Состав электродного покрытия
1. СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ , содержащий рутил, плавиковый шпат, ферромарганец, ферросилиций , слюду, железный порошок, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств сварного соединения при снижении стоимости электрода, состав дополнительно содержит алюминий, графит, алюмосиликатный шлам и карбонатный щлам при; следующем соотношении компонентов, мас.%: Рутил 10-15 Плавиковый шпат5-8 Ферромарганец3-4 Ферросилиций1-3 Слюда2-5 Алюминий2-3 Графит2 3 ВСЕСОЮЗНАЯ Б/Г: i-;ViO. 1 13 Tf;0 ;f- и-.,ЯД( &КБд; отЩ.Алюмосиликатный 16-20 пшам Карбонатньй 20-25 шлам Железный пороОстальное шок 2. Состав по п.1, отличающийся тем, что алюмосиликатный шлам содержит следующие компоненты , мас.%: Окись алюминия 15-20 Окись кремния 15-25 Окись кальция 10-15 Окись магния 1-3 i Окись железа 5-8 Органическая (Л Остальное составлякяцая 3. Состав по п.1, отличающ и и с я тем, что карбонатный пшам содержит следующие компоненты , мас.%: Углекислый каль90-97 ,8 ций со Углекислый 0,05-0,1 рий 00 Углекислый маг0 ,3-1 ний Дигидроксид каль0 ,45-1,8 ция 0,1-1,6 Сульфат кальция 0,05-1 Сульфат натрия 0,1-2 Гидроксид натрия 0,3-0,8 Окись железа 0,2-0,8 Окись алюминида 0,6-0,95. Диоксид кремния
COIO3 СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA
„„SU„„119?814 (Ю 4 В 23 К 35/365
Рутил
Плавиковый шпат
Ферромарганец
Ферросилиций
Слюда
Алюминий
Графит
10-15
5-8
3-4
1-3
2-5
2-3
2-3 (21) 3802444/25-27 (22) 19. 10.84 (46) 15,12.85. Бюл. М 46 (7 1) Краматорский индустриальный институт (72) В.Д.Кассов, В.М.Карпенко, В.Т.Катренко, Г.Б.Билык и И.И.гуменшаймер (53) 62 1.79 1. 04 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 253273, кл. В 23 К 35/365, 30.08.63.
Авторское свидетельство СССР
Ф 433986, кл. В 23 К 35/365, 21.02.73. (54) (57) 1. СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ, содержащий рутил, плавиковый шпат, ферромарганец, ферросилиций, слюду, железный порошок, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств сварного соединения при снижении стоимости электрода, состав дополнительно содержит алюминий, графит, алюмосиликатный шлам и карбонатный шлам при:. следующем соотношении компонентов, мас.7:
Алюмо с ил ик ат ный
16-20
Окись алюминия 15-20
Окись кремния 15-25
Окись кальция 10-15
Окись магния 1-3
Окись железа 5-8
Органическая составляющая Остальное
3. Состав по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что карбонатный шлам содержит следующие компоненты, мас.й:
Углекислый кальций 90-97,8
Углекислый натрий
Углекислый магний 0,3-1
Дигидроксид кальция
Сульфат кальция
Сульфат натрия
Гидроксид натрия
Окись железа
Окись алюминида
Диоксид кремния
0,05-0,1
О, 45-1,8
О, 1-1,6
0,05-1
0,1-2
0,3-0,8
0,2-0,8 .
0,6-0,95. шпам
Карбонатный шлам 20-25
Железный порошок Остальное
2. Состав по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что алюмосиликатный шлам содержит следующие компоненты, мас.7.:
1197814
15-20
15-25
10-15
1, 0-3,0
5,0-8,0
Окись алюминия
Окись кремния
Окись кальция
Окись магния
Окись железа
Органическая составляющая
Остальное
Углекислый кальций
Углекислый натрий
Углекшслый магний
Дигидроксид каль90-97, 8
О, 05-0, 1
О, 3-1
0145-1 У 8
Ою 1=1 у 6
0,05-1
О, 1-2
0,3-0, 8
0,2-0, 8
0,6-0,95 ция
Сульфат кальция
Сульфат натрия
Гидроксид натрия
Окись железа
Окись алюминида
Диоксид кремния
Изобретение относится к сварке, в частности к составам электродных покрытий, применяемых преимущественно для сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей.
Цель изобретения — повышение механических свойств сварного соединения при снижении стоимости электрода.
Алюмосиликатный шлам является осадком, получаемым в отстойниках водаочистных сооружений на стадии первичной очистки воды при ее естественном осветлении в присутствии коагулянта, например сернокислого алюминия, и представляет собой механическую смесь частиц с дисперсностью менее 40 мкм, включающую окислы
А1, Si, Ия, Са, Fe. Алюмосиликатный шлам после механического обезвоживания и высушивания имеет следующий химический состав, мас.7:
Ллюмосиликатный шлам Краматорской водопроводной станции в настоящее время выбрасывается в отвал, ухудшая тем самым экологию окружающей среды, в частности водоемов.
Карбонатный шлам является отходом производства каустической соды содово-известковым способом (Славянского ПО "Химпром") и имеет следующий химический состав, secs!:
Использование карбонатного шлама утилизирует отход, идущий в отвал.
Введение в состав электродного покрытия алюмосиликатного шлама алюминия и графита снижает загряз10
ЗО
50 ненность металла сварного шва прсдуктами раскисления. Это объясняется тем, что находящаяся в алюмосиликатном шламе в виде составляющей механической смеси окись кальция образует с окислившимся по реакции
А1 + О + А1 0 комплексное соединение (СаО А1 О ), которое остается в шлаке, а углерод, соединяясь с кислородом металла шва, выделяется в атмосферу в виде СО °
Это обеспечивает низкое содержание кислорода и неметаллических включений в металле шва.
Находящаяся в составе алюмосиликатного шлама органика используется взамен целлюлозы в качестве пластификатора обмазочной массы и гаэообразующей составляющей покрытия. Такая замена не снижает технологических свойств обмазочной массы и эффективность газовой защиты металла на различных стадиях дугового процесса от взаимодействия с атмосферой воздуха, так как при плавлении покрытия органика алюмосиликатного шлама разлагается с образованием большого количества газов.
° Совместное введение в состав электродного покрытия плавикового шпата, алюмосиликатного и карбонатного шламов позволяет получить многокомпонентный шлак СаР -А1 O -Si0 -СаО-MgO-PeO-NaO, который обладает хорошей смачивающей способностью металла и надежно защищает жидкий металл сварочной ванны и электродных капель от проникновения азота иэ окружающей среды, несмотря на значительное снижение углекислого газа в атмосфере дуги.
Совместное введение в шихту карбонатного и алюмосиликатного шламов обеспечивает более качественную газовую защиту жидкого металла от вредного влияния атмосферы, поскольку температурный диапазон диссоциации смеси (органическая состаляющая + CACO> + Na CO> + М80) смещен в область низких температур (300350"С), что обеспечивает равномерное и полное разложение газообраэующих.
С экономической точки зрения предлагаемое электродное покрытие выгодно, так как вместо мрамора используется карбонатный плам — отход
1197814
4 производства, что уменьшает энерго- 17Х> ухудшает отделимость шлаковой затраты на помол составляющих элект" корки. родного покрытия,а наличие в алюмо- Ферромарганец и ферросилиций в силикатном шламе органики исключает выбранных диапазонах обеспечивают дорогостоящую органическую добавку " хорошее раскисление сварочной ванны карбоксилметилцеллюлозу, потребность и получение низкоуглеродистой стали, в которой полностью не удовлетворя- Конкретные составы электродного покрытия приведены в табл. 1.
Выбранное содержание алюмосиликат- По указанным пяти составам, были ного шлама, алюминия и графита явля- 10 изготовлены электроды. В качестве ется оптимальным для обеспечения связующего использовалось жидкое низкого содержания кислорода и неме- калиево-натрие о-натриевое стекло с модулем таллических включений в металле шва. 2,2-3,0 и плотностью 1,25-1 30 мг/м .
Увеличение их содержания в покрытии Электродные покры окрытия наносились на не приводит к заметным изменениям 15 металлические стержни ержни из проволоки содержания кислорода в металле шва, Св-08А методом опрессовки Экспеа при их уменьшении не дает ожидае- риментальными нь партиями электродов мого результата. были сварены б ны о Разцы иэ Ст.3 ° СварВведение алюмосиликатного шлама ку осуществляли яли на переменном токе менее 16 мас.Х, например 14 мас.Х, 20 (ток дуги 200-220 A). ухудшает технологические свойства обмазочной массы при изготовлении Были определены ны содержание кисэлектродов и эффективность газовой .лорода, неметаллических вкл х включений защиты металла от взаимодействия с и механические свойст воиства металла " атмосферой воздуха. шва (предел прочности и ударная вязВведение карбонатного шлама наибо- кость) ° Неметаллическ л че ские включения лее целесообразно в диапазоне 20- определены методом ом электролитической
25Х. Уменьшение содержания менее экстракции, Предел дел прочности металла
20Х, например 18Х, не обеспечивает шва измеРяли на образцах типа vj надежной защиты электродных капель 0 по ГОСТ 1497-73 ударную ударную вязкость и жидкого металла сварочной ванны по ГОСТ 9669-66 н б на о разцах с надот проникновения азота. Увеличение резом. Содержание кисл кислорода в металкарбонатного шлама более 25Х нао 9 ле шва определен д лено методом вакуумпример 27Х, приводит к увеличению плавления изготовл о овленных образцов потерь на разбрызгивание ввиду взрыв- на газоанализаторе фир .ВСО Т0 С30.
3S мы ного характера образования капель. Результаты испытая
ы анни представлены
Верхний предел содержания в сос- в табл. 2. таве электродного покрытия плавико- Таки б аким образом, составы П-IV вого шпата, обладающего деионизирую- электРо н щим действием, равен 8Х, нижний ктроднОГО пОкрытия, снижая содер 0 жание кислорода и загрязненность мепредел равен 5Х и установлен из усло- талла таяла шва продуктами раскисления, вия достаточной жидкотекучести шлака, обеспечива спечивают высокие механические
Содержание рутила менее 10Х., например 8Х, ухудшает стабильность войства предел прочности и ударную язкость металла шва при удешевгорения дуги, а свыше 15Х, например ленин ст нии стоимости электродов. !
1197814
Таблица 1
Компоненты
Составы
Рутил
10, 12
17
Плавиковый шпат
5 7 8
3 3,5 4
2,5
Ферромарганец
Ферросилиций
0,5
1 2 3,5 5
1 5 2 2 5 3
1,5 2 2,5 3 l4 16 18 20
27 25 23 20
36,5 32 26 21
Слюда
6,5
Алюминий
3,5
Графит
3 5
Алюмосиликатный шлам
Карбонатный шлам
Железный порошок
Таблица 2 б6, МПа ом
Дж/ см
Содержание 7
Номер состава
Кислорода Неметаллических включений
Составитель И.Белоусов
Техред А.Бойко Корректор М.Максимишинец
Редактор А.Ревин
Заказ 7657/13 Тираж 1085 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4
0,037
0,025
0,024
0,028
0,029
О, 0681
О, 0496
0,0450
0,0513
0,0537
438 105
512 128
525 140
495 134
500 125
