Состав электродного покрытия для электродуговой резки

 

Использование: электродьгдля электродуговой резки, прошивки отверстий, удаления дефектов, разделки дефектов литья изделий из чугуна, стали и медных сплавов Сущность: электродное покрытие содержит в качестве оксидой желёйа - отходы абразивной зачистки стального проката (40- 60%), перовскитовый концентрат (25-30%), слюду (2-9%) и угольную зону (8-26%). Покрытие повышает производительность резки и имеет низкую себестоимость за счет использования в нем отходов. 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 23 К 35/365

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4906082/08 (22) 30.01.91 (46) 30.08.92. 6юл. N. 32 (71) Украинский научно-исследовательский институт металлов (72) В,И. Рыбалка, В,М. Бабий, 3.Ф. Кондра-. тенко, C.Ñ. Ширяев, ЕВ. Проваторов, В.Н.—:

Брусков, Д.П. Баев, Р.М. Гринтус, В.И. Берко и И,Т. Елизарова (56) Авторское свидетельство СССР

М 944847, кл. В 23 К 35/365, 29.12.90.

Авторское свидетельство СССР

Мз 248109, кл. В 23 К 35/365, 02.12.67, Авторское свидетельство СССР

Иг 1220914, кл. В 23 К 35/365.

Изобретение относится к области сварочного производства, в частности к составам электродных покрытий и предназначено для использования в различных отраслях промышленности, преимущественно для электродуговой резки, прошивки отверстий, удаления дефектных мест, разделки дефектов литья изделий из чугуна, стали и медных сплавов, Известен состав электродного покрытия для ду1овой резки, содержащей следувщие компоненты, мас. :

Целлюлоза 4 — 6

Железный порошок Остальное

Недостатком описанного аналога явля-ется не обеспечение достаточной производительности процесса электродной резки, так как он не содержит компонентов, обладающих флюсующими свойствами..Я2< 1757832 А1

". s2 (54) СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ

ДЛЯ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ РЕЗКИ (57) Использование: электфо@й для электродуговой резки, прошивки отверстий. удаления дефектов, разлелки" дефектов литья изделий из чугуна, стали и медных сплавов.

Сущность; электродное локрытие содержит в качестве оксидов железа — отходы абразивной зачистки стального проката (4060%), перовскитовый концентрат (25 — 30%), слюду (2-9%) и угольную зону (8 — 26%). Покрытие повышает производительность резки и имеет низкую себестоимость за счет использования в нем отходов, 4 табл.

При использований в качестве газообразующего материала целлюлозы в атмосферу дуги, а значит и в зону дыхания сварщика, могут пойадать значительные количества моноокиси углерода СО (угарный газ), который образуется при разложении целлюлозы.

Известен состав электродного покрытия, содержащий следующие компоненты. мас.%:

Мрамор 4Π— 44

Гематит 46-48

Поташ 2 — 4

Ферромарганец 6-8

При резке данными электродами на по вышенных токах, происходит значительный разогрев электродного стержня и его растрескивание, что в свою очередь приводит к

-ухудшению поверхности реза. Уменьшение

1757832 силы тока приводит к снижению производительности процесса.

Наиболее близким у заявляемому является выбранный в качестве прототипа состав электродного покрытия для электродуговой резки, содержащий следующие компоненты, мас. :

Мрамор 30 — 42

Глина 2 — 6

Слюда 3-6

Сода 0,5 — 1,5

Калий хромово-кислый 0,5-1,5

Калий хромовато-кислый 0,5-1,5

Гематит Остальное

К существенным недостаткам прототипа можно отнести неудовлетворительную производительность резки и нестабильное горение дуги; процесс резки. сопровождается большим разбрызгиванием металла; в настоящее время мрамор не только дефицитный. но и сравнительно дорогостоящий компонент электродных покрытий.

Целью изобретения является повышение производительности электродуговой резки. Высокая производительность резки обеспечивается путем обеспечения низкой вязкости образующихся шлаков, которые легко выдуваются газовым потоком из зоны резки.

Для достижения указанной цели в состав электродного покрытия, содержащий оксиды железа и слюду, дополнительно введен перовскитовый концентрат и угольную золу, а оксиды железа введены в виде отхода абразивной зачистки стального проката, при следующем соотношении компонентов, мас. :

Оксиды железа в виде отхода абразивной зачистки стального проката 40 — 60

Слюда 2-9

Перовскитовый концентрат 25-30

Угольная зола 8-26

Перовскитовый концентрат вводится в электродное покрытие для стабилизации горения дуги и защиты кромки реза от окисления и науглераживания.

Перовскитовый концентрат содержит следующие компоненты, мас.7ь:

Т10г 48,11 РгОь 0,025

Реовщ. 3,55 90г 5,71

Чг05 0,0026 S 0,09 йвг05 0,92 Nl 0,022 .Таг05 0,045 Си 0,026

ТЬОз 0,350 СаСОз 41,0

Пылевидный отход абразивной зачистки низко и среднеуглеродистых сталей применяется в составе электродного покрытия с целью стабилизации горения дуги..

Угольная зола вводится в обмазку электрода с целью разжижения металла, удаляемого иэ полости реза и тугоплавкости покрытия. Достигается это за счет большого содержания углерода в угольной золе.

Угольная зола содержит следующие компоненты,мас.7:

С

SiOz

СаО

MgO

А!гОз

МпО

Т1 Ог г еобщ

FeO немет

РегОз йзгО+КгО

Ni0

СггОз

Си

9,8

49,О

2,72

1,38

14,28

0.15

1,02

8,07

0,72

1,13

9,11

3,77

Следы

О,l7

0,1 1

Угольная зола — продукт сгорания уголь25 ной пыли в котлах ТЭЦ. В настоящее время угольная зола из котлов в увлажненном виде выбрасывается в отвал, ухудшая тем самым экологию окружающей среды, поэтому использование эолы в качестве компонента

30 покрытия экономически и экологически эффективно .

Угольная зола - дешевый компонент вводится в обмазку электродов с целью снижения их себестоимости, Введение в состав электродного покрытия угольной золы позволяет существенно повысить термостойкость покрытия (стойкость против скалывания при нагреве электродного покрытия), что позволяет

4О йовысить силу тока при резке металла и связанную с этим производительность.

Предлагаемое покрытие позволяет получить, стабильный процесс горения дуги большой мощности, а также обеспечивает надежную защиту места реза от воздействия воздуха, что достигается за счет углекислого газа, образующегося вследствие диссоциации карбонзта кальция, содержащегося в перовскитовом концентрате.

Введение в состав покрытия угольной

5о золы, перовскитового концентрата и отходов абразивной зачистки стального проката приводит к низким технологическим свойствам обмаэки при опрессовке, поэтому для достижения хороших технологических у свойств покрытия в состав введена слюда.

Кроме того, образующийся при расплавле- нии слюды шлак покрывает кромки реза равномерным слоем, предотвращая их дальнейшее окисление и насыщение атмос-

1757832 лен тем, что: в случае введения оксидов железа в виде отхода абразивной зачистки стального проката менее 40-",ь ухудшается стабильность горения дуги; — введение оксидов железа свыше 60 приводит к ухудшению технологических свойств обмазки при опрессовке; — содержание слюды менее 2 приводит к снижению стабильности горения дуги, обмазочная масса становится недостаточно пластичной, что затрудняет ее скольжейие по стенке калибрующей фильеры и приводит к неравномерности покрытия электрода, ухудшается нанесение покрытия на электродные стрежни, образуются задиры и трещины.

Увеличение ее содержания свыше 9 не дает существенного повышения технологичности обмазоч ной массы и экономически нецелесообразно, а также образуется большое количество шлака при плавления по.крытия, что ухудшает процесс резки, снижает его производительность.

Содержание перовскитового концентрата менее 25 приводит к ухудшению стабилизации горения дуги, а также к плохой защите кромки реза от окисления.

Введение перовскитового концентрата свыше 30 экономически нецелесообразно.

Угольная эола, введенная в состав электроднойобмазки в количестве менее 87ь не обеспечивает разжижение металла, удаляемого из полости реза и не обеспечивает должную термостойкость покрытия, причем производительность резки не увеличивается.

Введение угольной золы свыше 26 ухудшает технологические свойства обмазочной массы.

Проведенный анализ заявляемого со- 4 става свидетельствует, что положительный эффект при осуществлении изобретения будет получен благодаря тому, что заявляе- мый состав обеспечит повышение производительности дуговой резки.

Для определения технологйческих свойств электродов, производительности резки металла была изготовлена партия, электродов с граничным, выходящим за границы и оптимальным соотношением компо.Приведенные в таблице данные подтверждаются прилагаемым актом испытаний и их анализ показывает, что заявляемый состав покрытия обеспечивает достижение цели изобретения.

Согласно данным проведенных лабораторных испытаний изобретение в сравнении с прототипом. обладает следующими преимуществами: — предлагаемый электродный материал обеспечивает повышение производительйости процесса на В;ь.

При резке разработанными электродами наблюдается стабильный процесс без ферными газами. При этом качество метал- ла в зоне реза улучшается.

Выбор граничных параметров обуслов- нентов. 55

Для обеспечения сопоставительного, . анализа с прототипом были также изготов- „ лены электроды с известным оптимальным соотношением компонентов (см. табл. 3).

-. Опытные электроды изготавливались

rio традиционной технологии методом опрессовки. Все компоненты просеивались через сито KL 315. затем перемешивались в смесителе, Na-К стекло добавлялось в количестве 20...22 к массе сухой шихты, Покрытие наносилось" на стержень из проволоки СВ-08А,Q 5 мм.

После изготовления электроды просушивались при 20...25 C в течение 24 часов, затем прокаливалйсь при 100-150 С в течение 2 — 3 часов. Характеристикй составов покрытий приведены в табл. 1.

Дл я on редел ения тех нологичес к йх свойств электродов, производительности резки, резку металла выполняли на образцах, толщина которых составляла 10 мм.

Режим резки с применением электродов диаметром 5 мм составил: ток 350-370

А, напряжение 30-35 В, ток — постоянный, полярность — прямая.

Технологичность обмаэочной массы оценивали с помощью экспертных оценок по баллам. Балл "1" соответствовал случаю. когда при транспортировке и зачистке электродов имелись механические повреждения более 10 электродов. Балл "2" — соответствовал повреждению покрытия 1-10/ электродов. Балл "3" — соответствовал повреждению покрытия не более 1 электродов.

Для проверки технологических свойств электродов, производительности резки была произведена резка мзлоуглеродистой стали.

Результаты испытаний показывают, что оптимальный предлагаемый состав покрытия вариантов И, lH, !Ч, V, И обеспечивает повышение производЮтелфйос1й резки.

Данные испытанйй приведены в табл. 2.

Трещины и другие дефекты в зоне резки отсутствуют.

Разработанные электроды можно применять для прошивки отверстий, удаления дефектных мест, разделки дефектов литья.

1757832

Таблица 1

Табли

Составитель В.Рыбалка

Техред М,Моргентал Корректор H,Ãóíüêî

Редактор

Заказ 2960 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

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

7 образования на поверхности, прилегающей к полости реза, грата и углублений.

Заявляемый состав электродного покрытия для дуговой резки представляет значительный интерес для народного хозяйства, так как позволит обеспечить производство новых электродов с низкой себестоимостью . и . с высокими характеристиками, обеспечит охрану себестоимостью и с высокими характеристиками, обеспечит охрану природы в целях улучшения естественной среды, окружающей человека, путем утилизации отходов.

Формула иэобретенияСостав электродного покрытия для электродуговой резки, содержащий оксиды железа и слюду, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности резки и снижения стоимости электрода, состав дополнительно содержит перовскитовый концентрат и угольную эолу. а оксиды железа введены в виде отхода абразивной зачистки стального проката,-при следующем соотношении компонентов, мас. ф

f0

Оксиды железа в виде отхода абразивной зачистки стал ьнбго и"роката ., 40-60;

Слюда, ., 2 — 9Перовскйтовый концентрат 25-30

Угольная зола 8-26