Состав электродного покрытия

 

СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ для сварки чугуна, содержащий мрамор, плавиковый шпат, ферромарганец , никель, железный порошок, отличающийся тем, что, с целью улучшения сварочно-технологических свойств, уменьшения величины зоны отбела, повышения кррро-. зионной стойкости и прочности металла шва, состав дополнительно содержит лигатуру железо-хром-бор, лигатуру медь-кремний и поташ при следующем соотношении компонентов, мас.%: Мрамор 35-44 Плавиковый шпат 11-14 Ферромарганец 4-6 Никель 4-8 Лигатура железо--хром-бор5-10 Лигатура медьСО кремний2-10 Поташ 0,5-1,0 с Железный порошок Остальное

69) (и)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5Р В 23 К 35 365

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3526055/25-27 . (22) 24.12.82 (46) 23.02.84. Вюл. )) 7 (72) И.В.Лужанский, Ф.H ° Терский, В.И.Левченков, Л.И.Манто, В.В.Девьякович и И.П.Семенов (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт литейного машино.строения, литейной технологии,и авто; матизации литейного производства и

Московский опытный сварочный завод (53) 621.791.04(088.8) (56) 1. Патент Великобритании

Р 1385121, кл. В 3 R, 26.02.75.

2. Авторское свидетельство СССР

М 833407, кл. В 23 К 35/365, 28.09.79 (прототип). (54.) (57) СОСТАВ ЭЛЕЫГРОДНОГО ПОКРЫТИЯ для сварки чугуна, содержащий мрамор, плавиковый шпат, ферромарганец, никель, железный порошок, отличающийся тем, что, с целью улучшения сварочно-технологических свойств, уменьшения величины зоны отбела, повышения корро-. зионной стойкости и прочности металла шва, состав дополнительно содер- . жит лигатуру железо-хром-бор, лигатуру медь-кремний и поташ при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Мрамор 35-44

Плавиковый шлат 11-14

Ферромарганец 4-6

Никель 4-8

Лигатура железо«хром-бор . 5-10 В

Лигатура медькремний 2-10

Поташ О, 5- 2., 0

Железный порошок Остальное С»

1074691

25

35 «44

11-14

4-6

Изобретение относится к сварке, преимущественно к составам электродного покрытия.для сварки чугуна без подогрева.

Известно электродное покрытие для сварки чугуна Г1), содержащее 5 .следующие компоненты, мас.Ъ

Марамор 18-47

Полевой шпат 7-11

Ферромарганец 5-18

Никель До 25

Медный порошок 2-13

Железный порошок Остальное

Электрод с таким покрытием имеет низкие сварочно-технологические свойства, неудовлетворительную корроэионную стойкость металла шва, некачественное формирование обратной стороны шва при сварке на весу, значительную величину зоны отбела, которая снижает качество сварного соединения.

Наиболее близким к изобретению является электродное покрытие (23, содержащее следующие компоненты, мас.Ъ:

Мрамор 22-28

Плавиковый шпат 22-28

Ферромарганец 1-6

Никель 3-5

Ферробор 0,1-8,0

РЗМ 0,5-8,0 30

Тетраалюминат щелочно-земельного металла О,, 5-8,0

Железный порошок . Остальное

Недостатком известного состава покрытия является то, что сварное соединение имеет зону отбела значительной величины, не обеспечивает коррозионную стойкость металла.шва в агрессивных средах и удовлетвоРи- 40 тельного формирования обратной стороны шва при сварке на весу тонкостенных изделий (4-6 мм).

Кроме того, в составе покрытия содержатся такие дефицитные и .дорого-45 стоящие компоненты как РЗМ и тетраалюминит щелочно-земельного элемента, что ограничивает область применения известного .состава покрытия.

Цель изобретения — улучшение сварочно-технологических свойств, уменьшение величины зоны отбела, повышение коррозионной стойкости и прочности металла шва.

Для достижения указанной цели состав электродного покрытия для сварки чугуна, содержащий мрамор, плавиковый шпат, ферромарганец, никель и железный порошок, дополнительно содержит лигатуру желеэохром-бор, лигатуру медь-кремний и 60 поташ при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Мрамор

Плавиковый шпат

Ферромарганец

Никель 4-8

Лигатура железо-хром-бор 5-10

Лигатура медЬ-кремчий 2-10

Поташ 0,5-1,0

Железный порошок Остальное

B качестве лигатуры железо-хромбор взята лигатура, содержащая

40Ъ хрома,и 20% бора, в качестве лигатуры медь-кремний взята лигатура, содержащая 15-204 кремния.

Лигатура медь-кремний марки

МКР-17 выпускаются по ТУ 48-21-37974. Лигатура железо-хром-бор марки

ФХБ-1 выпускается по ТУ 14-5- 106-78.

Введение в состав покрытия комплекса лигатур, содержащих кремний и бор, позволяет повысить флюсующие свойства расплавленного металла, улучшить смачиваемость чугуна и обеспечить формирование обратной стороны шва на весу, что ведет к улучшению сварочно-технологических свойств электрода.

В то же время хорошая смачиваемость и растекаемость металла сварочной ванны позволяют снизить погонную энергию при сварке и устранить перегрев, уменьшить величину зоны отбела и тем самым снизить вероятность появления трещин в сварном соединении при сварке тонкостенных (4-8 мм) изделий. Кроме того, легирование медно-железо-никелевого сплава кремнием и бором. снижает температуру его плавления, что дополнительно способствует снижению возможности перегрева и уменьшению величины эоны отбела, и, как следствие, уменьшается вероятность появления трещин в сварном соединении.

Комплексное легирование металла шва хромом, бором и кремнием значительно повышает коррозионную стойкость в агрессивных средах и прочность металла шва.

Введение в покрытие лигатур железо-хром-бор и медь-кремний является более эффективным, в сравлении с традиционными для металлургии ферросплавами и металлическими порошками, что объясняется меньшей окисляемостью в этом сочетании легирующих элементов.

Введение поташа позволяет повысить пластичность обмазочной массы при опрессовке и тем самым обеспечить высокую технологичность при изготовлении электродов на высокопроизводительных прессах.

Кроме того, поташ повыаает стабильность дугового разряда и, диссоциируя в условиях дуги, создает дополнительную газовую защиту.

В таблице представлены составы и свойства электродов с предлагаемым и известным покрытиями °

1074691

Компоненты состава и характеристика покрытия 1

Состав. предлагаемый известный .7

4 5.2 . 3

35 35 35 25

40 44 40

12

12 14

6 б

8 8

5 4

Никель

6 5

Лигатура железо-хром-бор

5 7 10 .12 7 Лигатура медь-кремний

2 б 10 12 6

0,3

0,5 0,7 1,0 0,7

20,5 23,3 25,0 21,3 28,7

0,6

1,3

23,7 29,4

РЗМ

Тетраалюминат щелочно-земельного металла

Сварочно-технологические свойства

Минимально допустимый ток для электрода ф/3 мм, А

90 100 80 80 80 80 80 110

Технологичность при Удовлет- Хоро- Хоро- Хоро- Хороопрессовке элект- вори- шая шая шая шая рода тельная

Хоро- Хорошая шая

Удовлетворительная

Гигроскопичность электрода

Хоро- Хоро-. Хоро- Хорошая шая шая шая

Отделяемость шлака

Хорошая

Хорошая

Хоро- Хороший ший

Отличный

Хороший.

Хоро- Отший личный

Характеристика металла шва

Мрамор

Плавиковый шпат

Ферромарганец

Поташ

Железный порошок

Ферробор

Комплекс сварочнотехнологических свойств при сварке тонкостенных изделий,(4-8 мм) в жестком контуре

Удовлетворительная

Удовлетворительная

Удовлетворительный

Удовлетворительная

Удовлетворительная

Удовлетворительная

Удовлетворитемь» ная

Неудовлет" воры-. тельная Неудов» лет-зори» тельная

Хорошая

Удовлетворительная

Удовлетвори-, тельный

1074691

Продолжение таблицы т

Р

Компоненты состава и характеристика покрытия

Состав.извест----- ---- ный предлагаемый

3 4

6 7

364 291 346 373 371 395 362 280

Прочность, МПа

Относительное удлинение, 6 „3

32

Относительное сужение,,Ъ

51

Величина зоны отбела, мкм

800 600 530 590 620 590 1300

650

Формирование обратной стороны шва на весу при сварке стыкового соединения толщиной 4-8 мм

От- От- Неудовлич- лич- летвоное ное рительное

Неудов- Хоро- От- Отлетво- шее лич- личритель- . ное ное ное.

Хорошее

0,22 0,15 0,13 0,11 0,10 0,13 0,35

Коррозионная стойкость в 93Ъном растворе .Н SO< при 60 С в течение 100 ч, Ъ

0,13

Имеют- Отсут- От- "От- Имеют- От- Имеся ствуют сут- сут- ся сут- ются ству-сеау- ствуют ют ют

Трещины в жестком контуре при сварке на весу стыкового соединения толщиной

4- 8 мм

Отсут ствуют. Как видно из таблицы, электрод с покрытием состава 3-5 в сравнении ."с известным электродом {состав 8) обладает более высокими сварочнотехнологнческими свойствами, что .обеспечивает ведение. процесса сварки с минимальным тепловложением, позволяет избежать перегрева в зоне термического влияния и уменьшить вели чину зоны отбела.

Кроме того, электрод с .покрытиеМ состава 3-5 позволяет вести сварку на весу с обеспечением формирования обратной стороны шва. Как следствие, все это позволяет значительно снизить вероятность появления трещин в сварном соединении, особенно в тонкостенных корпусных иэделиях.

Электрод с предлагаемым покрытием 60 обладает более высокой технологичностью при изготовлении на высокопроизводительных прессах. Коррозионная стойкость в агрессивных средах и прочность металла шва значительно 65

35 33 32 27 32

57 56 56 45 55 выае, чем у электрода с известным покрытием.

Как видно из таблицы, оптимальное содержание вводимых компонентов в покрытие электрода составляет (составы 3-5), мас.Ъ|

Лигатура желеэо-хром-.бор 5-10

Лигатура медь-кремний 2-10

Поташ 0,5-1,0

Уменьшение содержания лигатур железо-хром-бор и медь-кремний (состав 2) приводит к снижению эффекта самофлюсования, ухудшается смачиваемость основного металла и пропадает эффект снижения температуры плавления. Это ведет к увеличению величины зоны отбела, снижению прочности и ухудшению формирования обратной стороны металла шва, что повышает вероятность появления трещин.

Увеличение содержания лигатур железо-хром-бор и медь-кремний (сос-

1074691

Составитель Н. Иванова.

Редактор A. Козориз Техред С.Мигунова Корректор.А, Тяско:

Заказ 432/14

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, й-35, Рауыская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 тав 6) ведет к резкому снижению пластичности .металла шва и ухудшению отделяемости шлака.

Снижение содержания поташа (состав 1) ухудшает технологичность изготовления электродов и снижает стабильность горения дуги.

Увеличение содержания поташа (состав 7) увеличивает гигроскопичность электрода, что может привести к появлению пор в металле шва.

Введение в состав покрытия лигатур железо-хром-бор, медь-кремний и поташа в оптимальных .количествах за счет высокого эффекта самофлюсования и понижения температуры плавления и прочнения сплава обеспечивает получение качественного сварного соединения при сварке тонкостенных изделий на весу с достаточно высокой коррозионной. стойкостью и прочностью металла шва.

Таким образом, введение в состав покрытия лигатур железо-хром-бор и медь-кремний, а также поташа позволяет обеспечить более высокие сварочно-технологические свойства, умень» шить величину зоны отбела, повысить почти в 3 раза коррозионную стойкость сварного соединения в агрессивных средах, прочность металла

35 шва, по сравнению с известным покрытием (базовым объектом).