и износа труб
Изобретение относится к составам электродных покрытий и может быть использовано в сварочных электродах для сварки неответственных конструкций из малоуглеродистой стали
Изобретение относится к сварочным материалам, а именно к составу связующего электродных покрытий, и может быть использовано при изготовлении электродов для ручной электродуговой сварки углеродистых и низколегированных сталей
Изобретение может быть использовано для сварки или наплавки изделий из 13% хромистых сталей, работающих в условиях высоких нагрузок, повышенного износа и коррозионного воздействия. Стержень электрода выполнен из стали, содержащей компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод не более 0,015, кремний 0,2-0,5, марганец 0,3-0,7, хром 11,5-13,5, никель 1,8-2,5, железо - остальное. Покрытие содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: плавиковый шпат 35-40, двуокись титана 20-30, хром металлический 1-6, кремнефтористый натрий 5-15, никель 2-8, молибден 0,5-4, оксид редкоземельного металла 0,5-6, мрамор - остальное. Жидкое стекло калиево-натриевое к массе сухой смеси 20-28. Электроды обеспечивают высокую стойкость наплавленного металла или металла сварного соединения к образованию холодных трещин и прочностные характеристики наплавленного металла или металла сварного шва на уровне свариваемых 13%-хромистых сталей аустенитно-мартенситного класса при сохранении высоких показателей пластичности и ударной вязкости. 3 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к электродной проволоке, применяемой в электродуговой сварке. Для стабилизации дуги и увеличения срока службы контактного конца электродная проволока для использования в электродуговой сварке содержит металлическую основу электродной проволоки и твердый проводник на поверхностях данной металлической основы электродной проволоки. Данный твердый проводник содержит электропроводящее измельченное твердое вещество, состоящее из оксида металла, который сохраняется твердым и не реакционноспособным на воздухе при 1200°C. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил., 5 табл., 3 пр.

Изобретение может быть использовано для ручной дуговой сварки деталей и конструкций из углеродистых и низколегированных конструкционных сталей в строительной, нефтегазовой и других отраслях промышленности. Электродное покрытие включает компоненты при следующем соотношении, мас.%: известняк 29,2-35,8, плавленый компонент 16,4-23,9, рутил или диоксид титана 13,7-14,2, плавиковый шпат 10,8-12,8, полевой шпат 6,8-8,7, ферромарганец 6,9-9,5 и каолин 5,2-6,1. Плавленый компонент представляет собой синтетический минеральный сплав и включает компоненты в следующем соотношении, мас.%: оксид кремния 38-39, оксид алюминия 22-24, оксид железа (III) 12-14, оксид кальция 10-12, оксид магния 9-10, оксид калия и/или оксид натрия 3-5. Состав электродного покрытия основного типа, разработанный на основе доступного, недефицитного и недорого минерального сырья Пермского края, обеспечивает достаточно высокий уровень сварочно-технологических свойств электродов: легкое зажигание и стабильность горения дуги, полное предотвращение пористости металла сварного шва, получение легкоотделяемой шлаковой корки, качественное формирование сварного шва в различных пространственных положениях. 2 ил., 2 табл.
Наверх