Состав для изготовления связующего электродных покрытий

Изобретение может быть использовано при изготовлении электродов для ручной электродуговой сварки углеродистых и низколегированных сталей. Состав содержит следующие компоненты, мас.%: калиево-натриевый силикат 30,0-40,0, вода - остальное, а также дополнительно содержит сульфат натрия в количестве 1,0-2,5% от массы калиево-натриевого силиката. Технический результат заключается в получении высококачественного состава для изготовления связующего электродных покрытий с вязкостью в заданном диапазоне при низкой себестоимости жидкого стекла. 1 табл.

 

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.

Известно связующее электродных покрытий, включающее водный раствор силиката щелочного металла, в качестве которого используют неосветленный продукт выщелачивания опал-кристобалитовой породы, содержащий 18-22 мас.% нерастворенного остатка (Патент RU №2070498, B23K 35/365, опубл. 20.12.1996).

Недостатком известного связующего является длительность процесса изготовления электродов из-за наличия в жидком стекле шлама, находящегося во взвешенном состоянии, а также во вредных условиях труда при работе со щелочами.

Наиболее близким по технической сущности является состав для изготовления связующего электродных покрытий, содержащий калиево-натриевый силикат, воду и кальцинированную соду в количестве 1,5-2,5% от массы силиката. Для получения связующего производят разварку силикатной глыбы с одновременным растворением ее в воде (Патент RU №2036764, B23K 35/365, опубл. 09.06.1995).

Недостатком известного изобретения является высокая себестоимость электродов за счет содержания кальцинированной соды в составе связующего электродных покрытий.

Задачей настоящего изобретения является разработка высококачественного состава для изготовления связующего электродных покрытий с вязкостью в заданном диапазоне и низкой себестоимостью жидкого стекла.

Поставленная задача решается тем, что состав для изготовления связующего электродных покрытий, содержащий калиево-натриевый силикат и воду, согласно изобретению дополнительно содержит сульфат натрия в количестве 1,0-2,5% от массы калиево-натриевого силиката при следующем соотношении компонентов состава, мас.%:

Калиево-натриевый силикат 30,0-40,0
Вода остальное

Новый технический результат, достигаемый от реализации разработанного состава, заключается в том, что введение сульфата натрия в состав связующего позволяет получать при одной варке жидкое стекло разной вязкости, что позволяет изготавливать электроды разных марок, для которых требуется стекло необходимой вязкости, исключая трудоемкий процесс корректировки жидкого стекла, придавая необходимую клеящую способность электродному покрытию. Клейкость связующего является важным его свойством, характеризующим возможность обеспечения сырой прочности готовой обмазочной массы. За приближенную меру клейкости жидкого стекла принимают массу шнура из обмазочной массы фиксированного состава при ее выдавливании с постоянной скоростью через отверстие диаметром 6,0 мм в дне цилиндра, а также определяют органолептическим методом. Полученная клейкость связующего обеспечивает нормативную глубину вмятин, допускаемых на поверхности электродного покрытия, получаемых от рамок при сушке электродов. Снижение себестоимости связующего достигается за счет снижения количества калиево-натриевого силиката (т.к. жидкое стекло после разварки имеет низкую вязкость) и снижения расхода электроэнергии и пара (сокращено время разварки стеклоглыбы).

Полученное связующее характеризуется следующими показателями: вязкость 0,35-0,75 Па·с. При содержании сульфата натрия в составе связующего в количестве менее 1,0% от массы калиево-натриевого силиката не обеспечивается необходимая вязкость и клейкость связующего, что приводит к сбоям в работе оборудования, получению электродов с неудовлетворительным качеством покрытия и низкой способностью прилипания электродного покрытия (обмазочной массы) к металлическому стержню, а также к растрескиванию покрытия.

При содержании сульфата натрия в составе связующего в количестве более 2,5% возможно увеличение содержания серы в наплавленном металле выше требуемых нормируемых значений (не более 0,03-0,045% в зависимости от марки электродов).

Получение связующего предложенного состава осуществляется следующим образом.

В автоклав загружают калиево-натриевую силикатную глыбу марки АСКН-1 и воду в соотношении 35%:65%. Время варки глыбы составляет 75 минут при давлении пара 0,4 МПа. После окончания варки, полученное жидкое стекло из автоклава сливается в расходные емкости. Готовое жидкое стекло имеет вязкость 0,25 Па·с. Перед сливом жидкого стекла в расходные емкости засыпается сульфат натрия в количестве 2,0% от массы калиево-натриевого силиката, необходимом для получения заданной вязкости стекла - 0,6 Па·с. Состав электродной шихты содержит, мас.%: мрамор - 50,0, тальк - 1,5, ферромарганец - 6,0, ферросилиций - 6,0, целлюлоза 1,5, слюда - 2,0, плавиковошпатовый концентрат - 15,0, кварцевый песок - 9,0, ферротитан - 9,0. Сухую электродную шихту засыпают в смеситель обмазки, где ее в определенной пропорции смешивают с полученным связующим. Количество связующего составляет 23% к весу сухой шихты, а вязкость - 0,6 Па·с. Далее на электродообмазочном прессе наносят обмазочную массу на металлические стержни диаметром 5,0 мм из стали марки Св-08А ГОСТ 2246-70. Готовые электроды раскладывают на рамки и сушат при температуре 20°C в течение 24 часов, а затем прокаливают в камерных электропечах при температуре 350°C в течение одного часа. Допустимое содержание влаги в электродном покрытии после прокалки составляет 0,2%.

Затем проводится проверка качества полученных электродов. Сварочно-технологические свойства электродов, механические свойства металла шва и химический состав наплавленного металла соответствуют требованиям нормативной документации. Результаты испытаний различных вариантов заявляемого состава связующего для изготовления электродных покрытий сведены в таблицу.

Количество компонентов состава связующего, мас.% Показатели качества электродов
Калиево-натриевый силикат Вода Дополнительно - сульфат натрия (от массы калиево-натриевого силиката) Вязкость связующего, Па·с Скол покрытия при падении электрода на стальную плиту, мм Содержание серы в наплавленном металле, % Глубина вмятин на поверхности электродов, % от толщины покрытия электрода
1 30 остальное 1,0 0,35 17,0 0,017 21
2 35 -//- 2,0 0,60 12,0 0,021 17
3 40 -//- 2,5 0,75 10,0 0,025 15
4 25 -//- 0,6 0,27 22,0 0,012 52
5 45 -//- 3,0 0,87 9,0 0,032 11

Из таблицы видно, что связующие для изготовления электродных покрытий заявленного состава (примеры №1-№3) обладают оптимальными свойствами и позволяют получить необходимую вязкость (в диапазоне 0,35-0,75 Па·с) для изготовления электродов, предназначенных для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Максимально допустимое содержание серы в наплавленном металле для электродов данной марки составляет 0,03%. Частичное откалывание покрытия электрода после падения на стальную плиту не должно превышать 20 мм. Глубина вмятин на поверхности электродов не должна превышать 50% толщины покрытия электрода. Составы связующего (примеры №4 и №5) не позволяют получить необходимое качество состава, отвечающего нормативным требованиям, предъявляемым к качеству электродных покрытий, предназначенных для сварки.

Таким образом, при использовании предлагаемого состава связующего для изготовления электродных покрытий при заявляемом соотношении компонентов достигается высокое качество готовых электродов.

Предлагаемый состав связующего для изготовления электродных покрытий для сварки углеродистых и низколегированных сталей промышленно применим, используется в сталепрокатном производстве на участке изготовления сварочных электродов и позволяет осуществлять ручную электродуговую сварку готовыми электродами.

Состав для изготовления связующего электродных покрытий, содержащий калиево-натриевый силикат и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит сульфат натрия в количестве от 1,0 до 2,5% от массы калиево-натриевого силиката, при следующем соотношении компонентов состава, мас.%:

Калиево-натриевый силикат 30,0-40,0
Вода остальное


 

Похожие патенты:
Изобретение относится к составам электродных покрытий и может быть использовано в сварочных электродах для сварки неответственных конструкций из малоуглеродистой стали.

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 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 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 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.
Изобретение может быть использовано при изготовлении электродов для износостойкой наплавки деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания в сочетании с интенсивными ударными нагрузками. Электродное покрытие содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: плавиковый шпат 8,0-10,5, рутиловый концентрат 2,0-3,5, полевой шпат 2,5-3,5, карбид титана 20,5-22,5, графит 2,5,0-4,2, феррохром 16,0-18,0, ферромарганец 1,2-2,5, соль щелочного металла и карбоксиметилцеллюлозы 0,5-1,5, жидкое стекло 15,0-20,0, мрамор - остальное. Состав покрытия обеспечивает повышение его реологических свойств, снижение брака электродов при их производстве, транспортировке и хранении, а также снижение уровня выделения вредных веществ и повышение чистоты наплавленного металла по неметаллическим включениям. 1 табл.

Изобретение может быть использовано при изготовлении электродов для ручной дуговой сварки углеродистых и низколегированных сталей. Электродное покрытие содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: мрамор 49,5-51,0, плавиковошпатовый концентрат 14,0-16,0, ферромарганец 5,0-7,0, ферросилиций 5,5-7,5, ферротитан 8,0-10,0, кварцевый песок 8,5-9,5, слюда 1,5-2,5, тальк 1,0-2,0, целлюлоза 1,0-1,5 и активированный порошок ферротитана с размером частиц до 25 мкм 0,3-0,5. Технический результат заключается в повышении сварочно-технологических свойств электродов и получении наплавленного металла шва высокого качества. 2 ил., 1 табл., 5 пр.

Изобретение может быть использовано при ручной дуговой сварке конструкций химического машиностроения из сталей 2,25%Cr-1%Mo-0,25%V композиции. Электрод состоит из стержня из легированной стали 2,25%Cr-1%Mo-0,25%V и покрытия, содержащего следующие компоненты (в % по массе): мрамор 30,5-56,0, плавикошпатовый концентрат 20,0-33,0; двуокись титана 14,0-20,0; песок кварцевый 4,0-10,0; ферросилиций 1,0-3,0; марганец металлический 0,5-3,0; ферротитан 6,0-12,0; сода кальцинированная 0,5-2,5. При изготовлении электродов использовано натриево-калиевое жидкое стекло в количестве 23-32% к массе сухой смеси. Электроды обеспечивают высокий показатель ударной вязкости металла шва при температурах -30°C и выше, а также высокие прочностные и пластические свойства при температурах до 454°C. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение может быть использовано при наплавке металлических деталей в среде защитного газа. На металлический стержень нанесено покрытие в виде электролитически полученного нанокомпозита, включающего металлическую матрицу с равномерно распределенными в ней наноразмерными частицами активирующего флюса, содержащего фтористые соединения, и наноразмерные частицы карбида или смеси карбидов. Покрытие имеет следующее соотношение объемов матрицы и наноразмерных частиц, %: металлическая матрица 30-92, наноразмерные частицы активирующего флюса 3-5, наноразмерные частицы карбида 5-65. Карбид или смесь карбидов выбраны из группы: карбид вольфрама, карбид хрома, карбид молибдена, карбид ванадия, карбид титана, карбид ниобия, карбид гафния, карбид тантала, карбид бора, карбид циркония. Проволока обладает хорошими сварочно-технологическими свойствами, обеспечивает мелкокапельный переход электродного металла и позволяет увеличить твердость износостойкого слоя, наплавленного на поверхность деталей, работающих при интенсивном ударно-абразивном износе. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение может быть использовано при сварке и наплавке металлических деталей в среде защитного газа. На металлический стержень электрода электролитически нанесено нанокомпозиционное покрытие, включающее металлическую матрицу с распределенными в ней наноразмерными частицами фторида металла и редкоземельных металлов. Упомянутое покрытие имеет следующее соотношение объемов матрицы и наноразмерных частиц, %: металлическая матрица 55-96, наноразмерные частицы фторида металла 3-30, наноразмерные частицы редкоземельных металлов 1-15. На поверхность покрытия может быть нанесено дополнительное композиционное покрытие, состоящее из металлической матрицы с распределенными в ней наноразмерными частицами фторида металла. Сварочная проволока обладает хорошими сварочно-технологическими свойствами, позволяет улучшить капельный переход электродного металла и механические свойства сварных соединений. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

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

Наверх