Порошковая проволока для сварки
Сущность изобретения: порошковая проволока включает стальную малоуглеродистую оболочку и порошкообразную шихту . Шихта содержит мас.%: рутиловый концентрат 14,0-18,0; мрамор 2,8-4,8; тальк 2.7-3,2; натриевая силикат-глыба 8,5-10,0; Ферромарганец 8,0-10,0; полиэтилен 1,5- 2,5; фторид бария 3,5-6,0, фторид лития 3,5-6,0; железный порошок остальное. Фторид лития и рутиловый концентрат взяты в пропорции 1/(2,5-4). Коэффициент заполнения 20-25%. Изобретение позволяет улучшить отделимость шлаковой корки, снизить чувствительность к порообразованию, обеспечить сварку во всех пространственных положениях , улучшить отделимость шлаковой корки при отношении мрамора, фторида лития и фторида бария равном 0,8:1:1. 1 з. п. ф-лы, 5 табл.
... Ж„„1780970 А1 союз сОВетских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
)s В 23 К 35/368
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
=- -, Фу — "6 : (,.
К, АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 .:. 2 (21) 4880597/08 ту. Шихта содержит мас.g: рутиловый кон(22) 21,08.90 центрат 14,0 — 18,0; мрамор 2,8-4,8; тальк (46) 15,12.92. Бюл. лЬ 46 ... 2,7-3,2; натриевая силикат-глыба 8,5-10,0, (71)Всесоюзный научно-исследовательский Феоромарганец 8,.0-10,0; полиэтилен 1,5институт по строительству магистральных 2,5; фторид бария 3,5-6,0; фторид лития трубопроводов 3,5-6,0; железный порошок остальное. Фто(72) В. Д. Тарлинский, В. В. Прохоров, С. Й, рйд лития и рутиловый концентрат взяты в
Михайлицин и К, 3. Рахимов -: пропорции 1/(2,5-4). Коэффициент заполне(56) Авторское свидетельство СССР -ния 20-25%. Изобретение позволяет улучМ 921737, кл. В 23 К 35/368. 1980. - .. " " шйть отделимость шлаковой корки. снизить
Авторское свидетельство СССР::: .; - чувствительность к порообразованию, обесМ 315552, кл. В 23 К 35/368, 1970..: печить сварку во всех пространствеййых по(54) ПОРОШКОВАЯ ПРОВОЛОКА .:. ложениях, улучшить отделимость шлаковой (57) Сущность изобретения: порошковая . Корки при отношенйи мрамора, фторида липроволока включает стальную малоуглеро-. тия и фторида бария равном 0,8:1:1, 1 з. п, дистую оболочку и порошкообразную ших- . "ф-лы, 5 табл.
Изобретение относится к сварке малоуглеродистых низколегированных сталей, а именно к порошковым проволокам для сварки открытой дугой во всех пространственных положениях.
Известен состав порошковой проволоки, содержащий малоуглеродистую сталь. ную оболочку и порошкообразную шихту.
Состав включает следующие компоненты, мас.%: мрамор 1 — f,4; рутиловый концентрат 4,5-5,1; пплавиковый шпат 5,2-6,2; фер. ромарганец 0 8-1.0; ферротитан 0,35-0.4; алюминиевый порошок 1-1,2; кремний 0,60,8; железный порошок 8 — 9 углеродистый барий 0,7-0,9; малоуглеродистая стальная оболочка — остальное.
Однако прн сварке известной проволо-: кой образуется большое количество жидкотекучего шлака, что затрудняет сварку во всех пространственных положениях, кроме
I йижйего. Кроме того, крупнокапельный перенос при сварке известной проволокой затрудняет формирование качественного металла шва, а введение в данную шлако- 0 вую систему активных раскислителей приводит к образованию пор в металле шва.
: Известна принятая за прототип порош- 0 ковая проволока для электродуговой сварки 4 малоуглеродистых низколегированных ста- (..) лей, содержащая малоуглеродистую стальную оболочку, заполненную порошкообразной шихтой следующего состава. мас.%: рутиловый концентрат 10-20; сили кат-глыба 5 — 10; ферромаргайец 5-10; тальк
2-5; полиэтилен 3-7; мрамор 1-3; железный порошок — остальное.
Однако при сварке этой проволокой изза окислительной атмосферы дугового пространства на поверхности металла шва образуется окисная пленка, состоящая из
1780970
35 вюстита, который достраивает кубическую решетку металла шва (а-Ге) и прочно сцепляется со швом, что приводит к ухудшению отделимости шлака, особенно при сварке в разделку. Кроме того, в результате интен- 5 сивного выгорания углерода повышается чувствительность к порообразованию в результате формирования газовых включений типа СО, Известная порошковая проволока ха- 10 рактеризуется крупнокапельным переносом, что не позволяет проводить сварку во всех пространственных положениях, Целью изобретения является улучшение отделимости шлаковой корки и сниже- 15 ние чувствительности к порообразованию при одновременном обеспечении сварки во всех пространственных положениях.
Это достигается тем, что в порошковой проволоке, содержащей оболочку из мало- 20 углеродистой стали, заполненную порошкообразной шихтой, включающей рутиловый концентрат, мрамор, тальк, силикат-глыбу, ферромарганец, полиэтилен, железный порошок, согласно предполагаемому изобре- 25 тению, шихта дополнительно содержит фторид бария и фторид линия при следующем соотношении компонентов, мас. :
Рутиловый концентрат 14,0-18,0 30
Мрамор 2,8 — 4,8
Тальк 2,7-3,2
Натриевая силикатглыба 8,5-10,0
Ферромарганец 8,0-10,0
Полиэтилен 1,5 — 2,5
Фторид бария 3,5 — 6,0
Фторид линия 3,5 — 6,0
Железный порошок Остальйое, при этом фторид лития и рутиловый концен- 40 трат взяты в пропорции 1:2,5-4, а коэффициент заполнения проволоки составляет
20-25 У.
С целью дальнейшего улучшения отделимости шлаковой корки мрамор,фторид ли- 45 тия и фторид бария взяты в пропорции
0,8:1:1.
Известно введение лития и бария в по-, рошковую проволоку. Однако в известном техническом решении эти элементы введе- 50 ны в шлаковую систему основного типа и в сочетании с остальными компонентами обеспечивают уменьшение разбрызгивания, снижение напряжения на дуге, усилие эффекта удаления кислорода, азота, серы. 55
В предлагаемом составе литий и барий вводят в рутило-силикатную систему. В этом случае в результате образования шпинелей типа LIIVln(TI06) происходит переход от моноклинной структуры к тетрагональной и при происходящем в результате превращений резком увеличении шлакового объема достигается самоотделение сварочного шлака. Одновременно повышается вязкость рутилового шлака, что способствует сварке во всех пространственных положениях, Фторид лития и рутиловый концентрат вводят в предлагаемый состав в соотношении
1;2,5 — 4.
В известной порошковой проволоке шпинели не образуются, возникают трудности с отделимостью шлака при сварке в разделку, Известная порошковая проволока не обеспечивает тех свойств, которыми обладает предлагаемый состав.
Для проведения испытаний предлагаемой сварочной проволоки были изготовлены представленные в табл. 1 варианты проволоки.
Порошковую проволоку изготовляли на пятибарабанном стане производства
"A3TM".
Предварительно смешанную шихту завальцовывали в ленту из стали 08КП размером 10х0,3 мм и протягивали по маршруту
2,7 — 2,5 — 2,15 -1.95 1,78 — 1,6 мм. Коэффициент заполнения проволоки — 227;. Всего было изготовлено 53 партии проволоки и одна партия по прототипу.
Сварку изготовленными проволоками производили на пластинах их Ст. 3 размером 450х100х14 мм с V-образной разделкой в нижнем, наклонном, вертикальном, oofl употолочном и потолочном положениях полуавтоматическим способом на постоянном токе обратной полярности. Режим сварки: сварочный ток 140-200 А, напряжение на дуге 2,0-22 В, На первом Этапе проверялись сварочно-технологические свойства различных вариантов проволок. 3а основные критерии были взяты отделимость шлаковой корки, возможность сварки в различных пространственных положениях и склонность к порообразованию, Кроме того, учитывалась стабильность горения дуги и степень разбрызгивания. Результаты экспериментов приведены в табл. 2.
Как вйдно из данных табл, 2, проволоки
N 9, 12, 13, 16-21,38, составы которых находятся в заявляемых пределах с соблюдением соотношения между фторидом лития и рутиловым концентратом, обеспечивают хорошую отделимость шлаковой корки, отсутствие порообразования, нормальное разбрызгивание и высокую стабильность горения дуги, Одновременно при этом обеспечивается возможность сварки во всех пространственных положениях. При этом проволоки, в которых соблюдены дополни5 1780970
6 тельно соотношения между мрамором, фторидом лития и фторидом бария, обеспечивают отличное отделение шлаковой корки (М
8, 15, 22, 33, 41, 42). Проволоки, например, N 1100,, 1111, 34, составы которых находятся в 5 заявляемых пределах, но при этом не соблюдены соотношения между фторидом лития и рутиловым концентратом, а также между мрамором, фторидом лития и фторидом бария, не обеспечивают возможности 10 сварки в потолочном положении;
Составы, в которых нарушены заявляемые пределы компонентов, не обеспечивают поставленной цели, Так, проволоки N
48,049, 51, 52 склонны к порообразованию. 15
Ряд проволок (N 46-52) из-за несоблюдения соотношений между газо- и шлакообразующими компонентами обладают недостаточной стабильностью горения и повышенным разбрызгиванием. Остальные 20 проволоки (N 1 — 7, 23 — 32, 35-37, 39, 40, 43, 44) значительно уступают заявляемым по отделимости шлака.
Проволока по прототипу уступает предлагаемой по отделимости шлака, обладает 25 склонностью к порообразованию и не обеспечивает возможности сварки в потолочном положении.
На втором этапе работы проверялись механические свойства, химический состав 30 и содержание газов в наплавленном металле проволок N8, .15, .и 22 прототипа. .Резуль-, таты испытаний приведены в табло, 3, 4, 5 (средние значения из 3-х определений).
Как видно из анализа табл. 3, 4, 5, пред- 35 лагаемая порошковая проволока улучшает по сравнению с прототипом вязко-пластические свойства металла шва, При этом учитывались следующие соотношения между удельной работой, затра- 40 ченной на отделение 1 см2 шлака, и экспертной оценкой отрелимости;
Ауд, Дж/см Отделимость шлака
< 1 Отличная
1,0 — 2,5 Хорошая
2,5-4,5 Удовлетворительная
>4,5 . ". Плохая
Формула изобретения
1. Порошковая. проволока для сварки, содержащая оболочку из малоуглеродистой стали, заполненную порошкообраэной шихтой, включающей рутиловый концентрат, мрамор, тальк, натриевую силикат-глыбу, ферромарганец, полиэтилен, железный порошок, отличающаяся тем, что, с целью улучшения отделимости шлаковой корки, снижения чувствительности к порообразованию при одновременном обеспечении сварки во всех пространственных положениях, шихта дополнительно содержит фторид бария и фторид лития при следующем соотношении компонентов, мас.,,ь:
Рутиловый концентрат 14,0-18,0
Мрамор 2,8-4,8
Тальк 2,7 — 3,2
Натриевая силикат-гл ы ба 8,5 — 10,0
Ферромарганец 8,0 — 10,0
Полиэтилен 1,5 — 2,5
Фторид бария 3,5 — 6,0
Фторид лития 3,5 — 6,0
Железный порошок Остальное при этом фторид лития и рутиловый концентрат взяты в пропорции 1:(2,5 — 4), а коэффициент заполнения проволоки составляет
20 — 25 .
2. Проволока по и. 1, о тл и ч а ю ща яс я тем, что, мрамор, фторид лития и фторид бария взяты в пропорции 0,8:1:1.
1780970
Таблица 1
Компоненты
Номер проволоки проволоки
Мрамор
Силика глыба
Тальк
Фторил лития
Желеаны порошок
Фторид бария, 2,5
2,5
2,5
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
9,0
9,0
9,0
3,0
3,0
3,0
3,5
3,0
3,0
3,5
3,0
2,8
9,0
2,5
9,0
3,5
3,5
2,8
2,8
9i0
3,5
3,0
3,5
3,5
3,5
5>0
3,5
5,0
9,0
8,0
9,0
9,0
9,0
9,0
9,0
8,0
10,0
3,0
3,5
5,0
3,5
3,5
5,0
2,8
2,8
2,8
1,5
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0 з,в
2,8
З,в
5,0
3,5
5,0
6,0
5,0
5,0
3,5
5,0
5,0
5,0
6,0
5,0
3,8
4,0
3,8 з,в
4,8
3,8
4,8
4,8
4, 8
2,0
2,0
9,5
9,5
9,0
1,5
2,2
2,4
2,4
2,0
8,0
6,0
5,0
9,0
6,0
5,0
6,0
6,0
2,0
6,0
6,5
6,0
2,5
4,8
2,0
6,0
2,0
2,0
6,5
2,0
2,0
2,0
2,0
2,5
2,5
2,5
2,4
2,0
2,4
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
1>5
1,5
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
1,2
2,8
2,5
7,4 8,8 5,0
15,8
3,8
56,3
2,9
3
5
7
9
11
12
1Ç
t4
16
l7 18
19
21
22
23
24
26
27
28
29
31
32
33
34
Зб
37
38
39
41
42
43
44
46
47
48
49
51 52
53
11рототип
16,0
16,0
16,0
16,0
16,0
16,0
16,0
14,0
16,0
16,0
16,0
16,0
16,0
16,О
16,0
16,0
16,0
16,0
16,0
16,0
16,0
18,0
16,0
16,0
16,0
16,0
16,0
16,0
16,0
12,0
13,0
13,5
14,5
18,0
13,0
13,6
13,8
18,0
20,0
13,6
14,4.
18,8
21,0
26,0
16,0
16,0
16,0
16,0
16,0
16,0
16,0
16,0
18,0
4,8
5,5
4,8
5,5
5,5
5,5
2,8
2,8
2,8
2,8
2,8
3, 8
3,8
3,8
3,8
3,8
4,8
4,8
4,8
4,8
4,8
4,0
4i0
4,0
4,0
4,0
4,0
4,0
4,0
4,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
2,7
3,0
3,0
3,0
3,2
2,7
3,0
3,0
3,0
3,0
2,7
2,7
3,0
3,0
3,2
3,0
3,0
3,О
3>0
3,0
3,0
3,2
3,2
3>2
3,2
3, 0
3,2
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
2,7
2,7
2,5
3,5
3 0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
З,г
9,0
9,0
9,0
9,0
9,0
9,0
9 0
8,5
9,0
9,0
9,0
8,5
10,0
9,5
8 5
9,0
9,0
9,О
8,5
9,0
9,0
10,0.
9,0
9,0
9,0
9,0
9,0
9,0
9,0
10,0
10,0
10,0
9,8
9,5
10,0
9,0
9,0
9,0
9,0
9,0
9>0
9,0
8,5
8,5
9,0
9,0
8,0
10,5
9,0
9,0
9,0
9,0
10,5
Ферро- Пплиэти марганец лен
9iO
9,0
10i0
9,0
9,0
9,0
Э,О
9,0
9,0
9,0
10,0
10,0
10,0
9,8
0,5
10,0
9,0
9,0
9,0
9,0
9,0
9,0
9>0
8,0
8,0
9,0
9,0
9,0
9,0
7,7
1О;3
9,0
9,0
10,1
52,5
52,0
52,0
52,2
51,5
51,7
51,7
55,5
49,7
49,7
50,2
48,5
48,0 .
49,2
46,5
46,2
45,5
46,1
45,6
45,2
45,2
39,5
43,7
43,7
43,0
43,2
4З.O
43,0
42,5
52,5
51,5
51,0
50,5
51,S
47,6
49,6
49,4
45 2
43 2
46,6
45,8
41,4
41,5
36,5
47,5
46,5
48,0
45,5
48,3
45,7
47,8
46,2 .41,7
6,5
6,5
6,0
6,5
3,5
3 5
3,5
3,5
3,5
5,0
5,0
5 0
5,0
5,0
6,0
6,0 е,0
6,0
6,0
5,0
5,0
5 0
5 0
5,0
5,0
5,0
5,0
5,0
6,5
6,0
6,5
6,0
6,5
6,5
3,5
3,5
3,5
3,5
3 5
5,0
5,0
5,0
5,0
5,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
5,0
5,0
5,0
5,0
5,0
5,0
5,0
5,0
5,0
1780970.Та бли ца 2
Разбрыз« гивание
Пространственные положения при сварке
Номер проволоки
Стабильность горения дуги
Есть
Нижнее
Нет, Нижнее, вертикальное
Высокая
Нет
« I I»
9,12,13 2,1
Нет
«11» !
10,11, 14
1,95
Нет
0,98
Нет
«11»
Нет
16-21 2, ) « I 1»
«I I»
Нет. 22
«I I »
0,95
23-29 2,95
«!1
Нет
30-32 4,6
33 0,36
Есть Нижнее, наклонное
Нет
Нет Нижнее, вертикальное, полупотолочное
1,6
35,36, 37
Есть Нижнее, вертикальн1е
Нет . Нижнее, вертикальное
Нет
Удовлвтв.-"39
41,42
Нет, Нижнее, вертикальное
Нет Нижнее, вертикальное
3,9
4,9
0,97
Нет
Удовлетв.-"3,6
0,95
43,44
Нет Нижнее
Высокая
Нет
0,95
Нет
0,97
Нет
0,99
Есть
0,95
Есть
50 0,99
Нет
Удельная работа для отделения
1 см2 шла-; ка 4N дж/смз
1-4 4,6
5-7 2,7
8 0,95
4,7
),0
1,6
Порооб" разовани
Нижнее, вертикальное, потолочное
Нижнее, вертикальное, потолочное
Нижнее, вертикальное, полупотолочное
Нижнее, вертикальное, потолочное
Нижнее, вертикальное, потолочное
Нижнее, вертикальное, потолочное
Нижнее, вертикальное, полупатолочное
Нижнее, вертикальное, потолочное
Нижнее, вертикальное, полупо голочное
Нижнее, вертикальное, потолочное
Нижнее, вертикальное, полупотолочное
Нижнее, вертикальное, потолочное
Нижнее, вертикальное, полупотолочное
Нижнее, вертикальное, потолочное
Нижнее, вертикальное, потолочное
Нйж«нее, вертикальное, полупотолочное
Высокая Нормальное
- Высокая "-"Удовлвтв,Повышенное
Высокая Нормальное
Высокая Нормальное
Удовлетв.Нормальное
Высокая Нормальное
Высокая
Высокая Повышенное
Высокая Нормальное
Удовлетв ° Нормальное
Удовлетв.Повышенное
Высокая Повышенное
Высокая Повышенное
Удпвлетв.Нормальное
1780970
1 2 3 4
Повыш.
Низкая Повышенное
53 В,99
Нет
Удоалетв.Нормальное
Есть
Высокая нормальное Ю
За показатель отделимости шлака принята удельная работа (Ат„), затраченная на отделимость 1 смз шлака ° т °
Таблица 3
Таблица 4
Таблица 5
Составитель В,Прохоров
Редактор В.Фельдман Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор .М.Têà÷
Заказ 4240 Тираж Подг1исное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям г1 ри ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101
Прото" тип 3,0
Продолжение табл. 2 (1
Нижнее, вертикальное, полупотолочное
Нижнее, вертикальное. : полупотолочное
Нижнее, вертикальное, полупотолочное
