Состав электродного покрытия

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ i 11 737175

Союз Йоветскйх

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.11.77 (21) 2541967/25-27 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.05.80. Бюллетень № 20 (45) Дата опубликования описания 30.05.80 (51) М. Кл.

В 23К 35/365

Государственный комитет (53) УДК 621.791.042. .4 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявители

А, Ф. Власов, Ю. Н. Опарин, В. М. Белая и А. А. Перепелица

Краматорский научно-исследовательский и проектно-технологический институт машиностроения и Южно-Уральский машиностроительный завод (54) СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ

Изобретение относится к области сварки, в частности к составам электродных покрытий, применяемых преимущественно для электродуговой сварки низкоуглеродистых и низко легированных сталей.

Известен состав электродного покрытия (1), содержащий следующие компоненты, вес.о о:

Мрамор 54

Плавиковый шпат 15

Кварц 9

Ферромарганец 5

Ферросилиций 5

Ферротитан 12

Однако электрод с данным покрытием обладает недостаточной производительностью.

Наиболее близким по составу к изобретению является электродное покрытие (2), содержащее следующие компоненты, вес. О о:

Мрамор 5 — 15

Плавиковый шпат 5 — 15

Нефелиновый концентрат 5 — 20

Ферромарганец 5 — 10

Ферротитан 3 — 10

Алюминиевый порошок 8 — 15

Железная окалина 32 — 60

Данное покрытие обладает следующими недостатками: возможность сварки только в нижнем положении из-за повышенной толщины покрытия (коэффициент массы покрытия равен 1,0) и образующегося при этом большого количества расплавленного шлака; возможность сварки только на постоянном токе обратной полярности; в некоторых случаях по линии сплавления с основным металлом имелись непокрытые участки шва; из-за повышенной толщины покрытия увеличивается количество неметаллических и других включений, в связи

10 с чем снижаются пластические свойства (особенно ударная вязкость) металла шва; протекание кремневосстановительного процесса из-за наличия в нефелиновом концентрате и сухом остатке жидкого стекла

15 двуокиси кремния, что на стадии сварочной ванны приводит к дополнительному насыщению металла кислородом.

С целью повышения качества металла шва, состав покрытия дополнительно со20 держит ритуловый концентрат, кварцевый песок и поташ при следующем соотношении компонентов, вес.о о:

Мрамор 3 — 10

Плавиковый шпат 8 — 12

25 Рутиловый концентрат 5 — 25

Кварцевый песок 1 — 5

Ферромарганец 5 — 10

Ферротитан 2 — 12

Алюминиевый порошок 8 — 12

30 Поташ 1 — 4

Железная окалина Остальное

737175

4 вых и других включейий; содержание в металле шва кислорода (0,04%, азота (0 02%, водорода 3 — 5 см на 100 г наплавленного металла; высокую производи5 ельность 11,5 — 12,0 г/А ч при коэффициенте массы покрытия, равном 0,4 — 0,5; во можность получения требуемых механических свойств металла шва при сварке стали в широком диапазоне (тнпы 342 ... Э60А

10 по ГОСТ 9467 — 75) при соответствующем соотношении компонентов покрытия между собой.

Приведенные положительные свойства достигаются при плавлений электродного

15. покрытия, в состав которого введены компоненты в указанном соотношении.

В табл. 1 приведены составы данных электродных покрытий и покрытия-прото20 типа.

Данные механических испытаний электродных покрытий, составы которых приведены в табл. 1, представлены в табл. 2.

Таблица !

Оптимальный состав электрода †прототи

Компоненты, вес. %

12

Мрамор

Плавиковый шпат

8

14

Рутиловый концентрат

Нефелиновый концентрат

Кварцевый песок

Ферротитан

Ферромарганец

Железная окалина

2

5

48

12

5

36

22

3

11

5

44

11

Таб лица 2

Предел текучести, кгс, мм

Ударная вязкость при 20 С, кгс/мма

Предел прочности, кгс мм

Относительное удлинение, %

Относительное

Состав сужение, %

59,0 — 61,0

50,9 — 51,5

60,7 — 61 5

52,0 — 52,7

22,0 — 22,3

I8,0 — 23,3

20,0 — 24,7

22,6 — 25,7

47,0 — 48,0

40,7 — 41,3

49,5 — 50,5

35,4 — 41,4

62,0

60,0 — 67,6

60,0 — 62,5

60,0 — 68,1

11, 1 — 11,4

1I,5 — 12,8

13, 5 —.22, 1

14,6 — 16,5

2

3.

Материал свариваемых пластин — сталь

МСт-3; толщина — 20 мм; подготовка кромок в соответствии с требованиями

ГОСТ 9466 — 75.

Сварка пластин производилась на постоянном токе обратной полярности электродами с диаметром стержня 5,0 мм и ко- 30 эффициентом массы покрытия 0,6. Резуль3

Изготовление электродов с предлагаемым покрытием возможно на существующих электродных прессах низкого и среднего давления с меныпим количеством жидкого стекла по сравнению с существующими марками электродов аналогичного назначения.

Проведенные исследования и промышленные испытания данного электродного покрытия показали, что электроды обеспечивают стабильйое горение дуги при сварке как на постоянном токе обратной полярности, так и на переменном; возможность сварки во всех пространственных положениях (кроме потолочного); получение хорошо раскисленных швов с мелкочешуйчатой поверхностью без каких-либо дефектов; легкое удаление (в большинстве случаев самоотделение) шлаковой корки при сварке в нижнем положении и при сварке угловых соединений; отсутствие кремневосстановптельного процесса; отсутствие дефектов в виде пор, подрезов, трещин, шлакоАлюминиевый порошок

Натриевое жидкое стекло к весу сухой шихты таты механических свойств металла шва, выполненного оптимальным составом электродного покрытия-прототипа, получены пр и св ар ке ст ал и 09 Г2С.

Химический состав металла шва, выполненного указанными в табл. 1 составами электродных покрытий, приведен в табл. 3, 737175

Таблица 3

Компоненты, вес. й

Состав

Алюминий

Кремний

Углерод Марганец

Титан

Сера фосфор

0,12

0,11

0,10

0,10

0,15

0,10

0,09

0,64

1,27

0,67

0,88

I,I0

0,028

0,025

0,020

0,035

0,05

0,038

0,033

0,026

0,32

0,030

0,025

0,035

0,02

0,07

0,024

0,01

Газошлакообразующие компоненты (мрамор, плавиковый шпаг, рутиловый концентрат, кварцевый песок), введенные в состав покрытия, оказывают соответствующее действие на процессы, протекающие при свар- 5 ке: газошлаковая защита сварочной ванны, мелкокапельный перенос металла и др.

В совокупности названные компоненты способствуют связыванию и удаленшо серы, фосфора и неметаллических включений 10 в шлак, получению хороших сварочно-технологических свойств и легко удаляемой шлаковой корки в угловых соединениях и в глубоких разделках.

Мрамор — газошлакообразующий ком- 15 понент, вводится в состав электродного покрытия с целью газовой защиты сварочной ванны от азота воздуха и через окисел СаО способствует удалению фосфора в шлак.

Плавиковый шпат — газошлакообразу- 20 ющий компонент, вводится в электродное покрытие с целью газовой защиты сварочной ванны от азота воздуха, способствует связыванию водорода в стойкий гидроксил, разжижает шлак и способствует получе- 25 нию качественного металла шва.

Рутиловый концентрат — шлакообразующий компонент, основу которого составляет двуокись титана (Т102), способствует получению мелкочешуйчатых сварных швов 30 с легко удаляемой шлаковой коркой. Двуокись титана легко переходит в шлак, снижает содержание неметаллических включений в наплавленном металле, придает шлаку свойство жидкотекучести и легкой 35 всплываемости, способствует переносу металла преимущественно в виде мелких капель и снижает разбрызгивание электродного металла.

Кварцевый песок — шлакообразующий 40 компонент, вводится в электродное покрытие с целью улучшения сварочно-технологических свойств, в указанных пределах улучшает свойства шлаковой корки.

Ферромарганец вводится в электродное 45 покрытие как раскислитель для придания ,металлу шва соответствующих механиче-,ских свойств, способствует связыванию и переводу в-шлак серы.Ферротитан вводится в электродное по- 50 крытие как раскислитель, способствует измельчению зерна и повышению механических свойств металла шва. железная окалина и алюминиевый порошок в электродное покрытие вводятся с целью увеличения скорости плавления покрытия, повышения производительности за счет восстановления железа из его окислов, образования стойких нитридов алюминия и связывания серы в химически стойкие соединения.

Поташ вводится в покрытие с целью стабилизации горения дуги на переменном токе.

Улучшение сварочно-технолоп1ческих свойств электродов с экзотермпческой смесью в покрытии; возможность сварки как на постоянном, так и па переменном токе во всех пространственных положениях (кроме потолочного); повышение качества металла шва и обеспечение высокой производительности способствуют высокой экономической эффективности использования предлагаемого электродного покрытия.

Формула изобретения

Состав электродного покрытия, содержащий мрамор, плавиковый шпат, ферромарганец, ферротитан, алюминиевый порошок и железную окалину, отл ич а ю щи и с я тем, что, с целью повышения качества металла шва, он дополнительно содержит рутиловый концентрат, кварцевый песок и поташ при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Мрамор 3 — 10

Плавиковый шпат 8 — 12

Ферромарганец 5 — 10

Ферротитан 2 — 12

Алюминпсвый порошок 8 — 12

Рутиловый концентрат 5 — 25

Кварцевый песок 1 — 5

Поташ 1 — 4

Железная окалина Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Давыденко 1Л. Д. Справочник по сварочным электродам. Гостовское книжное изд-во, 1961, с. 6,4.

- 2. Авторское свидетельство СССР № 507994, кл. В 23К 35/365, 1974 (прототип) .