Состав электродного покрытия
Авторы патента:
Изобретение относится к составам сварочных материалов. Сущность изобретения: электродное покрытие для сварки углеродистых сталей, содержащее 44 - 46 мас. % ильменита или титанового концентрата, 25 - 27 мас.% алюмосиликата щелочного металла, 2,0 - 2,5 мас.% целлюлозы, дополнительно содержит 1,5 - 2,0 мас. % графита и 22 - 27 мас.% карбонатной марганцевой руды, что позволяет снизить себестоимость покрытия при сохранении высоких сварочно технологических свойств. 4 табл.
Изобретение относится к материалам для электродуговой сварки и может быть использовано как покрытие электродов для сварки конструкций из углеродистых сталей.
В настоящее время наиболее распространенными электродами для электродуговой сварки конструкций из углеродистых сталей являются электроды с рутиловым и ильменитовым покрытием. Так, из общего объема выпускаемых в нашей стране электродов около 70% электродов изготавливается с рутиловым и ильменитовым покрытиями. Примерно аналогичные пропорции производства электродов за рубежом. Такое положение обусловлено хорошими сварочно-технологическими свойствами электродов и высокой технологичностью их изготовления. В монтажных условиях наибольшее применение из рутиловых электродов получили электроды марки МР-3 (ТУ36.23.25-009-90), пользующиеся успехом и за рубежом и имеющие следующий состав покрытия, мас. Рутиловый концентрат 50 Мрамор 18 Тальк 10 Каолин 5 Ферромарганец 15,5 Целлюлоза 1,5 Такие электроды, обладая хорошей технологичностью изготовления, обеспечивают возможность сварки постоянным и переменным током, высокую стойкость против порообразования при сварке на ветру и удлинениях дуги, наложении швов по ржавым и увлажненным поверхностям. Они обеспечивают хорошее формирование швов в различных пространственных положениях и следующие показатели механических свойств металла шва:![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/963.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/948.gif)
Окислы редкоземельных металлов 1-10 Ферросилиций 0,5-6 Ильменитовый кон- центрат Остальное
Недостатком такого покрытия наряду с высоким содержанием ферромарганца, является наличие в нем окислов РЗЭ, которые приводят к "удлинению" шлака, ухудшая тем самым формирование потолочных швов, и так характерное для ильменитовых электродов, т.е. приводит к потере универсальности электродов. Кроме того, присутствие в ильменитовых электродах, хотя и недефицитных окислов РЗЭ, явно увеличивает их стоимость и с учетом отмеченного ухудшения формирования потолочных швов является нерациональным. Дополнительным недостатком электродов с указанным покрытием является широкий диапазон предлагаемых в нем значений компонентов, прежде всего ферросилиция, окислов РЗЭ и ильменита, что не может не приводить к повышенной нестабильности показателей механических свойств. Это, в частности, подтверждается тем, что даже для оптимального состава относительное удлинение наплавленного металла колеблется в таком недопустимо широком пределе 18,0-28,0 мас. Более предпочтительными являются ильменитовые электроды АНО-6 [4] имеющие следующий состав покрытия, мас. Ильменит 44-46 Магнезит 10 Полевой шпат 16-18 Слюда 7-18 Каолин 0-3 Ферромарганец 18 Кварцевый песок 0-8 Целлюлоза 2
Состав компонентов этого покрытия позволил освоить их массовое производство, а использование ильменита сняло вопрос дефицитного рутила и снизило их стоимость. Недостатком электродов АНО-6 является еще большее, чем у МР-3, содержание в покрытии низкоуглеродистого ферромарганца. В виду острой дефицитности такого ферромарганца, вызванного истощением в стране богатых (
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8805.gif)
Ильменит (или титановый концентрат) 44-46
Алюмосиликат щелочных металлов 25-27 Целлюлоза 2-2,5 Графит 1,5-2,0
Для изготовления электродов с предлагаемым покрытием используют следующие компоненты:
1. Карбонатная марганцевая руда Парнокского месторождения следующих составов, мас. Вариант
I II
Марганец 37 29
Двуокись кремния 18 22
Окись алюминия 2,5 2,8
Фосфор 0,10 0,10
2. Нефелиновый
концентрат ТУ 6-12-54-80
3. Ильменитовый
концентрат ТУ 48-4-267-73
4. Целлюлоза ТУ 13-7308001-393-83
5. Графит ГОСТ 10274-79
Концентрат тита-
новый флотаци-
онный Ярегский ТУ36.44.15.01-056-92
7. Ферромарганец
высокоуглероди-
стый (Мn 78) ГОСТ 4755-80
Для проведения контрольных испытаний изготавливают электроды с составами покрытия, представленными в табл. 1. Количество жидкого стекла для всех вариантов одинаково 25-27% Модуль стекла 2,6-2,8, плотность 1,42-1,45. вязкость 600-900 сП. Покрытие диаметром 6,0 мм наносится на металлические стержни диаметром 4 мм из проволоки Св08 способом опрессовки. В процессе изготовления электродов установили, что по технологичности опрессовки они несколько превосходят прототип, несмотря на отсутствие в них дефицитной слюды. Это объясняется наличием в предлагаемом покрытии большого количества нефелинового концентрата, включающего в свой состав каолин, являющийся хорошим пластификатором. Испытания электродов проводят на постоянном и переменном токе. Данные экспертной оценки сварочно-технологических свойств и результаты механических испытаний сварных швов представлены соответственно в табл. 2 и 3. Данные испытаний вариантов 1, 2, 3 электродов с марганцевой рудой Парнокского месторождения, содержащей 35% Mn в своем составе (табл. 3), показали, что по своим свойствам они не уступают известному составу, а электроды на руде и титановом концентрате даже несколько их превосходят, особенно в части формирования швов в потолочном положении. Уменьшение содержания Mn в наплавленном металле до 0,29-0,37% против характерных для прототипа 0,50-0,55% не сказалось на исследованиях свойствах металла. Вместе с тем при отмеченном снижении содержания марганца имело место и снижение содержания углерода в наплавленном металле, что сохранило соотношение Mn/C в шве, являющееся основным фактором, определяющим при прочих равных условиях свойства низкоуглеродистых сталей. Изменение композиций предлагаемого покрытия в сторону уменьшения или увеличения содержания любого из входящих в него компонентов приводит к ухудшению свойств электродов. Так уменьшение содержания карбонатной марганцевой руды ниже 22 мас. приводит к ухудшению газовой защиты, и, как следствие, повышает склонность к образованию пор в наплавленном металле, а также к ухудшению кроющей способности шлака. Увеличение же количества руды более 27 мас. приводит также к ухудшению кроющей способности шлака, к его затеканию впереди дуги, и, как следствие, к зашлаковке наплавленного металла и ухудшению формирования шва. Уменьшение содержания нефелина против предлагаемых пределов также приводит к ухудшению кроющей способности шлака, а его увеличение чрезмерно закорачивает шлак и ухудшает формирование шва. Уменьшение содержания графита и целлюлозы повышает склонность к порообразованию в шве. Увеличение же количества графита приводит к излишнему науглероживанию наплавленного металла и увеличению разбрызгивания. К повышению разбрызгивания приводит и увеличение содержания целлюлозы в покрытии. Введение взамен графита только 6-8 мас. недефицитного высокоуглеродистого ферромарганца обеспечивает равноценные свойства электродов с предлагаемым покрытием, и содержание в шве Mn 0,45-0,55% что также дает значительную экономию дефицитного низкоуглеродистого ферромарганца и снижает себестоимость электродов. Испытания варианта 4 (табл. 1), аналогичного по составу варианту 2, но на руде, содержащей 29% Mn, показали, что технологические свойства его значительно хуже прототипа: невозможно добиться сплошности наплавленного металла при сварке. Повышение же содержания такой руды в составе покрытия до 30-35 мас. с целью обеспечения достаточной газовой защиты сварочной ванны, приводит к резкому ухудшению формирующей способности шлака, особенно для тавровых соединений. Экономический анализ состава предлагаемого покрытия показывает, что входящие в него компоненты гораздо более дешевы. Так, если стоимость ферромарганца в 1992 г. составляла 100-130 тыс. руб. то стоимость используемой карбонатной марганцевой руды около 8-10 тыс. руб. Стоимость нефелинового концентрата также значительно ниже стоимости слюды и не превышает стоимости полевого шпата. Содержание целлюлозы и ильменита в прототипе и предлагаемом покрытии одинаковы. Преимуществом электродов с предлагаемым покрытием является и меньшая вредность выделяющихся при сварке ими аэрозолей, что показала сравнительная санитарная оценка их с гигиенически наиболее благополучными на настоящее время электродами МР-3 и электродами с марганцевой рудой ОММ-5 иЦМ-7, выполненные институтом гигиены труда и профзаболеваний Российской АМН (табл. 4). Таким образом, предлагаемое покрытие, имея более низкую себестоимость включает в себя менее дефицитный, чем рутил, материал-ильменит или титановый концентрат, а также не содержит в своем составе марганцевого ферросплава, обеспечивая при этом лучшие санитарно-гигиенические свойства электродов при сохранении высоких их сварочно-технологических свойств. Учитывая сохранение хороших сварочно-технологических свойств электродов с предлагаемым покрытием, меньшую их себестоимость и недефицитность входящих в их покрытие компонентов с высокой технологичностью опрессовки они найдут массовое производство, обеспечив экономию крайне дефицитного низкоуглеродистого ферромарганца.
Формула изобретения
Карбонатная марганцевая руда - 22 - 27
Компонент, содержащий двуокись титана - 44 - 46
Алюмосиликат щелочного металла - 25 - 27
Целлюлоза - 2,0 - 2,5
Графит - 1,5 - 2,0
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Похожие патенты:
Состав электродного покрытия // 2056250
Изобретение относится к сварке и может быть использовано при изготовлении универсальных электродов для сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей во всех пространственных положениях с использованием источнков питания постоянного и переменного тока
Состав электродного покрытия // 2056249
Изобретение относится к технологии получения электродов для сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей, позволяет получить электроды с улучшенными сварочно-технологическими свойствами, стабилизировать сварочную дугу
Электрод для сварки // 2051775
Изобретение относится к сварке, в частности к покрытым электродам для ручной электродуговой сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей в различных отраслях экономики
Изобретение относится к сварочному производству и может быть применено для ручной дуговой сварки низкоуглеродистых сталей
Состав электродного покрытия // 2049637
Изобретение относится к сварке и может быть использовано при изготовлении универсальных электродов для сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей во всех пространственных положениях с использованием источников питания постоянного и переменного тока
Состав электродного покрытия // 2049636
Изобретение относится к сварочным материалам, в частности к электродам для сварки углеродистых и низколегированных сталей
Изобретение относится к сварочным материалам, а именно к составам электродного покрытия для электродуговой резки преимущественно закаливающихся сталей больших толщин
Состав электродного покрытия // 2043895
Изобретение относится к составам электродного руднокислого покрытия с использованием титаномагнетитовой руды для сварки, а именно к электродным покрытиям руднокислого вида для изготовления покрытых электродов, и может быть использовано для сварки ответственных конструкций из углеродистых сталей с временным сопротивлением разрыву до 50 кГс/мм2 (490 МПа)
Изобретение относится к сварке, а именно - к производству сварочных электродов для ручной электродуговой сварки
Электродное покрытие для сварки сталей // 2035283
Изобретение относится к материалам для сварки преимущественно низколегированных и углеродистых сталей
Плавящийся электрод // 2100166
Изобретение относится к области электродуговой сварки покрытыми электродами и может быть использовано при изготовлении ответственных сварных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей
Изобретение относится к сварке, а именно к электродным покрытиям для наплавки износостойкого легированного сплава на поверхность деталей, работающих в условиях интенсивного абразивного изнашивания с ударами различной степени динамичности
Электродное покрытие // 2102208
Изобретение относится к ручной дуговой сварке, в частности, к сварочным электродам с покрытием основного вида для сварки на переменном и постоянном токе конструкций из низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей
Сварочный электрод // 2102209
Изобретение относится к ручной дуговой сварке, в частности к сварочным электродам для сварки конструкций из низколегированных теплоустойчивых сталей и, в частности, для заварки дефектов в деталях из указанных сталей
Изобретение относится к сварочному производству, а конкретно к высокопроизводительному электроду для ручной дуговой наплавки слоя стали средней твердости, преимущественно при восстановлении узлов деталей железнодорожного транспорта
Состав покрытия сварочного электрода // 2105648
Изобретение относится к ручной электродуговой сварке покрытыми элекродами, а именно к составам покрытия сварочных электродов для сварки низкоуглеродистых, среднеуглеродистых и низколегированных сталей
Электродное покрытие // 2107602
Изобретение относится к сварке сталей, в частности к покрытиям сварочных электродов
Электродное покрытие // 2110384
Изобретение относится к сварочным материалам, в частности к покрытиям сварочных электродов для ручной дуговой сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей
Изобретение относится к сварке, а именно к электродным покрытиям для изготовления покрытых электродов, и может быть использовано при разделительной резке металлов и сплавов небольших толщин
Состав покрытия электродов для сварки чугуна // 2113333
Изобретение относится к области сварки, а именно к электродным покрытиям для холодной сварки чугуна, и может быть использовано при ремонте чугунных деталей