Состав электродного покрытия

 

Изобретение относится к области сварки, в частности к составам электродных покрытий, предназначенных для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей во всех пространственных положениях, и позволяет повысить линейную скорость сварки за счет осуществления процесса способом сверху-вниз при одновременном обеспечении гарантированного обратного валика при сварке во всех пространственных положениях путем задания определенного соотношения между компонентами электродного покрытия, содержащего мрамор, плавиковый шпат, железный порошок, слюду-мусковит, раскисляющие и легирующие компонеты (ферросилиций, ферромарганец, ферротитан). В составе покрытия отношение содержания мрамора к железному порошку, железного порошка к плавиковому шпату и суммы раскисляющих и легирующих компонентов к слюде берется в пределах 2,7 - 3,7, а отношение ферросилиция к ферротитану и ферросилиция к ферромарганцу находится в пределах 4,0 - 5,3. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 В 23 К 35/365

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 39?4957/25-27 (22) 10.07.85 (46) 07.02.90. Вюл. Р 5 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по строительству магистр»льных трубопроводов и Всесоюзный научно-исследовательский институт метизной промышленности (72) В.Д.марлинский, С.В..",ихайлицын, H ° Г.Влехеровя, А. .Точилкиня, В.В.Феоктистоня, В.7(.Êîñòþ÷åíêî и А.А.Гридин (53) 62 1. 79 1.04 (088 .8) (56) Анторское свидетельство СССР

1080946, кл. В 23 К 35/365, 26.10.82.

Авторское свидетельство СССР

1" 1076239 кл. F 23 К 35/365, 15.10.82. (54) СОСТАВ 331ЕКТРт т;1НОГтч ЮКР1 711Я (57) Изобретение относится к области сварки, в частности к составам электродных покрытий, предназначенных .

11зобретение относится к сварке, в частности к составам электродных покрытий, предназначенных для сварки н различных пространственных положениях изделий из низкоуглеродистых и низколегированных сталей.

Цель изобретения — повышение линейной скорости сварки за счет осуществления процесса способом сверху нниз при одгтовреглеттном обеспечении гарантированного обратного валика при свярке но нсех пространственных положетттт.тт. c .

„„SU„„15409 1 для снарки низкоуглеродистых и низколегированных сталей во всех пространственных положениях, и позволяет повысить линейную скорость снчрки за счет осутчестнлеттия процесса способом снерху вниз при одновременном обеспечении гярянтироняттттого обратного валика при спарке во всех пространственных положениях путем задания опреде: енного соотношения между компонентами электродттого покрытия, содержа«его мрамор, пнявиковктт" шпят, железный порошок, слюду-гтусконит, ряскисляюгтие и легттруютнтле компоненты (ферросттлиттттйт, Аеррогтяргяттец, Аерротитан). В сост»не покрытия отношение содержания мрамор» к гженезнолту порошку, железного поротттк,ч к плавиконому шпяту и сумггы ряскисннт0щих и негируюших компонентов к слюде берется н пределах ", 7-3, 7, » отноитение ттерросилштття к Ьерроттттятту и тзерросилиция к Аеррогтяргятттту ттяхолтлтся н пределах 4,0-5,3. 1 з.п. A-лы, 3 табл..,лл осупествленття возможности сварки способом сверху вниз прн одновременном достижешттт проплавления свариняе гых кромок с обрязонят,ием равномерного обр»-.ного валик» первостепенное значение ттгтегтт Аттзттческие свойства сварочных IVIII»êtâ, позв< чяюцие удерживать снярочную ванну н рязличньтх пространстве тттткт>. положениях при сварке на .спуск.

Е1еобходтттто, чтобы зятек р о; обл чдал зяпасогт те хтто.-то гттчттг с. тч, который определяется, н»црттм -.:, р-":»ноет.,тт

1540991 характеристической вязкости 4 11 расплава сварочного шлака и покрытия электрода, которая должна быть свыше

0,5 Па.с в точке перегиба кривой, построенной н координатах логариА11 вязкости (1nq) — величина, обратная

1 температуре (— — ), как Аункция 1п11= i

= (— -)

Т 10

Необходии11й1 запас технологичности электрода обеспечивается введением в состав покрытия железного порошка в определенном соотношении с мрамором и планиковым шпатом. > елезный порошок 15 снижает вязкость расплава покрытия элекТрода в характеристической точке.

В процессе сварки происходит перераспределение железного порошка. При этом вязкость расплава образующегося 20 сварочного шлака повышается по сравнению с вязкостью покрытия.

Кроме того, железный порошок в составе покрытия электрода, связывая охлаждающее действие на сварочную ванну, способствует образованию равпоиерного обратного вчлика при сварке сверху вниз корневого слоя шва стыконых соединений, я определенное его соотношение с ираморои и плявико- 3р, ным шпатои — стойкость против порообрачования н металле шва. Введение в состав покрытия алюмосиликятя в виде слюды-иусконит н определенном соотноыении с раскисляющиии и леги- 35 рующиии компонентами повышает пластичность обиазочной массы покрытий электродов, облегчает отделимость шлака от металла швя, В качестве ряскисляющих и легирующих компонентов 4п использованы ферросилиций, АерроИарганец и Ьерротитан.

Порошки указанных составов смешивали и смесителе с жидким стеклом до получения однородной обмазочной 45 массы. Обмязочную массу наносили на проволоку Св08Л диаметром 3,0 мм. . Толщина покрытия на сторону составляла 0,9 им. Изготовленные таким образом электроды подвяпивали на ночдухе при коинатной температуре, а затеи прокялиняли при 350 С в течение 1 ч. о

В табл.1 приведены примеры 15 конкретных составов шихты покрыти-"1 электродов, а в табл,2 — результаты испытаний этих партий.

Пспытя1шя проводили при сварке стыков труб диаметром 14,20х15,7 мм в нижнем, нерп.кяльнои и потолочном положениях. Величина тока при сварке составляла 90-120 А, я неличина зазора в стыке и притупления кромок соответственно 2,5-3,0 мм и 1,01,5 ми.

Электроды указанных составов испытывали при сварке способом сверху вниз.

Отделимость шлаковой корки оценивалась на маятниковом копре. 7 ля этого по специальным образцам, в учкую разделку которых предварительно наплавляют валики, маятником наносят удар с дозированной энергией, равной во всех случаях 0,4 кгс м. Степень отделимости шлака определяли по отношению площадей откола шлаковой корки с наплявленного валика к общей площади наплавки.

Как следует из табл.1 и 2, партия электродов 1-5 как по количеству каждого из составляющих шихты покрытия, так и по отношению содержаний компонептов покрытия, обеспечивает тот запас технологичности, который определяет возможность сварки сверху вниз и Аормиронание обратного валика с усилениеи 0,7-1,4 мм. Иетялл шва при этом не имел пор. .яртии электродов

6-9 находятся вне пределов состава по двум, а н партии 6 трем призна-. кам — содержанию основного компонента покрытия — мрамора и по одному из соотношений между составляющими шихты покрытия — мрамора к железному порошку или железного порошка к плавиковому шпяту. При этом не обеспечивается требуемый запас технологичности и при сварке электродами партий. 6 и 7 сварка способом сверху вниз затруднена, так кяк шлак затекает под дугу. Испытания партий электродов

8 и 9 показали принципиальную возможность сварки сверху вниз, хотя запас технологичности электродов менее .

0,5 Па ° с, однако при этом не наблюдается полное пропланление свяринае1 мых кромок с образованием обратного валика и корневой шов имеет ослабление величиной 0,3-0,4 ии. Rn всех швах, сваренных электродами партий

6-9, наблюдали поры.

В партиях электродон 10-13 нарушены, т.е. находятся нне пределов указанного составл четыре признякя— содержание мрамора, же.1ечного порошка или плавикового ш11ятя, соотношение

ИЕжДУ ИРЯИОРоИ И;.:Е..1СЗН1И ПОРОШКОИ

5 154099 и между железным порошком и плавиковым шпатом. При этом сварка способом

/ сверху вниз электродами этих партий практически невозможна, металл шва имеет поры, отделимость шлака с корневого слоя затруднена (отношение площади отколов шлаковой корки к общей площади наплавки составляет 0;610,86). 10

При сварке сверху вниз партиями электродов 14 и 15, в которых вне границ данного состава находится только отношение суммарного содержания легирующих. и раскисляющих компонен- 15 тов к слюде-мусковиту, обратный валик Аормируется, поры в металле шва отсутствуют, однако отделимость шлака по сравнению с партиями 1-5 хуже.

Таким образом, данные табл.1 и 2 позволяют заключить, что состав покрытия электродов в указанных пределах, обеспечивает возможность сварки сверху вниз с образованием обратного валика, что исключает необходимость подварки изнутри. При этом электроды обеспечивают значительно более высокую линейную скорость сварки, чем известные при сварке способом снизу вверх, о чем свидетельствуют данные 30 табл.3.

Табл.3 составлена по результатам

xpoHnMeTpazca времени сварки пятью партиями электродов с 1-5 согласно табл.1.

1(ак следует из табл.3, электроды с данным покрытием при сварке во всех пространственных положениях позволяют повысить линейную скорость сварки на 33-100Х. 40

1 6 формулаизобретения

1. Состав электродного покрытия для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей, содержащий мрамор, плавиковый шпат, раскисляющие и легирующие компоненты (ферросилиций, Аерромарганец, Аерротитан), железный порошок и слюду-мусковит, отличающийся тем, что, с целью повышения линейной скорости сварки путем осуществления процесса способом сверху вниз при одновременном обеспечении гарантированного обратного валика при сварке во всех пространственных положениях, в составе отношение содержания мрамора к железному порошку, железного порошка к плавиковому шпату и суммы раскисляющих и легируюших компонентов к слюде-мусковиту взято в пределах

2,7...3,7 при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Ирамор 52-54

>(елезный порошок 14-20

Плавиковьпi шлат 4-7

Слюда-мусковит 4-8

Раскисляющие и легируюцие компоненты (Аерросилиций, ферромарганец, ферротитан) 15-22

2. Состав по п.1, о т л и ч а— ю ц и и с я тем, что отношение Аерросилиция к ферротитану и ферросилиция к Аерромарганцу находится в пределах 4,0...5,3.

1540991

1 е

Ю Ю л л

Р1 С0

О1

О1 л

С 4 а

Р1

Ю

{/{

1 !

O О1 л а

{Р .Ф

Оъ

{4 о

С 1

СЧ а

Ф о о л с 1 СО

О1 оо л, л

{Р Л

О1

СЧ

О1 л

Ю

Р1

Р1 Ф л л л

СЧ

4 о о л л

Р1

О1

Cl л

Рl

С 4

О1 Р л м оо а °

СО

О1

О1 е

С 1

СЧ а

СЧ оо л л

{Р а о о л л

О1 r4

О л

О1 о л I/l о

С4

О л

{ l о

Ю е о

* л

Ч.{ Р1

С4

О1 ло е °

Ю

О1 о

С4

О1 с 4

Ю л

Ю

СЧ

{ а

Р1 а

О1 о

Ф о

-т

Р

К о

И ю о л

О1

О1

О 1 о

1 сЧ

О1 о {

С \

О1 О л л

Р1 Л

Се{ л м

Ю л

Ю л ае оъ л

СЧ ю о

О1 (X>

О \

О1 е

Ч:е

О1

О1 е а

С 4

О1 Ю л л .е {е.е о л ле

CIa л

Cl О ою

tf) ф л л

О1 СЛ

О л

СЧ

C)

o. о а4 л л

С 1 Р1 с о

О1 л м с1 л

r4 оо л

Л О1

{/1 л

О1 о а л

О1 Л

О 1

О1

О1 о

СЧ

О1 л

СЧ

О1 а

СЧ

С 4 а

{ 4 л б л м

o o л м

{/1 СЧ

CI

О1

О1 л {/1

СЧ оо л л

{Р I/l

Ю

Р{ а4

I/l

С 1 е.д о о е л

О1

О1

Cl л Ю а

Р1

О1 О1 л л

О\

Ю л

Р1 л л

СЧ

О, л

С 1 л.Ф

Id а

{{{

С» с и о ю е

СЧ 0

О1

О1. л

Ю о

{ 4 л е — М

О1 Ю е

О1 {Р л

СЧ

Р л м

О1 л

Ох е

С{

Ю а

Ю

С 4

С4 ю о а а

< Со

o o е

СЧ 4:

О1

Ю,{. ) °

С \

Cl

{ l

{ е

Р{

О1 м с0 л

С 1 е

3/{

r1 л

О1

С"1

{ — — -4 л л м о о

- oo

О * °

О1 С 4

Ю л

О1 а О1

Ю

С 4

СЧ\

О1

Ю л

СЧ л е

СЧ

i о\ л

С 4

О О л м со

О{ ою л а

{Р О1

О1 л

СЧ

С4 л

Р1

Ю а б

1 о

Х Е I

8 ае Н- {{{ д 2 ф 4о {": Я I

Хо>

Х Х Р д и Х Х !» I

{6 0 Се Х I

ЛЛ ц х х ы о о

Н Н о о

Ре Ре о о

И й

l !

) е е

2 д х х

° Х {ее

{!{ {4/ I

ЛЛ!

С!

С:! ° 4

Я (/3

{{{

И I

Й о и! !

1

I

1

11.

1» — — 4

1 х о о

Р О

cd !„" .5 3 а", ai

Е !СK

И

Ц

>Я Id о ц

Р

{{I O

1 Х

1. К В

Ц ох а{{{! с х х о

0 0 {а Е»

Вcdцв

1 х ах хо

E5>df

НХ о

{У

Ц х

Е о х

0 л

О С/4

{{4 а э а!

{{{

fd х х {{)

{{{ х

-s cd

Р, {{3 х (, ос о "» ай а1л а{{ p,d{

QI IcI Э Icc

° Ц Я

° °

М х х

6J Р

Н о о z

Х {{! I а 1

Ю 3

С 4 С 1 л

СЧ Р1

Ql л

С 4 С 4

1

1 л л

K {/4

1 {{{ C{I 1 {{{ 1

I {е ч I Ilc I

1540991 таблица 2

Сбстан шнхты

Вязкость расплалов в точке перегиба на кривой

1п 16 (---) Па с

Возможность Релнчина

11алнчне

Запас технологнч ности отношение ллощалн отсварки свер ху вниз пор в еталле покрытия электролон электроЛов, Ца ва

0,19

0,24

0,28

0,24

0>27

0i14 .

Нет нет

Есть

1(ало

-0,4

-0,3

Розмохна

Есть!

1е т

Возможна

+0,Р

+0,9

Таблица3

Линейная скорость сварки, м/ч

Покрытие

Нижнее Вертикальное Потолочное

Гоставитель Н.Иванова

Техред Л.Сердюкова Корректор В.Кабаций

Редактор Л.Зайцева тираж 647

Заказ 251

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

2

4

7

9

12

13

14

0,94

0,88

1,06

0,89

1,02

0,53

О,?О

0;75

1,04

0,47

0,13

0,49

0,36

0,90

1,03

О,11

0,32

0,68

0,20

0,10

0,28

0,19

0,35

0,43

0,75

0,64

0,78

0,65

0,75

0,39

0,09

0,43

0,36

О, 27

О,ОЗ

0,21

0,17

0,55

0>60

8nwowíà

II п ч

11 усиления (+) нлн ослаблення (-) корня шва изнутри, мк

+1,4

+0 9

+0,7

+1, 1

+0,9 л и

II

Мало

Есть

Мало

Нет колов шлаков >А корки к сочен Плоди наллавкн

0,98

0,91

0,93

0,94

0,94

0,89

0,86

0,90

0,90

0,82

0,61

0,86

0,79

0,78

0,66