Состав шихты порошковой проволоки

 

Изобретение относится к.сварке, в частности к сварочным порошковым проволокам, применяемым для сварки открытой дугой малоуглеродистых и t низколегированных сталей. Цель изобретения - повышение качества сварного соединения за счет снижения в составе металла шва остаточного содержания азота, кислорода, водорода. Для улучшения процесса шлакообразования и создания газовой защиты сварочной ванны состав шихты содержит фторопласт в количестве 1,1-2,5 мас.%. Для снижения содержания азота в наплавленном металле в состав введен оксид кальция в количестве 9,5 - 10,5 мас.%, причем соотношение содержания оксида кальция к фторопласту составляет 5:1. Состав шихты также содержит (мас.%): ферромарганец 4,5-5,0; диоксид титана 10,0-12,0; полевой шпат 10,0-12,0; флюорит 3,0-5,0; остальное железный порошок, 1 табл. Ј. (Я

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1639922 А 1 (g1)g В 23 К 35/368

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4674558/27 (22) 06.04.89 (46) 07.04.91. Бюл. Р 13 (71) Липецкий политехнический институт (72) В.В.Ветер и Е.M.Êóçíåöîâ (53) 621.791 .04 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 534330, кл. В 23 К 35/368, 17.07.75.

Авторское свидетельство СССР

Ф 617216, кл. В 23 К 35/368, 30.07.78. (54) СОСТАВ !!!ИХТЫ ПОРО!!!КОВОЙ ПРОВОЛОКИ (57) Изобретение относится к.сварке, в частности к сварочным порошковым проволокам, применяемым для св арки открытой дугой малоуглеродистых и °

Изобретение относится к сварочным материалам и может быть использовано в отраслях народного хозяйства, где производится сварка или нап лавка изделий различного назначения, в частности наплавка валков прокатноro производства.

Целью изобретения является повыше.ние качества сварного соединения за счет снижения в ме.-.алле шва остаточного содержания азота, кислорода, водорода, Введение в шихту оксида кальция позволяет снизить содержание азота в наплавленном металле, повысить сонизколегированных сталей. Цель изобретения — повышение качества сварного соединения за счет снижения в составе металла шва остаточного содержания азота, кислорода, водорода.

Для улучшения процесса шлакообразования и создания газовой защиты сварочной ванны состав шихты содержит . фторопласт в количестве 1,1-2,5 мас.X.

Для снижения содержания азота в наплавленном металле в состав введен оксид,кальция в количестве 9,5

10,5 мас.7, причем соотношение содержания оксида кальция к фторопласту составляет 5:1. Состав шихты также содержит (мас.7): ферромарганец

4,5-5,0; диоксид титана 10,0-12,0; полевой шлат 10,0 — 12,0; флюорит

3,0-5,0; остальное железный порошок.

1 табл, держание легирующих элементов, способствует стабилизации горения дуги.

Наличие флюорита в составе шихты снижает температуру плавления, умень-. шает содержание водорода, а также кислорода и азота в области дуги за счет снижения парциальных давлений этих газов.

Введение фторопласта в состав шихты улучшает процесс шлакообразования и создания газовой защиты сварочной ванны.

В условиях электрической дуги фторопласт диссоциирует с образованием атомарного углерода и газообраз1639922

Часть углерода, образующегося при,40 разложении фторопласта, взаимодействует с кислородом, снижая его содержание в шлаке:

2С + О 2СО;

2СО + О 2СОд.

СО + С 2СО.

Образовавшийся при диссоциации фторопласта фтор в условиях дуги 50 соединяется с водородом и углеродом:

Н .+ Р— 2ÍF; г—

С+ Р CF г 4

Фтористый водород, обладая небольшими размерами частиц с быстрой подвижностью и будучи в достаточно высо-. кой концентрации, снижает парциального фтора, которые вступают во вторичные химические реакции.

AToMGpHblH углерод активно взаимодействует с кислородом и оксидом

4 кальция:

2C + 0p 2СО;

ЗС + СаО СаС +СО.

Образующийся оксид углерОда предупреждает окисление металла и способствует удалению азота, диффундирующего в пузырьки, образованные этим оксидом, и уносимого ими при кристаллизации металла.

Карбид кальция способствует более полному удалению азота, образуя с ним в условиях электрической дуги цианамид кальция:

СаС + Н = СаСИ + С.

Давление азота и кислорода в атмосфере сварочной ванны также преду-. преждает их контакт и взаимодействие с металлом.

Связывание азота в цианамид спо- . 25 собствует снижению его парциального давления, предупреждает тем самым образование нитридов металлов.

Все эти процессы обусловливают практически полное связывание азота при достаточном количестве образующегося карбида кальция и обеспечивают ликвидацию негативного влияния азота при кристаллизации металла.

Цианамид кальция уходит в шлак, который в дальнейшем может быть использован для нужд сельского хозяй. ства. ное давление азота и кислорода в атмосфере сварочной ванны, также предупреждает их контакт и вэаимодейст. вие с металлом, Ферромарганец предназначен для введения марганца в металл шва.Легирование металла шва марганцем обеспечивает получение аустенитно-мартенситной матрицы, прочно удерживающей упрочняющую фазу, а также хорошее раскисление металла, отсутствие пор и горячих трещин.

Введение двуокиси титана улучшает технологические свойства,повышает стабильность горения дуги и способствует хорошей отделимости шлаковой корки.

Конкретные составы шихты и результаты исследований приведены в таблице.

Компоненты шихты в определенных количествах перемалывают и тщательно перемешивают до получения однородной смеси. Смесь закатывают в ленту из мягкого железа и в таком виде используют в сварочных работах.

Производилась сварка образцов из стали 3 размером 250х120х5 мм с применением проволоки, приготовленной с различными соотношениями компонентов шихты, на следующих режимах: .Т = 250A; д = 26В; Н = 20 мм;

V = 40 м/ч. Сварка велась открытой дугой в воздушной среде. Во всех опытах металл шва имел следующий химический состав, мас.7:

Марганец 0,5-0,7

Кремний 0,2-0,3

Углерод 0,15-0,25

Титан 0,05-0,15

Железо Ос т аль но е

Основными контрольными показателями качества шва являлись твердость и ударная вязкость металла шва и остаточное содержание в нем азота,кислорода и водорода.

Как показывают результаты иссле-. дований, материал, наплавленный порошковой проволокой с укаэанным сос-. тавом шихты, имеет, более высокие механические свойства.

Использование указанного состава шихты позволяет также уменьшить со- держание водорода, кислорода и азота в сварном шве и улучшить процесс шлакообразования при сварке.

5,1639922 и з о б р е т е н и я жит оксид пласт при по ошковой п сволоки понентов, кальция, флюорит, фтороследующем соотношении ком- мас.7.:

Формула

Состав шихты р P преимущественно для сварки открытой дугой малоуглеродистой и низколегированной сталей, содержащий ферромарганец, диоксид титана., полевой шпат, железный порошок, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше- 1О ния качества сварного соединения за счет снижения в металле шва остаФерромарганец 4,5-5 0

Диоксид титана 10 0-12,0

Полевой шпат 10,0-12,0

Оксид кальция 5,5-12,5

Флюорит 3,0-5 0

Фторопласт l 1-2,5

Железный порошок Остальное причем соотношение содержания оксида кальция к фторопласту составляет 5:1ь точного содержания азота, кислорода, водорода, состав дополнительно содерУдарная

Содервапне компонентов, нас.I

Соо тпошенне

Сао:(Се+Ее

ОсновТвердость нетепла шва,HB

Остаточное содерванне, нас.X

Днокснд ПОле- Сво о 2 титана вой шлат ность шнк тш

Ферронартапец

1вязкость

Дв/сн

Составитель Т. Ар ес т

ТехРед С.Мигунова

Корректор А. ОсаУленко

Редактор О>Юрковецкая

Заказ 986 Тираж 518 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ .СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб>в д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

4,0

4 5

5,0

5,5

6 0

5,0

5,0

5 0

5,0

5,0

5,0

5,0

5,0

5 0

5,0

5,0

5,0

5,0

5,0

6>0

5,0

5 0

5,О

5,0

5,0

5,0

5,0

5,0

5,0

5,0

5,0

I 5,0

5,О

5,0

5,0

I1 l1

11 11

11 11

11 11

11 11

9 11

10 11

11 l I !

2 ! з

I I 11

11 1!

11 . 11

I I 11

11 31

l l 11

11 11

11 11 !

11 11

11 11

11 II

11 ll

l1 11

11 9

l l l 0

l l I I

tl 12

I1 13

11 11

l l l l

11 11

11 11

11 11

I I 11

9,0

9,0

9,0

9,0

9,0

9,0

9,0

9,0

9,0

9,0 ! о

5,0

5,5

6,0

6,5

7,О

8,0

9,0

IO,O !

i>0

lz,î

12,5

13,0

l0>0

to ° о

10,0 ! о,о о,о

10,0

ЕО,О

ЕО,O

10,0

10,0

ЕО,О

10,0

4,0

4>0

4,0

4,0

4,0

4,О

4 ° О

4,0

4,0 .,о

4,0

4;О

4,0

4,0

4,0

4>0

4,О

4,0

4,0

4,О

4,0

4,0

4,0

4,0

4,0

4,0

4>0 а,о

4,0

2,5 з,о

З,5

4 ° 5

5 0

5,5

t,8

t,8

1,8

l,8

l,8

1,8

1,8

1,8

1,8

t,8

2,5

l,о

1,1

1,2

l,3

1,4

1,6 !

>8 г,о г,г

2;4

2,5

2,6

1,7 г,о

2,0

z,о

2,0 г,о

z,o г,о г,о г,о

2,0 г,о

59,2

58,7

58,2

56,7

56,2

60,2

59,2

58,2

57,2

56,2

56,5

63,0

62,4

61,8

61,2

6О,6

ЗУ>4

58,2

57 ° О

5&,8

54,6

54 0

53 4

57,3

59,0

58,0

57,0

56,0

55>0

58>5

58,0

57,5

56,5

56,0

55;5

5: 1

5: 1

5: I

5: 1

5: 1

5: 1

5 1

5,1

5: 1

4 1

5: 1

5: 15: I

5:

5: I

5: 1

5:

5: I

5: 1

5: I

5:

6 !

5 1

5: 1

5Е I

5Е I

5: 1

5: 1

5: 1

5: I

5: 1

5: 1

5: 1

1,06

1,06

t,06

1,06

1 ° 04

1 ° 05

t,O5

1 ° 06

1,06

1,06 ! ° 09

Е,ot

l,oz

I,025

I,ÎÇ

l,О4

1,05

1,06

1,075

Е,OS

1,09

l,1O

1, !2

1,06

l,О6

l, 06

1,06

1,06

1,06

t O7

l,Î7

Е,Or

t,O8

1,08

1,08

146

I 51

151

148

152

156

151

151

I5n

149

150 !

151

146

1.4 9

149

147

147

148

149

149

148 !

47! зв

134

146

142

142

146

141

142

14О

142

139

141

14О

139

141

I40

l4n

141

149

141

139

0,019 п>014

0,0I6

0,018

0 ° 020

0>OIS

0,016

0,016

От018

0,020

О,022

0,019

А,О!6

0,0!7

0,016

0i017

0,016

O,016

0,015

0,0 16

0,016

0,017

О, 0 I 6

О,ОЕВ

0,015

0,016

0,016

0,017

О, 017

0,016

О,А!5

0,017

0,016

0,018

0,n1S

n,А12

А,АОB

О,ОО7

О,ОАБ

0,А1!

О,АА9

0,009

n,оАз

О,ОА7

0,007

А,АIА

А,ААB

О,АА6

0,006

А,nná

0,006

0,005

О,АА7

0,003

А,АА5

0,АА6

О,ОА&

О,ОА&

0,008

n,АО6

0>005

0,008

0,005

0,006

0,005

0>005

О,АА4

0,006

o,nnr

0 i0nS

А,О27

А,А19 п,пп8

0 015

0,02!

ni017

n,о17

0,ntz о ° oto

А,015

0,019

tI n22

А,А18

0,016 . А,АЕ!

ninII

0 ° nn8

n,nln

А;АЕА

n,nnR

А,ААО

А,ntn

А,АА7

О;ААО

А,ОА7

0,009

n>,АА7

n,АА7

0,010

А,O14

n,nil

О,АIА

n,î14

0 ° n I I

O,А1А