Состав сварочной проволоки

 

Изобретение относится к сварочным материалам , а именно к составам сварочныхпроволок, предназначенных для сварки конструкций в среде углекислого газа или смеси (СО2 -j- аргон) и работающих в условиях циклического изгиба в жестких режимах и при низких температурах. Цель изобретения - повышение циклической долговечности сварного соединения при работе на изгиб и при температуре -50°С, это достигается тем, что в состав сварочной проволоки, содержащей, мас.%: углерод 0,03-0,10; кремний 0,30-0,80; марганец 1,00-2,00; хром 1,1 - 1,8, никель 1,50- 2,50; молибден 0,50-0,90, алюминий 0,05- 0,25, железо - остальное, дополнительно вводится 0,25-1,00 меди и 0,05-0,20 мас.% титана при соотношении меди и титана, равном 5:1. Дополнительное введение меди и титана при условии указанного соотношения резко увеличивает пластические свойства сварного соединения при сохранении достаточно высокой прочности; повышается сцепляемость зерен за счет увеличения размеров их границ и появления пластинчатого феррита, что приводит к повышению циклической долговечности при работе на изгиб и при температуре -50°С. 1 табл. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 41!2045/40-27 (22) 22.08.86 (46) 23.09.88. Бюл. № 35 (72) 3. М. Баркан, P. Д. Буланов и В. Т. Бросалин (53) 621.79! .042.2 (088.8) (56) Сварка в машиностроении: Справочник под ред. А. И. Акулова. — М., 1978, т. 2, г. 12.

Авторское свидетельство СССР № 446377, кл. В 23 К 35/30, 29.11.74. (54) СОСТАВ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ (57) Изобретение относится к сварочным материалам, а именно к составам сварочных проволок, предназначенных для сварки конструкций в среде углекислого газа или смеси (СО + аргон) и работающих в условиях циклического изгиба в жестких режимах и при низких температурах. Цель изобретения — повышение циклической дол(50 4 В 3 35 30 С 22 С 38 50 говечности сварного соединения при работе на изгиб и при температуре — 50 С, это достигается тем, что в состав сварочной проволоки, содержащей, мас.%: углерод 0,03 — 0,10; кремний 0,30 — 0,80; марганец 1,00 — 2,00; хром 1,! — 1,8, никель 1,50—

2,50; молибден 0,50 — 0,90, алюминий 0,05—

0,25, железо — остальное, дополнительно вводится 0,25 — 1,00 меди и 0,05 — 0,20 мас.% титана при соотношении меди и титана, равном 5:1. Дополнительное введение меди и титана при условии указанного соотношения резко увеличивает пластические свойства сварного соединения при сохранении достаточно высокой прочности; повышается сцепляемость зерен за счет увеличения размеров их границ и появления пластинчатого феррита, что приводит к повышению циклической долговечности при работе на изгиб и при температуре — 50 С. 1 табл.

142501

1

Изобретение относится к сварочным материалам, а именно к составам сварочных проволок, предназначенных для сварки конструкций в среде углекислого газа или смеси (CO> + аргон) и работающих в условиях циклического изгиба в жестких режимах и при низких температурах.

Целью изобретения является повышение циклической долговечности сварного соединения при работе на изгиб и при температуре — 50 С.

Медь и титан при содержании 0,25 — 1,00 и 0,05 — 0,20 мас.о соответственно и при обязательном их соотношении, равном 5:1, резко увеличивают пластические характеристики

Ь и Ч при сохранении достаточно высокой прочности; повышается сцепляемость зерен за счет увеличения размеров их границ и появления пластичного феррита. При этом высокой прочности за счет дисперсионного твердения соответствуют высокие значения относительного удлинения и сжатия.

Ограничение содержания меди и титана обусловлено падением указанных характеристик и появлением анизотропии в металле шва, что в конечном итоге сказывается на снижении значений циклического изгиба (А; ), особенно при — 50 С. Нарушение количественного соотношения меди и титана в сочетании с молибденом приводит к резкому падению ударной вязкости при — 50 С, и как следствие, к резкому снижению работоспособности, в том числе и при циклическом изгибе (материал становится хрупким).

Алюминий улучшает качество сварного шва, так как является хорошим раскислителем и связывает серу, хорошо очищает ванну от закиси железа. Вследствие сильного сродства к азоту алюминий одновременно действует как дегазотизатор и устраняет пористость. При содержании алюминия в проволоке менее 0,05о увеличивается склонность к образованию межкристаллитных трещин от напряжений в тяжелых сварных конструкциях, особенно при больших сечениях. Верхнее содержание алюминия (0,25 мас. ) обусловлено началом образования приграничных выделений интерметаллических фаз, что резко снижает сцепляемость зерен, металл становится хрупким и в целом понижается работоспособность при циклическом изгибе.

Молибден уменьшает критические скорости охлаждения, повышает прокаливаемость сварочной проволоки. Впияние молибдена как карбидообразующего элемента сказывается на повышении устойчивости против отпуска, особенно после закалки от высоких температур.

При содержании молибдена менее

0,50 мас.оО при 550 — 600 С для сварных швов (литой металл) проявляется отпускная

XPVIlKOCTb.

3

При содержании молибдена свыше

0,90 мас.Я возрастает стоимость сварочной проволоки; влияние его на отпускную хрупкость становится таким же, как и при

0,50 мас о Мо

Хром при содержании его выше 1,8 мас.о охрупчивает границы зерен и межзеренных прослоек из-за появления избыточного количества карбидов, что приводит к снижению относительного удлинения и сжатия.

При снижении содержания хрома ниже

1,1 мас. g резко падает прочность металла шва.

Никель является основным легирующим элементом, участвующим в образовании мартенсита замещения. Легирование никелем конструкционных сталей во всех случаях уменьшает склонность сталей к хрупким разрушениям практически при всех видах нагружения.

При содержании никеля менее 1,5 мас.Я снижается вязкость металла шва, особенно при отрицательных температурах, и, как следствие, понижается работоспособность сварного соединения; сталь склонна к перегреву при высоких температурах и отпуске при 550 — 600 С, не устраняет отпускной хрупкости, даже при содержании молибдена 0,5 — 0,9 мас.Я. Экономически нецелесообразно из-за дефицитности увеличивать содержание никеля выше 2,5 мас. Я для данного типа сварочной проволоки.

Ванадий при выбранных соотношениях остальных компонентов повышает прочность сварного шва без снижения циклической работоспособности на изгиб.

Марганец и кремний яв.пяются необходимыми элементами сварочной проволоки, предназначенной для сварки в среде угпекислого газа или смеси с аргоном. Верхние пределы их содержания приняты для сохранения высоких значений относительного удлинения и сжатия, а также прочности.

Нижние пределы обусловлены отсутствием неметаллических и шлаковых включений, так как при этом образуются продукты раскисления с относительно невысокой температурой плавления, что обеспечивает их коагуляцию и удаление на поверхность ванны.

Химический состав и механические свойства предлагаемой сварочной проволоки приведены в таблице.

Сварка производилась на модернизированном автомате АДС — 2 с источником п ит а н и я ВДУ вЂ” 504УЗ.

В качестве основного материала использовались пластины из стали 12ХНЗМД, 12ХГН2МФДРА. Форма и размеры подготовленных кромок соответствуют типу шва

С17 по ГОСТ 14771 — 76. Защита сварочной ванны осуществлялась углекислым газом или смесью (СО, + аргон 20Я). Образцы сваривались встык за 2 — 4 прохода на

1425013

Формула изобретения

СосСодервание элементов, мас.2 " I "1 "!"Механические свойства

1 003 030 100 1,10 1,50 050 005 005 025 005 95,17 8500 !35 490 421 10>

2 0,05 0,60 1,50 1,45 2>!О 0,70 0,13 0,08 0,60 0,12 92,67 910,0 12,8 45,0 5,25 10

3 0,10 0>80 2,00 1,80 2,50 0,90 0,25 0,25 1,00 0,20 90,20 980,0 12,5 46,0 5,5.10

Составитель Т. Арест

Редактор С. Пекарь Техред И. Верес Корректор О. Кравцова

Заказ 4722/14 Тираж 922 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 следующих режимах: 1 = 200А, = 25 В, Vcs = 18 м/ч; Ясд, и Cg, + Ат =

16 — 22 л/мин.

Для оценки стойкости сварного соединения к воздействиям нагрузок при циклическом изгибе проводили испытания образцов на длительный изгиб.

Образцы изготавливали в соответствии с СТП АДН 12 — 81 Тип.Ш. Испытания проводились в соответствии с СТП АДН 12—

81 при — 50 С.

f0

Результаты испытания показывают, что увеличение циклической долговечности при изгибе связано как с высокими значениями прочности, так и с сохранением пластических характеристик, что в свою очередь увеличивает сжимаемость зерен за счет увеличения напряжения растяжения и сжатия.

Использование сварочной проволоки предлагаемого состава позволяет увеличить срок службы изделий, работающих в жестких условиях на циклическую долговечность при изгибе.

Состав сварочной проволоки, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, алюминий, ванадий, железо, отличающийся тем, что, с целью повышения циклической долговечности сварного соединения при работе на изгиб и при температуре — 50 С, состав дополнительно содержит медь и титан при следующем соотношении компонентов, мас. ох :

Углерод 0,03 — 0,10

Кремний 0,3 — 0,8

Марганец 1 — 2

Хром 1,1 — 1,8

Никель 1,5 — 2,5

Молибден 0,5 — 0,9

Алюминий 0,05 — 0,25

Ванадий 0,05 — 0,25

Медь 0,25 — 1,00

Титан 0,05 — 0,20

Железо Остальное причем отношение содержания меди к содержанию титана равно 5:1.