Электрод для ручной дуговой сварки перлитных сталей


 


Владельцы патента RU 2428291:

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)
Зубченко Александр Степанович (RU)
Носов Станислав Иванович (RU)

Изобретение может быть использовано для ручной дуговой сварки низколегированных сталей перлитного класса, в частности, марок 10ГН2МФА, 15Х2НМФА, 15Х2НМФАА, 15Х3НМА, 15Х3НФАА, работающих при температуре до 350°С. Электрод включает стержень из низколегированной стали и нанесенное на него покрытие. Покрытие содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: мрамор 35-40, плавиковый шпат 12-17, рутиловый концентрат 10-16, двуокись титана 3-5, ферросилиций 4-7, ферротитан 5-7, марганец 3-7, графит 0,1-0,3, гематит 1,0-3,0, слюда 1,0-3,0, пластификатор 1,0-3,0, железный порошок - остальное. Соотношение между содержанием в покрытии графита к суммарному содержанию гематита и слюды составляет 0,02-0,10. Стержень электрода может быть выполнен, например, из проволоки марок Св-10ГН1МА. В качестве пластификатора покрытие электрода может содержать, например, поташ. Электрод обеспечивает повышение прочностных и пластических свойств металла при температуре до 350°С за счет сбалансированного его состава и унифицированного переноса расплавленного металла в сварочную ванну путем регулирования его поверхностных свойств. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

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.

Известны электроды для сварки сталей перлитного класса, например SU 1666285 А1, 30.07.1991 /1/, RU 2319590 С2, 12.04.2006 /2/.

Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемого электрода является покрытый электрод для ручной дуговой сварки по SU 880673 А1, 15.11.1981 131. Покрытие электрода /3/ содержит, мас.%: мрамор 35-40, рутил 12-18, ферросилиций 6-9, ферромарганец 5-8, ферротитан 1-4, железный порошок 5-10, гематит 1,9-6,0, графит 0,1-0,5, плавиковый шпат - остальное. Электрод обеспечивает получение наплавленного металла с высокими функциональными свойствами. Его недостатком можно признать нестабильность переноса электродного металла в сварочную ванну и некоторую нестабильность формирования шва и шлака при сварке в потолочном и вертикальном положениях.

Задачей изобретения является разработка электродов с улучшенными сварочно-технологическими свойствами и стабильно высокими механическими свойствами металла шва.

Технический результат, обеспечиваемый решением указанной задачи, состоит в повышении прочностных и пластических свойств металла при температуре до 350°C за счет сбалансированного его состава и унифицированного переноса расплавленного металла в сварочную ванну путем регулирования поверхностных свойств взаимодействующих расплавленного металла и шлака.

Поставленная задача решается тем, что в электроде для ручной дуговой сварки низколегированных сталей перлитного класса, включающем стержень из низколегированной стали и нанесенное на него покрытие, содержащее мрамор, плавиковый шпат, рутиловый концентрат, двуокись титана, ферросилиций, ферротитан, марганец металлический, графит, гематит и железный порошок, покрытие дополнительно содержит слюду и пластификатор при следующем содержании компонентов, мас.%:

мрамор 35-40
плавиковый шпат 12-17
рутиловый концентрат 10-16
двуокись титана 3-5
ферросилиций 4-7
ферротитан 5-7
марганец металлический 3-7
графит 0,1-0,3
гематит 1,0-3,0
слюда 1,0-3,0
пластификатор 1,0-3,0
железный порошок остальное,

при этом соотношение между содержанием в покрытии графита к суммарному содержанию гематита и слюды составляет 0,02-0,10.

Стержень электрода может быть выполнен, например, из проволоки марок Св-10ГН1МА. В качестве пластификатора покрытие электрода может содержать поташ.

Шлакообразующие компоненты покрытия подобраны таким образом, чтобы оно соответствовало рутил-основному виду.

Введение гематита совместно с графитом улучшает сварочно-технологические свойства электродов. Гематит позволяет повысить окисленность зоны плавления, в результате чего снижается поверхностное натяжение взаимодействующих капли и шлака, что способствует измельчению и улучшению переноса капель, обусловливающего высокое качество металла шва.

Слюда, введенная в состав покрытия, способствует не только пластифицированию обмазочной массы при изготовлении электродов, но и влияет на поверхностные свойства расплавленного металла.

Соотношение между содержанием в покрытии графита и суммарным содержанием гематита и слюды, равное 0,02-0,10, обеспечивает согласованное плавление стержня и покрытия и стабильный перенос электродного металла в сварочную ванну.

Марганец (возможно его введение в виде ферромарганца) улучшает механические свойства сварного шва при комнатной и повышенной температуре. Совместное введение в покрытие таких компонентов, как марганец, ферросилиций и железный порошок в предлагаемых количествах, позволяет регулировать в широком диапазоне химический состав, теплофизические и механические свойства сварного шва, а также структуру наплавленного металла.

Ферросилиций и ферротитан обеспечивают глубокое раскисление наплавленного металла и снижают склонность к старению.

Железный порошок позволяет регулировать активность покрытия и шлака при горении дуги.

В качестве двуокиси титана может быть использован рутил или чистая двуокись титана. Указанные материалы могут быть использованы также и совместно.

Изобретение реализуется следующим образом.

Для изготовления электродов использовали стержни из проволоки Св-10ГН1МА. 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 360°C в течение 1,5 часа.

Испытания электродов проводили следующим образом. Были сварены пластины из стали 10ГН2МФА, из которых изготовили образцы для механических испытаний наплавленного металла.

В таблице 1 приведены составы покрытия электрода в соответствии с формулой изобретения. Покрытие нанесено на стержень из проволоки Св-10ГН1МА диаметром 4 мм при коэффициенте массы покрытия 42-46%.

Таблица 1
Компоненты покрытия Номер состава покрытия
1 2 3
мрамор 35 39 40
плавиковый шпат 12 17 15
рутиловый концентрат 16 12 10
двуокись титана 3 4 5
ферросилиций 4 6 7
ферротитан 7 6 5
марганец металлич. 3 4,5 7
графит 0,1 0,2 0,3
гематит 1,0 1,8 3,0
слюда 1,0 2,0 3,0
поташ 3 1,0 2
железный порошок 14,9 6,5 2,7

В таблице 2 приведены фактические значения механических свойств металла шва, полученные при сварке пластин из стали 10ГН2МФА с использованием электродов с покрытием из табл.1, при комнатной температуре (20°C) и при температуре плюс 350°C.

Образцы были подвергнуты высокому отпуску при температуре 650±10°C с выдержкой 10±0,5 ч.

Таблица 2
Температ. испытаний Т, °C Механические свойства металла шва (наплавлен.металла)
Временное сопротивл. разрыву, МПа (кгс/мм2) Предел текучести, МПа (кгс/мм2) Относител. удлинение, % Относител. сужение, % Ударная вязкость, Дж/см2, (кгс·м/см2)
20 539(55) 343(35) 20 59 53(5)*
350 490(50) 294(30) 19 57 -
* При испытании на образцах типа IX по ГОСТ 6996

1. Электрод для ручной дуговой сварки низколегированных сталей перлитного класса, включающий стержень из низколегированной стали и нанесенное на него покрытие, содержащее мрамор, плавиковый шпат, рутиловый концентрат, двуокись титана, ферросилиций, ферротитан, марганец металлический, графит, гематит и железный порошок, отличающийся тем, что покрытие дополнительно содержит слюду и пластификатор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

мрамор 35-40
плавиковый шпат 12-17
рутиловый концентрат 10-16
двуокись титана 3-5
ферросилиций 4-7
ферротитан 5-7
марганец металлический 3-7
графит 0,1-0,3
гематит 1,0-3,0
слюда 1,0-3,0
пластификатор 1,0-3,0
железный порошок остальное,

при этом соотношение между содержанием в покрытии графита к суммарному содержанию гематита и слюды составляет 0,02-0,10.

2. Электрод по п.1, отличающийся тем, что его стержень выполнен из проволоки Св-10ГН1МА.

3. Электрод по п.1, отличающийся тем, что в качестве пластификатора покрытие содержит поташ.



 

Похожие патенты:
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.

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 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.
Изобретение может быть использовано при изготовлении электродов для износостойкой наплавки деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания в сочетании с интенсивными ударными нагрузками. Покрытие содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: карбид титана 9,4-10,0, феррохром 67,0-70,0, графит 3,2-4,0, жидкое стекло 15,0-20,0, соль щелочного металла и карбоксиметилцеллюлозы 0,4-1,0. Состав покрытия обеспечивает повышение его реологических свойств, снижение брака покрытия при производстве, транспортировке и хранении, а также снижение уровня выделения вредных веществ и повышение чистоты наплавленного металла по неметаллическим включениям. 1 табл.
Наверх