Электрод рутилового вида для сварки

 

Использование: электрод предназначен для ручной электродуговой сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Электрод содержит в качестве основного компонента ильменитовый концентрат. Сварочно-технологические свойства электрода находятся на уровне или превосходят аналогичные показатели электродов, содержащих в покрытии в основном рутиловый концентрат. Стержень электрода выполнен из низкоуглеродистой или низколегированной проволоки. Покрытие содержит, мас. %: карбонат металла 1 - 15; силикат 15 - 25; целлюлоза 1 - 8; железосодержащий компонент 1 - 12; компонент, содержащий двуокись титана, остальное, а также ферромарганец, ферросилиций и/или ферротитан. Суммарное содержание марганца в электроде составляет 1,3 - 3,0 %, кремния 0,3 - 2,5 % и \ или титана - до 1,5 %. Коэффициент массы покрытия составляет 32 - 45 %. 4 з. п. формулы.

Изобретение относится к сварке, в частности, к покрытым электродам для ручной электродуговой сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей в различных областях экономики.

Известен состав электродного покрытия, используемого при изготовлении электродов рутилового вида по авт. св. N 539724, 1977, в котором содержится 30 40 ферротитана и 30 35% гематита, что обеспечивает снижение токсичности этих электродов, аналогичных по построению электродам ЦМ-7. Однако по сварочно-технологическим свойствам эти электроды уступали электродам с рутиловым покрытием, например МР-3.

Известны также составы электродных покрытий, используемых при изготовлении электродов рутилового вида по авт. св. СССР N 933336, 1980, в которые вводился ферротитан и железосодержащий окисел (гематит, железная руда) с целью улучшения сварочно-технологических свойств и технологичности при изготовлении. Основным компонентом этих покрытий был ильменит, и сварочно-технологические свойства их уступали электродам, содержащим рутиловый концентрат в покрытии.

Целью изобретения является разработка электродов на базе ильменитового концентрата в качестве основного компонента, сварочно-технологические свойства которых были на уровне или превосходили аналогичные показатели для электродов, содержащих в покрытии рутиловый концентрат. При этом обеспечивается весь комплекс механических характеристик металла шва, требуемый для электродов рутилового вида, уменьшение себестоимости производства и улучшение санитарно-гигиенических характеристик.

Это решается путем использования в качестве стержней низкоуглеродистых и низколегированных проволок с введением в покрытие FeTi и железосодержащих компонентов с корректировкой содержания FeMn и FeSi в покрытии в зависимости от содержания Mn и Si в проволоке так, чтобы суммарное содержание Mn в электроде составляло 1,6 3,0, а кремния 0,3 2,5% в зависимости от содержания ферротитана и железосодержащего компонента в покрытии при коэффициенте массы покрытия, равном 32 42% Введение Mn и Si в металл шва через стержень, а не через покрытие, более эффективно, так как коэффициент перехода этих элементов повышается, и для обеспечения требуемого количества Mn и Si в металле шва необходимо их ввести в электрод (т.е. в покрытие и стержень) меньшее количество, чем при введении только через покрытие. Введение FeTi, во-первых, уменьшает окислительный потенциал покрытия, что способствует увеличению перехода в шов Mn и Si, во-вторых, Ti в FeTi, окисляясь, добавляет дополнительно продуктами своего окисления TiO₂ количество двуокиси титана в шлаке, что значительно улучшает его формирующую способность и склонность к отделению от металла шва вплоть до самоотделения. Введение железосодержащих компонентов (гематит, магнетит) в строго определенных небольших количествах способствует повышению стабильности горения дуги, улучшению формирования шва и шлака и особенно отделимости шлака. Состав покрытия содержит, карбонат металла 1 12; силикаты 15 25; целлюлоза 1 8; железосодержащий компонент 1 8; компонент, содержащий двуокись титана остальное.

В качестве силикатов используются мусковит, и/или тальк, и/или флогопит, и/или каолин. В качестве карбонатов мрамор, магнезит, доломит, известняк.

В лабораторных условиях были изготовлены следующие партии электродов.

1. На проволоке Св08 с содержанием Mn 0,37% были изготовлены электроды ⊘ 3 мм на втулке 4,4 мм, что обеспечило К_М.п. 41% Состав покрытия содержал, ильменит, 51% мрамор 10; тальк 8; мусковит 10; FeMn 7; FeTi 12; целлюлоза 1; железосодержащий компонент 1. Этим обеспечивалось суммарное содержание в электроде 2,5% Mn, 0,3% Si и 1,5% Ti из FeTi.

2. На той же проволоке были изготовлены электроды ⊘ 3 мм на втулке 4,4 мм, что обеспечило К_М.п. 41% Состав покрытия содержал, ильменит 45; гематит 6; тальк 10; мусковит 13; целлюлоза 5; ферромарганец 8; ферросилиций 13; мрамор 1. Этим обеспечивалось в электроде 2,8% Mn и 2,1% Si.

3. На проволоке Св08ГА, содержащей 0,9% Mn, также были изготовлены партии электродов ⊘ 3 мм на той же втулке. Состав покрытия первой партии содержал, ильменит 51; мрамор 11; тальк 9, мусковит 11; FeMn 5; FeTi 11; целлюлоза 1% и магнезит 1, что обеспечивало в электроде 2,43% Mn, 0,32% Si и 1,37% Ti.

4. Вторая партия электродов на проволоке Св08ГА содержала, ильменит 45; гематита 6; тальк 11; мусковит 14, целлюлоза 5; FeMn 6, ферросилиций 12; мрамор 1. Этим обеспечивалось в электроде 2,75% Mn и 2,0% Si.

Все четыре партии электродов испытывались на сварочно-технологические свойства и механические характеристики металла шва. Формирование швов во всех пространственных положениях, стабильность горения дуги, отделимость шлака полностью соответствовали требованиям, предъявляемым к электродам рутилового вида, а по отдельности шлака (самоотделение) превосходило их. Механические свойства отвечали требованиям типа Э46 по ГОСТ 9467-75. При этом расход дефицитного FeMn уменьшился, что также способствует улучшению санитарно-гигиенических характеристик. Исследования показали, что содержание Mn в аэрозолях при сварке электродами первой партии в 2,8 раза меньше, чем в электродах МР-3.

Таким образом, предлагаемые электроды полностью соответствуют требованиям, предъявляемым к электродам с рутиловым покрытием, но превосходят их по сварочно-технологическим свойствам (улучшается отделимость шлака, вплоть до самоотделения), по санитарно-гигиеническим характеристикам, имеют значительно более низкую себестоимость, имеют больший диапазон применяемых материалов и их вариаций, что облегчает производствам с различным уровнем технологических возможностей и региональных ресурсов использование данной разработки.

Формула изобретения

1. ЭЛЕКТРОД РУТИЛОВОГО ВИДА ДЛЯ СВАРКИ, низкоуглеродистых и низколегированных сталей, содержащий покрытие, включающее мрамор, силикаты, компонент, содержащий двуокись титана, целлюлозу, железосодержащий компонент ферромарганец, отличающийся тем, что стержень электрода выполнен из низкоуглеродистой или низколегированной проволоки, содержащей марганец и кремний, покрытие содержит компоненты в следующем соотношении, мас.

Карбонат металла 1 15 Силикат 15 25 Целлюлоза 1 8 Железосодержащий компонент 1 12 Компонент, содержащий двуокись титана Остальное коэффициент массы покрытия составляет 32 45 при этом покрытие включает ферромарганец в количестве, обеспечивающем суммарное содержание марганца в электроде 1,6 3,0 а также дополнительно включает ферросилиций в количестве, обеспечивающем суммарное содержание кремния в электроде 0,3 - 2,5 и/или ферротитан, обеспечивающий содержание титана в электроде до 1,5% 2. Электрод по п. 1, отличающийся тем, что в качестве компонента, содержащего двуокись титана, покрытие содержит ильменит.

3. Электрод по п.1, отличающийся тем, что в качестве железосодержащего компонента покрытие содержит гематит и/или магнетит и/или железный порошок.

4. Электрод по п. 1, отличающийся тем, что в качестве силиката покрытие содержит мусковит и/или тальк, и/или флогопит, и/или каолин.

5. Электрод по п.1, отличающийся тем, что в качестве карбоната металла покрытие содержит мрамор и/или магнезит и/или доломит и/или известняк.