Состав электродного покрытия

 

Изобретение относится к сварке, в частности к материалам для холодной сварки чугуна. Цель изобретения - улучшение сварочно-технологических свойств и качества наплавленного металла. Электродное покрытие имеет следующий состав, мас.%: мрамор 12 - 20

полевой шпат 6 - 10

криолит 6 - 10

никель 40 - 50

алюминий 1 - 3

ферротитан 15 - 20

хромовокислый калий 0,5 - 3

слюда 1 - 3

сода 0,5 - 1,5, причем мрамор, полевой шпат и криолит вводят в пропорции 2:1:1. Электродное покрытие используют в сочетании с проволокой Св - 08А. Соотношение мрамор:полевой шпат:криолит, равное 2:1:1, обеспечивает хорошие сварочно-технологические свойства. Никель препятствует образованию структурно-свободных карбидов при сварке чугуна, увеличивает устойчивость аустенита в шве. Ферротитан и алюминий вводятся для раскисления никелевого сплава, образующегося при переходе никеля из покрытия в наплавленный металл, хромовокислый калий - для повышения стабильности горения дуги

слюда - пластификатор обмазки при изготовлении электродов. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

pgò5

Б 1Б н ."-: ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 ! (21) 4473639/25-27 (22) 15.08.88 (46) 30.01.90. Бюл. N 4 (72) Н.А.Калин, В.П.Удовенко, В.А.Витер и Н.П.Антоненко (53) 621.791.04 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 1031702, кл. B 23 К 35/365, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N 1316775, кл. В 23 K 35/365, 1985.

Авторское свидетельство СССР

N 559803, кл. B 23 K 35/365, 1976. (54) СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ (57) Изобретение относится к сварке, в частности к материалам для холодной сварки чугуна. Цель изобретения улучшение сварочно-технологических свойств и качества наплавленного металла. Электродное покрытие имеет

Изобретение относится к сварке, в частности к составам электродных покрытий, применяемых для холодной сварки чугуна.

Цель изобретения - создание электрода для холодной сварки чугуна с улучшенными сварочно-технологическими свойствами и повышенным качеством наплавленного металла при использовании проволоки марки св 08А за счет изменения шлаковой и легирующей системы покрытия.

Соотношение компонентов - мрамор, полевой шпат и криолит представляет собой шлаковую систему оптимального состава

„ЛО„„ЫЗМЗ() Л (51) 5 В 23 K 35/365 г следующий состав, мас.Ф: мрамор 1220; полевой шпат 6-10; криолит 6-10; никель 40-50; алюминий 1-3; ферротитан 15-20; хромовокислый калий 0,53; слюда 1-3 сода 0,5-1,5; причем мрамор, полевой шпат и криолит вводят в пропорции 2:1:1. Электродное покрытие используют в сочетании с проволокой Св-08А. Соотношение мрамор:полевой шпат:криолит, равное 2:1: l, обеспечи-! вает хорошие с ва рочно-технологические свойства. Никель препятствует образованию структурно-свободных карбидов при сварке чугуна, увеличивает устойчивость аустенита в шве. Ферротитан и алюминий вводятся для раскисления никелевого сплава, образующего при переходе никеля из покрытия в наплавленный металл, хромовокислый калий для повышения стабильности горения дуги, слюда - пластификатор обмазки при изготовлении электродов. 2 табл. и

Сл

С О

ЯР

Ю

В процессе сварки чугуна указанная ©ф система образует шлак, состоящий из следующих химических соединений:

Галенита 2Ca0 Alc0s SiOq

Анорита СаО AlqOg2SiOg

Анальцита Na O A120 q 4SiOq

Лейцита К О А1 0 4SiOу . В

Натролита Na<0 А1 0 3$102

Хабазита СаО А1 0 з 4Б10а

Температура плавления указанной шлаковой системы 1380-14200i Основное ее преимущество — отличная отделимость шлаковой корки гри температуре вплоть до 700-850 ОС, что объясняСаО-Na 0-К О-А1 0 y-S iOg Нa A1F@

1539 ется минимальной окислительной способностью и отсутствием условий образования промежуточного окисленного слоя, а также минимальным коэффициентом термического расширения, равным

6,1 1О в интервале 20-900" С.

Повышенное количество окислов калия и натрия в составе вышеуказанной системы обеспечивает стабильное горение дуги и хорошее формирование шва.

Введение мрамора„ полевого шпата и криолита в количествах соответственно менее 12, 6 и 64 и уменьшение отношения мрамора к содержанию полевого шпата и криолита менее 2:1:1 приводит к ухудшению сварочно-технологических свойств электродов. Ухудшается отделимость шлаковой корки, формирование шва, снижается стабильность го зения дуги.

При содержании мрамора,, полевого шпата и криолита s количествах соответственно более 20, 10 и 103 и увеличении отношения мрамора к содержанию полевого шпата и криолита более

2:1:1 приводит к ухудшению сварочнотехнологических свойств электродов за счет большого количества образующегося шлака, затрудняющего ведение процесса сварки, повышения температуры плавления шлака и ухудшения его отделимости.

Никель вводится в состав покрытия в количестве 40-504. Никель препятствует образованию структурно-свободных карбидов при сварке чугуна. Он расширяет область у -фазы, увеличивает устойчивость аустенита с увеличением его содержания в шве.

При. содержании никеля в наплавленном металле более 403 образуется чистоаустенитная структура; обладающая твердостью порядка 180-197 НВ.

При содержании никеля в составе покрытия менее 40ь не обеспечивается получение чистоаустенитной структуры, увеличивается твердость наплавленно- го металла, повышается склонность шва к образованию трещин.

Введение никеля в количестве бо- . лее 503 экономически нецелесообразно, так как повышается стоимость электродов без существенного улучшения технологических свойств элект- 55 .родов.

Ферротитан вводится в состав покрытия в количестве 15-204 с целью

030 4 более полного раскисления никелевого сплава, образующегося при переходе никеля из покрытия в наплавленный металл.

Как известно, никелевые сплавы склонны к образованию пористости за счет взаимодействия с растворенными газами О Н е и CO. В качестве наиболее эффективных раскислителей для никелевых сплавов применяют алюминий и титан, При содержании ферротитана в составе покрытия менее 153 не обеспечивается эффективное раскисление наплавленного металла, что приводит к образованию пористости сварных швов.

При введении ферротитана в количестве более 20 не наблюдается дальнейшего увеличения плотности сварных швов, так как поры не образуются и вводить ферротитан в большом количестве экономически нецелесообразно.

Калий хромовокислый вводится s состав покрытия в количестве 0,5-33 с целью повышения стабильности горения дуги и окисления углерода за счет кислорода, выделяющегося при его диссоциации.

При введении калия хромовокислого в количестве менее 0,53 снижается стабильность горения дуги, недостаночно окисляется углерод сварочной ванны, что повышает твердость наплавленного металла.

При введении калия хромовокислого в количестве более 33 ухудшается технологичность изготовления электродов за счет быстрого затвердевания обмазочной массы. Сода является одним из пластификаторов покрытия.

Слюда вводится в состав покрытия в количестве 1-4ь как пластификатор обмазки при изготовлении электродов методом опрессовки. Кроме того, слюда выполняет роль шлакообразующего компонента, улучшающего защиту металла шва от атмосферных газов.

При содержании слюды в покрытии менее 13 ухудшается технологичность изготовления электродов методом оппрессовки, образуются задиры и трещины на покрытии электродов.

При введении слюды в состав покрытия в количестве более 43 ухудшаются сварочно-технологические свойства электродов за счет образования большого количества шлака, затрудняющего ведение процесса сварки.

12-20

6-10

6-10

40-50

1-3

15-20

Мрамор

Полевой шпат

Криолит

Никель

Алюминий ферротитан

Калий хромовокислый

Слюда

Сода

0,5-3,0

1-3

0,5-1,5

Таблица 1

Варианты электродов

Х1 III IV

Компоненты покрытия

I V

8 12

20 24

Мрамор

Полевой шлат

Криолит

Никель

Алюминий

Ферротитан

Калий хромовокислый

Слюда

Сода

4 6

5 6

53,2 50

4,8 3

14 20

8

43

17

1О

15

12

11

30,2

0,5

4 0,5

5 1

1,5

0,4

0,5

0,4

3

1,О

1,5

0,5

5 15390

Технология изготовления электро1дов с указанным составом покрытия не отличается от известной. В качестве электродных стержней используется сварочная проволока марки св 08А, 5

Было изготовлено 5 вариантов электродов, данные сведены в табл. 1. ,Цля определения качества наплавленного металла и сварочно-технологи-!О ческих свойств сварочных электродов производили многослойную заварку разделки глубиной 20 мм и длиной 100 мм с углом раскрытия 70 на пластине о из серного чугуна марки с4-21.

Сварку производили электродами диаметром 4 мм на постоянном токе обратной полярности. Сила тока составляла 160-180 А.

Результаты испытаний сварочно-тех- 20 нологических свойств, коэффициента расширения шлака и количества дефектов сварных швов приведены в табл. 2 °

Результаты испытаний сварочно-технологических свойств, коэффициента 25 термического расширения шлака и количества дефектов сварных швов показывают, что оптимальным является состав покрытия вариантов 2, 3, 4, обеспечивающий высокие сварочно-техноло- д0 гические свойства электродов, низкий коэффициент термического расширения шлака и отсутствие пор в наплавленном металле.

Составы электродного покрытия 1 и

5, содержащие соответственно заниженное и повышенное количество компонентов, не обеспечивают достижение указанной цели.

Использование состава электродного покрытия обеспечивает высокие сварочно-технологические свойства и качество наплавленного металла и позволяет производить многослойную холодную электродуговую сварку чугунных деталей и заварку дефектов чугунного литья с обеспечением высокого качества сварных швов и возможностью обработки их обычным металлорежущим инструментом.

Формула и з о б р е т е н и я

Состав электродного покрытия, содержащий мрамор, криолит, полевой шпат, ферротитан, слюду, алюминий, отличающийся тем, что, с целью улучшения сварочно-технологических свойств и повышения качества наплавленного металла, при использовании состава для холодной сварки чугуна, он дополнительно содержит никель, калий хромовокислый и соду, а мрамор, полевой шпат и криолит находятся в пропорции 2:1:1, при следующем соотношении компонентов, мас.4: !

1539030

Та бли ца 2

Вариант электрода

Количество пор на

100 мм шва, шт.

Сварочно-технологические свойства

Коэффициент термического расширения шлака

10 град

Формирование шва удовлетворительное

Отделимость шлака хорошая

Стабильность горения дуги низкая

Формирование шва и отделимость шлака отличные

Устойчивое горение дуги

Обрабатываемость режущим инструментом хорошая

То же

7,3

Нет

Нет

Нет

2 зашлаковки

6,1

6,3

8,5

III

IV

«н»

Формирование шва хорошее

Отделимость шлака ухудшилась

Большое количество шлака

Обрабатываемость хорошая

Составитель Т,Арест

Техред И.Дидык

Редактор М.Товтин

Корректор М.Пожо

Заказ 183 Тираж 636 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва< Н-35, Раушская наб., д. 4/5

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