Состав сварочной проволоки

 

Использование: автоматическая под флюсом и механизированная в защитных газах сварка высококачественных сталей. Сущность изобретения: состав сварочной проволоки включает следующие ингредиенты , мае.%: углерод 0,01-0,05. кремний 0,05- 0.60. марганец 1,10-1,60. никель 2,00-2,40. алюминий 0.01-0.05, азот 0,005Ч),025. титан 0,03-0,12. сера 0,001-0,012. фосфор 0,001- 0,015, железо остальное. При этом должны соблюдаться следующие дополнительные ограничения: t. .7-102(4.60-Ni)-0,02,%. 2.S+ .% З.А1/2+Т1/3,4 N. Изобретение позволяет получить наплавленный металл , обладающий высоким уровнем стойкости против хрупких разрушений при низких температурах. 6 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (l0CllATEHT СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

3 (21) 5028918/08 (22) 24.02.92 (46) 15.08.93. Бюл. N 30 (71) Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов

"Прометей" (72) А.Я.Артемьев, А.В.Баранов, Г.В.Баскаков, Л.В.Грищенко, lO.Ë.Ëåãîñòàåâ, В.А.Малышевский, В.И.Петрыкин, Т.Г,Семичева, Ю.А.Складнов, О.Г.Соколов и M.8.ßìñêîé (73) Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов

"Прометей" (56) Авторское свидетельство СССР

N 941111, кл. В 23 К 35/30, 1980.

Авторское свидетельство СССР

М 1528632, кл. В 23 К 35/30, 1988.

{54) СОСТАВ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к присадочным материалам (сварочная проволока, стержни для изготовления покрытых электродов), применяемым для ручной, а также для автоматической под флюсом и механизированной в защитном газе способам сварки.

Областью применения сварочных материалов на основе проволоки заявляемого соста- ва является изготовление ответственных конструкций из высококачественных сталей с пределом текучести от 385 до 550 Нlмм, отличающихся высокими характеристиками пластичности и вязкости разрушения при низких климатических температурах вплоть до минус 60 С.

Цель изобретения — снижение критической температуры хрупкости металла шва, т.е. создание низкоуглеродистой сварочной

„,5U „, 1834775 АЗ

lsl;s В 23 К 35/30, С 22 С 38/50 (57) Использование: автоматическая под флюсом и механизированная в защитных газах сварка высококачественных сталей.

Сущность изобретения; состав сварочной проволоки включает следующие ингредиенты, мас. 7,: углерод 0,01-0,05, кремний 0,05—

0,60, марганец 1,10-1,60, никель 2,00-2,40, алюминий 0,01-0,05, азот 0,005 — 0,025, титан

0,03-0,12, сера 0,001-0;012. фосфор 0,0010,015, железо остальное. При этом должны соблюдаться следующие дополнительные ограничения. Ф. С<2,7.10 (4,60-Ni)-0,02Д.

2.$+ P S 0921ф З.A1/2+Ti/3,4> (N). Изобретение позволяет получить наплавлейный металл, обладающий высоким уровнем стойкости против хрупких разрушений при низких температурах. 6 табл. проволоки, содержащей необходимое соотношение основных легирующих элементов и обеспечивающей получение металла шва обладающего высоким уровнем стойкости 0Р против хрупких разрушений при темпе рату- 6д рах до минус 60...70 С. фь.

Поставленная цель достигается путем использования в составе ингредиентов в с следующем соотношении, мас.7: (Л углерод 0.01 — 0,05 кремний 0.05 — 0.60 марганец 1,10-1,60 никель 2,00 — 2,40 (Ф алюминий 0,01 — 0,05 азот 0,005 — 0.025 титан 0,03 — 0,12 сера 0,001-0,012 фосфор 0,001-0,015 железо остальное

1834775

При этом должны соблюдаться следующие дополнительные ограничения:

1. Для обеспечения оптимальной с точки зрения пластичности и хладостойкости структуры металла шва количество углерода в сварочной проволоке не должно превышать значения

С 2;7 10 (4,60-NI)-0,02,, 10

2. Для обеспечения чистоты металлашва и заданного порога хладостойкости содержание серы и фосфора не должно превышать

S+P 0,021, 0

3. Для связывания свободного азота и модифицирования металла шва нитридами должно соблюдаться соотношение 20 — + — fN),, Al Ti

2 3,4

B пределах заявляемого состава в зависимости от содержания кремния сварочная проволока может применяться: — для изготовления электрОдов и автоматической сварки под флюсом при уровне легирования кремнием 0,05-0,35;

30 — для механизированной сварки в среде защитных газов при уровне легирования кремнием 0,35 — 0,60%..

В соответствии с вышеизложенным, для определения практической пригодности сварочной проволоки в ЦНИИ КМ "Прометей" были выплавлены стали двух групп "А" и "Б" составов (см. табл.1) в пределах предлагаемого изобретения (плавки N 1 — 4), а также плавки с запредельнь м содержанием 40 легирующих элементов (N 5-7).

Из сталей плавок группы "А" была изготовлена сварочная проволока диаметром

4,0 мм, которая подвергалась испытаниям в составе покрытых электродов типа 48ХН-4, 45 а также автоматической сварки под флюсом

48АН К-59. Из опытных плавок стали группы

"Б" изготавливалась сварочная проволока диаметром 1,2 мм для механизированной сварки в среде защитных газов. Состав по- 50 крытия электродов, иэготовлен1 гх на сварочной проволоке из стали опытных плавок, приведен в табл.2, Определение механических свойств сварных соединен 1й производилось при сварке хладостойкой среднелегированной стали марки 12ХН2МД-Ш (АБ1Ш) по ТУ14-1-3116-81 толщиной 40 мм с симметричной Х-образной разделкой кромок типа С25 по ГОСТ 5264-80 на режимах в соответствии с табл.3. Сведения по механическим свойствам и хладостойкости металла шва, оцененной на основании серийных испытаний образцов Шарпи с острым надрезом, приведены в табл.4, 5 и 6.

Полученные результаты свидетельствуют о высоких значениях пластичности (характеристики (д 5 и ф ) и хладостойкости металла сварных швов, которые превосходят аналогичные показатели известных анало-, гов сварочных материалов рассматриваемой категории прочности.

Например, по показателю хладостойкости металла шва по параметру KV 41 Дж, принятому в международной практике для высокопрочных судостроительных сталей, опытные сварочные материалы, изготовленные на базе сварочной проволоки иэ стали заявляемого состава могут применяться для расчетных температур эксплуатации конструкций минус 50„.70 С.

Формула изобретения

Состав сварочной проволоки, содержащий углерод, кремний, марганец, никель. алюминий, азот, титан, серу, фосфор, железо, отличающийся тем, что ингредиенты состава содержатся в следующем соотношении, мас, :.

Углерод 0,01 — 0,05

Кремний 0,05-0,60

Марганец 1,10 — 1,60

Никель 2,0 — 2,40

Алюминий 0,01 — 0,05

Азот 0,005 — 0,025

Титан 0,03-0,12

Сера 0,001 — 0,012

Фосфор 0,001-0,015

Железо Остальное при этом количество углерода не должно превышать значения, вычисленного по формуле 2,7 10 (4,60-Ni) — 0,02, суммарное содержание серы и фосфора не должно быть больше 0,021, а также должно соблюдаться следующее соотношение:

+ (д) o а Т1

2 3,4

1834775 б

1 !"-1 "3 !

l +

1 < сЧ

t 1

1 I

I 1

1 ) б t

1 64 1

1 Л 1

1 1

1 «1

1 сб

3 D

I 1

1 л

1 °

I сч

1 (гл 3 г4 1

1О СЧ 1. ° О 1

° I О !

3

m а.с. сч cv ооо а л с с о с» о о-а

» ««e4 о о с» с» о о

Л сО сч м

О О

ОО»О

40 --0 tA ооо с с ооо

О О с:» сч сч

Л О 1 о с» м мч» о с» о о о о

Х

О с

О

f0

О а

C о м о ь сч;ч сч ь

О

Е

О а

f0

Ф

° сч ч» ооо

ООО с с ооо с00

f0 I

Е 1

1 1

Ф I с»

О 3

1- 1

X 1 t

Ф 1

X I

Э t I

t l

f3 3 Я I

Э 1

10 1

_#_ а l 3 t

О t n с» f

3 1

1 1

1 I

1 1

I I

I 1

3 С» 1

1Е

X

Э у х

З

X

03 с

О

У

f0

X

Ф

»

f0

Cf4 CCL f4» о о о с

ooD I

1 б б б ч»OСЧ б мо» е» с с

° t

3

LA0» с1

Ич» 10 1 с о о о

LA О» ооо оо» ооо с» ь о

»- 1Ч ьоооо о о о х

f0

Ф

3и

О и х

З

33

L"

1"1 б Ъ L \

О» 0» М о о

МИ!0»

О т4 о.о о

f0

О

1X

Э

f

Э

CL

Z

Э л

5

CL с

» 34 Ш оооо с «с оооо лл

D O I

I оо

3 б !

1 б

Э

X

t! а

Э с»

О с»

l б

I

I

I 30 х ! О

3 С

1 О

Ф

О а с

23 X

Э

Э X

fZ X

Ф 10 а м с ъ

f0 f0

39 сс

О с» О

ФЕО

f0 Ф 1«zе

Ф X 01 аэа с с!

О Z

V.L3 Z

3О

Ф

X сЕ

Э

З

С0

»

Э

Е

3 C

1 Е ! О

4 30

t ° Z

С 1

<3О 4Ф

ЛЛ 1 б >Е

1 3

3 Z X l

Ф Ll Х I

38Ze 3 и ОС!

»ZC

1

1

1

t

1

l

1

1

1

1 б

I

t

1

1

1

1 !

I

1

1

1

3 тI

3 — 1 1

3-»

1

3

I

1 1

1 I

f I

1 3

1 H 3

3 б» 3

I б

I I

1 1

1 1

1 1

1 1

1 3

3 f4 4

1 3

1 3

3 — — 4

I сО м»» бб\ и м м

М О-03 Ю 331433 О

° ММ1 3 1 34 Ч»

OOOOOOOD с с с a a

OOООС»ЬDO

СЧ МО»СО» ЛС» оо - счсч сч

О О О O С» О D О с с а с с а

ООOOÎОРО

О В Л 1О W Cn Cff

Ш». 3 .=Г .0 . m М оîooîîoo л

ОООООООО

343 Ч» С»» О 0» о о о оооио с с с ооооо ооооо и» О 3. О О

» СЧ С 4 -0 .О

СЧ С 4 Cfl С 4 CV

О ааС»О о -о

OGOOO ооооо сч оч»о»с» ооо ооооо

° a ооооо

О С» СЧ Л Л О» О О

»- ММ-0 3 О и»

ЮЮОМбЛСЧО

С» М СЧ -СГ СЧ ббб 1О с с с

ОООООООО

» 331 lA С Ъ М W 0 оооооооо с с с с с

OOOOOOOO

3 бс Ф t

Cff -0 СС» 0» 1

LCf О ММО СЧ I

О О СО.СО

»ООООО

a a с с !

ОООООО 1

Мбс» * flf 0. 1

»»» сЧ» «1

О О СЧ СЧ М М о о о о о с» с с б

DO0OOO 1

1!

10 4 ъ1 ft I

О ао»О»ММ. l

Ч» СС3 Г1 М 1"1 М

ОООООО л 1 о о с0 o o o

1!!

3 Миббд СЧ W о о сч сч м с \ оооооо с л оооооо

) 1!

1 ч» л I

ООО»Л 1 с» О о о D D 3.

I оос»ооо б

1

1 — М С ЫЛ 1О

OOOO»»» !

« « «с 1

ОООООО1

I б

LA 0» Cl C» СЧ «0 1 ч» ч» 43 М ч» 1О с l

° » СЧ с 4 сЧ сЧ

0» Л I о с» Оч»о»

Ю О»

ОООООО

ОООООО

Ю

Я

8 о

Cl

О

Е з

5

О

C.

О бЕ

О

8

1834775

Таблица 2

Наименование компонентов покрытия

Массовая доля элементов.

Мрамор

Плавиковошпатовый концентрат

44,5 - 47.0

22.0

Рутиловый концентрат

14.0

Диопсидовый концентрат

Ферросилиций

Ферротитэн

Ферромарганец

Порошок алюминиевомагниевого сплава

7,0

3.0 - 4.0

0- 1,5

2,0

23-25 шихты

Таблица 3

Ц

Жидкое стекло натриевое содовое, сверх 1007 к массе сухой

1834775! м с» м сч !

)м сч) !

mg

С»

1 й

lLih LA

Ф м м м

С(»

4< Р4 ! !» м

1 !

I (»

I O о О

- I

- Г с

S (I

t

1

S с

Ю

I2

:т

m (Q

Cl (о о

С.-, О

+ ()< М

>Х 4»

2 .О

Х 1 а О (О (»1

ЦЛ

О) чЭ

М л! м

- l!

l со !

Э

Я

Ш

Ю (Q

X у (0

)-« о (1

lY

Э с ()(S

1 и

С(» !

- В л1

) oj

-! со

1 м

1 »-1 (0 IX D

С» (l; I

Х»С

m )-4

IC

cvj ж .((. j m! (. l

-«!

М 4.«

2 .:Г

Ш (0 (1

Ю о

Г

2 (O

Ш о

Э х

l

o» ja сч !

Y о ( о

S

0I

Ш

v (0 а

)с( м

rljo

l ) (»> «

-! о

CL х

2 и а о х

Z

I2

C о

f1 (0 (» (Q ( с (Q

IЭ

Щ

Ш

Iо

)Х о

Ш о

m ,Х х

О (0

S

Х (Q х

1 о о

У

I(Q г"

I- ° О ие

S M а с) (С( чЭ (Q

m lС.З

vo

)S 1 о

m н и н сэ!

О С»

I О

С о> с<

"-j иЯ

С(1

N cV о аr

СО О о1 (Ч О

Ц л

)S о

Х )S

У о о х а о (0 С ш о о m о

s а (1

Ш (Q с

2 (:

r ш а о с< с z о о

О) I

1 I

I (.Э ! o

1 Ю

1 л 1

I I I

I 1

1. I

I I

I

1 )Л

I M

<. I

1

1 С» 1

I

I !

1 (1 О !

1 !

1 Л

1 О»

1

I 1

« м с4

1 м

I д 1 -з.1 .

I л1

I " t (×

< (- 1 Л!

I (!

I l

I (!

I л

1 ч

u() I I СМ

1 м) I ()

1 СС» f СЧ!

1 1

1 t ((1 I т

1 (1

Х < л

I 1 м)т

1 LA(()

I л () =(!

d 1 С4!

1 1 (.Г\

1 I

1 I

1 t

I f

<(1

1 X

< м)

< v(o

1 Х I чЭ (Л

1 I 1 О

1 « I

1 О 1 (н

I

I

I

1

I (c !

<1 !

С» ° 1

1

Ь

Р 1

) \1 н> 1!

) ъО I

I (л)с» (а

< jf, l

1!

° Х I л t834775

12

t С»

)О

1 О

I 1

t I

l

I

I ! o

1О

I О

I ЧЭ

1 I

1 и(1

I

1 !

)

1

) b

f с

1 X

I I»

З

I =Т ! Cfl

I Ф а

1 LQ о ! !

1 Щ .

) .S

) I

I с9

1 X

I >Е

I Б

1 X

3 а ! rg

1 Cf, 1»

I ! % о

Х 0

1 С >»

1 X

X A

>g ч»

I 3IC О

vo

Ч

1

I

3

I »

I ")

I CO

I rg х з

X !

3= о р1.«3-

Е

fg о о с

I

I

I с.» ! о

) О

I - Ф

l I

1

) o

Во

I О !

1 I !

I

I !

1 «> сЧ ! +

I о» 1л сп!

1 сО «4

X о

Я

I м1

rI л м

1 сЧ

0) х а

fg

CO сп м сп

>Х о

5С

0) у

)(g

Е о

1сс!

-с) 1сп л м л

>с»

l а! ВО о о

1 ! ! S м

Щ с>) !

>. о

6) о м(! с4 л

О сп

) м

Р

-о. м

С>» и

СП ч.>

-4 сп

О

LA (Р

М о

Ю у

X х

Щ х

Я м

I л сп

t

I ! !

1 !

I

I ! «С

>,« о

S о ы а о

fg c

Щ о а о

s а («f D

1 Z

1 Ф

Х

l К

) о

I tg а

I X о

1 о

t 6)

1 .> О ! Х О

1 II Ф")»

1 I-С>

v сл

I X а)с с)

t o

I (g I

l Ш

I I- H о н

I > о с

l cO с» 11t

t 1

l а)

В rg

I >Д (I .с> х

m а о э ! C, и о ! Х Х

1

I !

l ! Р

I ! !

1 )1

>!

1

1

1 bP

l >с>

) Ф > ! !

В

t

1

I >)

Е о .

l Q Х

t

«>!

I X

l (1 Z

I с м ,с>

> .

1 ОЪ ао сп

1 -с), I

l

1 С

1 Я», I

1

1 I

I О ! -».М т м

I I >в

1 LA

t с)

» (1 . ILA

1 Л сп!

I

f сч е

1 -4

1 Л

3 )

3 М

-"!

I LA

1""

I ! ! !

1

I

I сп( л

I LA!1 С1 LA Ю с4»ы !

1 сп1 о» о»I

LA с)1 « м л сч

) !»-1 (>

СО со J м л

- сч

° »

ВП

«(м

;3» 1сч сП с4 с)) LA Ю

1 П

-4 сп

LA !

Я.!

4Г.) сп

-1 !

1 LA (1

CD!

I О1

r3LA

- Р

1

- 1

-I ! сп

c4!

Р т!

О

»о» а(с» о» м

LAIR o о»

=.!

1

I

I

I

I

I

l

1

1

I

3 !

I

I, l

1

I

I !

I

1

1

I

I

I

I

I

I

I

I б

I

I !

1

l

I

1

I

I

l

1

1

1

1 !

I

I

I

1

1

I

I

I

13

1834775

Таблица 6 йеханнческме свойства металла ива прн механизированной сварка в заынтном тазе проволокой опытных составов

Испытания ма ударный нагиб {образцы змп

1Х ГОСТ 6996-66) KV, Dк

- ---«--и ---т- "----- — ---я-- -"-20 С (-40 C -60 C (-70 С

186-200 178-187

194 {83

92-130

1т

58-108 35-72 — 05 — -5 9

668-690

ЪУ1

620-631

161«178

138-160

1 9

87-115

65-85

41-65

22,7-23 5

° з

71,0-73,5

72,7

164-180

Т74

143-158

147

679-686 Н2

90-119

616-627

621

22 3-23,3

27,8

62-92

7т

17С-185

178

621-637

ЪТ2

682-697

6 2

22,4-23,7

"т3,т

85 10Р

65-83

148-16j

151

72.0-73 5

7т,7

57О 588

582

489-4Э7 б Э

25 3-26 8

26,3

74,0-75 1

148-159 т54

41-52 к6., 187-201

27-39

22,8-23 4 3 1

618-629

675

44-57

"51

21-28

662-691

118-127

29-41

151-158

15К

70э0-70 5

70,3

687-712

700

627-63Э

63

18 2 19,0

18,6

64,0-65,2

64,7

118-127

124

54-78

38-51

24-37

18-24

Составитель А.Артемьев

Техред М.Моргентал . Корректор А Козориз

Редактор

Заказ 2699 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35. Раушекая наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 условный номер плавки сварочной проволоки

Свойства прн статическом растякенни {образцы тмп Il COCT 6996-66)

-----г - --"- — "- 1 --" з с, н/ммз (G, н/мнз) бт, 4 ) 11, 8

642-655 601-612 5 1-26 2 73 6-75,0 бт8608 сг5,9 74,7

34-67

%Ъ

48-57

-тт—

l9-35 т8