Состав электродного покрытия для холодной сварки чугуна

 

Использование: составы электродных покрытий, применяемых для холодной сварки чугуна, заварки дефектов литья, ремонта чугунных деталей. В состав покрытия входят следующие компоненты, мас.%: мрамор 16,5-20,0; плавиковый шпат 8,0-12,0; полевой шпат 4,0-6,0; ферросилиций 9,0-11,0; феррованадий 45,0-55,0; лигатура РЗМ - 0,9-1,1; хромовокислый калий 0,5-1.5; слюда 3,5-5,0; сода 0,4-0,6, при этом ферросилиций , феррованадий и лигатура РЗМ вводятся в пропорции 10:50:1, а плавиковый и полевой шпат - в пропорции 2:1. 2 табл.

СОКЭЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

P E Cf1YEfl VIK (51)5 В 23 К 35/365

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4932316/08 (22) 26.04.91 (46) 28.02.93. Бюл. N. 8 (71) Харьковский инженерно-педагогический институт (72) Н,Г,Ефименко, Н.А.Калин, В.П.Удовенко, Л.Н.Балан и M.Â.Oðëîâ (73) Н.Г.Ефименко (56) Авторское свидетельство СССР

N . 1031702, кл, В 23 К 35/365, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N. 1316775, кл. В 23 К 35/365, 1985.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1676776, кл. В 23 К 35/365, 1989.

Авторское свидетельство СССР № 1532254, кл. В 23 К 35/365, 1988.

Авторское свидетельство СССР № 1539030, кл. В 23 К 35/365, 1988.

Электроды ВЧЖ-1 для холодной сварки чугуна. Информационный листок № . 7410, Ждановского завода тяжелого машиностроения, Киев, 1971, Изобретение относится к сварке, в частности к составам электродных покрытий, применяемых для холодной сварки чугуна.

Целью изобретения является улучшение сварочно-технологических свойств электродов и повышение качества наплавленного металла. Это достигается тем, что в состав покрытия, содержащего мрамор, плавиковый шпат, ферросилиций. феррованадий и слюду, дополнительно вводят полевой шпат, лигатуру редкоземельных металлов, калий хромовокислый и соду, причем ферросилиций, феррованадий и лигатура Р3М вводятся в пропорции 10:50:1, а плавиковый и полевой шпат — в пропорции

„„5U„„1799317 АЗ (54) СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ

ДЛЯ ХОЛОДНОЙ СВАРКИ ЧУГУНА (57) Использование: составы электродных покрытий, применяемых для холодной сварки чугуна, заварки дефектов литья, ремонта чугунных деталей. В состав покрытия входят следующие компоненты, мас.%: мрамор

16,5-20,0; плавиковый шпат 8,0-12,0; полевой шпат 4,0 — 6,0; ферросилиций 9,0 — 11,0; феррованадий 45,0-55,0; лигатура P3M—

0,9 — 1,1;:хромовокислый калий 0,5-1,5; слюда 3,5 — 5,0; сода 0,4-0,6, при этом ферросилиций, феррованадий и лигатура Р3М вводятся в пропорции 10:50:1, а плавиковый и полевой шпат — в пропорции 2:1. 2 табл.

2:1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Мрамор 16,5 — 20,0

Плавиковый щпат 8,0-12,0

Полевой шпат 4,0-6,0

Ферросилиций 9,0-11,0

Феррованадий 45,0 — 55,0

Лигатура РЗМ 0,9-1,1

Калий хромовокислый 0,5 — 1,5

Слюда 3,5-5,0

Сода 0,4-0,6.

Новым по сравнению с прототипом является введение в состав покрытия полевого шпата, .лигатуры РЗМ. калия хромовокислого и соды в указанных количе1799317 ствах, причем ферросилиций, феррована- евой основе марок ФсЗОРЗМЗО, дий и лигатура РЗМ вводятся в пропорции ФсЗОРЗМ20 по ТУ 14-5-136-81, лигатура

10;50:1, а плавиковый шпат и полевои магний-иттрий.по ТУ 48-05-46 — 71, anewшпат — в пропорции 2:1. ний-иттрий по ТУ 48 — 0504 — 17-75 или кремПрименение ферросилиция, феррова- 5 ний-иттрий по ТУ 14-141-97-87, надия и лигатуры РЗМ s составе покрытия Введение ферросилиция, феррованадля холодной сварки чугуна в пропорции дия и лигатуры РЗМ в количествах соответ=.

10:50.:1 неизвестно и дает новый эффект — ственно менее 9, 45 и 0,9 и уменьшение уменьшает ширину мартенситной прослой- соотношения ферросилиция, феррованадия ки по линии сплавления и позволяет ста- "0 и лигатуры РЗМ менее 10:50:1 приводит к бильно получать необходимую твердость повышению твердости наплавленного менаплавленного металла HB 180-200, что ис- талла и переходной эоны и увеличивает веключает образование трещин в переходной роятность образования трещин. зоне и наплавленном металле. При этом При содержании ферросилиция, ферро-. обеспечивается высокое качество наплав- 15 ванадия и лигатуры РЗМ в количествах соленного металла и воэможность механиче- ответственно более 11, 55 и 1,1% и ской обработки сварного соединения. увеличении соотношения более 10:50;1 при3аявляемое соотношение компонентов водит к ухудшению сварочно-технологиче-, ферросилиций, феррованадий, лигатура ских свойств электродов из-за

РЗМ представляет собой новую легирую- 20 недостаточного количества газо-и шлакообщую систему Si — Ч-РЗМ оптимального со- разующих компонентов покрытия, снижестава., . нию качества. металла шва .из-эа

Легированиевысокоуглеродистогоссо-: загрязнения металла неметаллическими держанием более 1% С стального шва вайа- включениями. дием приводит к резкому снижению .25 Введением в состав покрытия электротвердости наплавленного металла в резуль- дов плавикового шпата и полевого шпата.в тате образования карбидов ванадия, кото-, количествах соответственно 8 — 12 и 4-6% рые связывают основйое количество присоотношении2:1достигаетсяоптималь- углерода, обедняя им твердый раствор и ная газо-шлаковая защита высоколегироспособствуя образованию ферритной мат- ЗО ванного сплава, образующегося при рицы. Карбид ванадия в виде дисперсных плавлении электрода. Образующийся шлак включений равномерно распределяется . в характеризуется хорошей газопроницаемоферритной матрице, обеспечивая твердость стью, необходимой вязкостью и отличной наплавленного металла HB 160-200.. " отделимостью за счет введения полевого.

Кремний, наряду с раскислением сва-. З5 шпата, что обеспечивает возможность. за" рочной ванны при сваркечугуна, уменьшает - варки глубоких разделок и дефектов в отливрастворимость углерода в железе, так "как ках из чугуна без послойной очистки шлака.. межатомные связи с железом у него силь- - При уменьшении количества плавикового и нее, чем у углерода, что, в свою очередь, полевогошпатаменее8и4% иуменьшенииспособствует уменьшению ширины мартен- 40 пропорции менее 2 .1 ухудшается шлаковая ситной прослойки. ;: . защита металла шва и повышается склонМалыедобавки РЗМ в высокоуглероди- . ность к образованию пористости наплавстом сплаве оказывают. графитизирующее: ленного металла. При увеличении воздействие за счет образования дойолни- содержания плавикового и полевого шпата тельных центров кристаллизации графита, 45 более 12 и 6% и увелйчении пропорции бочто, в свою очередь, снижает вероятность лее 2,1 повышается склонность металла шва образования закалочных структур s зоне к зашлаковкам, затруднена заварка литейсплавления, уменьшает ширину мартенсит- ных дефектов без зачистки каждого валика, ной прослойки, исключает образование тре- ухудшается отделимость шлака, повышаетщин в наплавленном металле и переходной 50 ся его вязкость. зоне, Кроме того, введение РЗМ, обладаю- Сода вводится в состав покрытия в кощих большим сродством к кислороду,.сере, личестве0,4-0,6% в качестве пластификатоспособствует очищению границ зерен фер- ра обмазки при изготовлении: электродов ритной матрицы за счет образования окси-.. методом опрессовки. Кроме того, сода выдов и оксисульфидов РЗМ и, как следствие, 55 полняег роль стабилизатора сварочной дуги повышает стойкость наплавленного метал- и газовой защиты металла шва; При содерла и переходной зоны против. образования жании соды в покрытии менее 0,4% ухудшатрещин и пор. ется процесс опрессовки электродов, а .

В качестве лигатуры РЗМ могут исполь- также снижается стабильность горения дуги зоваться лигатуры с РЗМ на железо-кремни- и ухудшается газовая защита. При введении

1799317 плавлейного металла (отсутствие трещин и пор, уменьшение ширины прослойки с повыщанной твердостью, снижение твердомомент зажигания. Введение в покрытие

Электродное покрытие вариантов 1 и 5 более 1,5% хромовокислого калия ухудшает 10 содержащее соответственно пониженное и процесс изготовления электродов методом .: повыюенйое количество заявляемых компоопрессовки из-.за быстрого затвердевания: нентов.и не удовлетворяющее указанным обмазочной массы, .: ..::: вйше пропорциям, не обеспечивает достиТаким образом, входящие в покрытие . :. жения поставленной цели.. мрамор, плавиковый шпат, полевой шпат, 15:: Такимабразом,использованиевпокрыферросилиций, феррованадий. лигатура тии указанных компонентов в,определенР3М, калий хромовокислый. слюда и сода . ном . .сочетании: и:определенных при отношении ферросилиция, феррована-: пропорцИях; обеспечивают достижение подия и лигатуры Р3М как 10:50:1 и отноше-. :. ставлейной цели — высокие сварочно-техйонии плавикового шпата и полевого шпата 20 логические свойства электрода и качество как 2:1 обеспечивают получейие эффекта, йэтглавлейного металла, позволяют произвыразившееся в повышении качества на- водить многослойную холодную электродуплавленного металла и улучшении свароч- .-: говую сварку чугунных деталей и заварку но-технологических свойств сварочного . дефектов в отливках, создавать сварочноэлектрода.. ::: ::: --25 литые конструкции с обеспечением высокоТехнолагйя изготовЛения электродов с ro качества швов и возможности их заявляемым покрытием не отличается от из- обработки режущим инструментом. вестной. В качестве электродного стержня используется сварочная проволока марок : Ф о р м у л s и з о б р е т е н и я

Св08.или Св08А ГОСТ 2246-70, — ... " ЗО Способ электродного покрытия для хоИзготовлены и испытаны электроды пя- ладной сварки чугуна, держащий мрамор, Ти вариантов с заявляемым покрытием и йлавиковый шпат,ферросилиций,ферроааэлектрод-прототип, Варианты изготовлен-: надий и слюду, отл и ч а ю щи и с я тем, ных электродов приведены в табл. 1, .::: что, с цельюулучшения сварочно-технологиРезультаты технологической проверки 35 ческих свойств электрода и повышения каэлектродов с заявляемым составом покрытия чества наплавленного металла, он и прототипа прййедены в табл. 2, :: дополнительно содержит лйгатуру редкозеДля определеНия качества наплавлен- .. мельных металаов. хромовокислый калий, ного. металла и сварочно-технологических полевой шпат и соду при следующем соотсвойств электродов прбйзводили много-::40 ношении компонентов, мас.®: мрамор слойную заварку разделки глубйной 20 мм 16,5-20,0; плавикоьый шпат 8,0-12,0; полеидлинОй 100 мм с углом раскрытия 70 на вой шпат 4,0-6,0; ферросилиций 9,0-11,0; пластине из серого чугуна маркй СЧ 21 тол- феррованадий 45,0-55,0; лигатура РЗМ 0,9щиной ЗО мм. Сварку производили электро- 1.,1; слюда - 3,5-5,0;:хромовокислый калий

0,5-1;5; содэ 0,4-0,6, причем соотношение дами диаметром 4 мм на постоянном токе обратнойполярности. Силатока160-180А.: — ферросйлицйв, феррованадия и лигатуры

Результаты испытаний сварочно-техно- :,РЗМ составляет 1050:1, а соотношение пла. логических свойств и качества наплавлен- вйкового-идолеаого шпата-2:1, соды в количестве более 0,6% увеличивается разбрызгивание электродного металла, а опрессовочные свойства покрытия остают-. ся такими же.

Хромовокислый калий вводится в состав покрытия в количестве 0,5-1,5% как 5 стабилизатор сварочной дуги. При содержании его в покрытии мейее 0,5%. стабильность горения дуги ухудшается, особенно в ного металла показывают, что оптимальным является состав покрытия вариантов 2. 3 и

4, обеспечивающий высокое качество насти) и хорошие сварочно-технологические свойства электродов при холодной сварке чугуна.1799317

Таблица 1

Таблица 2

Сварочно-TexHoaotwecme Количество . свойства электрода пор на 100 мм:шва, шт

I . Ширина прослойки повышенной твердо- сти; мм

Твердость наплавленного метал па, НВ

Количество трещин на

100 мм шва, шт

Злектрод

Формирование шва — удовлетворительное.

Склонны к образованию трещин и пор.

Обрабатываемость неудовлетворительная

Формирование шва- . удовлетворительйое, Склонность к образованию трещин и. пор нйзкая.

Обрабатываемость удовлетворительная, Формирование шва— хорошее.

Склонность к образованию трещин и пор низкая.

Обрабатываемость хорошая.

Формирование шва —,: - .-отличное

Не склонны к образова-, нию трещин и пор .. ",,, Обрабаты ваемость-хорошая.

Прототип

195.

0,6 зашлаковки

0,4 нет нет 170

0;2 нет

1799317

Продолжение табл. 2

Заказ 785 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, УЖгород, ул.Гагарина, 101

В

Редактор С, Кулакова

Составитель Н. Ефименко .

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Л. Пилипенко