Состав электродного покрытия

Союз Советских

Социалистических республик

О Г1 И С А Н И Е (1880673

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Ж

Й

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву

1 (22) Заяялено 10.07. 79 (21) 2787451/25-27 (53)M. Кл. с присоединением заявки М—

В 23 К 35/365

Государственный квинтет (23 ) П риоритет - .

Опубликовано 15.11 ° 81 ° Бюллетень я1е 42

Дата опубликования описания 17 .11.8! ло делаи изобретений и открытий (53) УДК 621,791,,042.4(088.8) О. С. Каковкин. В. М. Хананов, B. В.

A. Б. Геллер, Е. Г. Старченко, С. Н.

А. Г. Винников, В. A. Шелободкин, В. и А. Е. Марченко (72) Авторы изобретения

Научно-производственное объединение машиностроения (71) Заявитель пин (54) СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ

1О

Изобретение относится к сварке, в частности к сварочным материалам, а именно к составу электродного покрытия, применяемого преимущественно для сварки низко. 1егированных сталей.

Известны различные электродные покрытия !1), например состав, содер— жащий следующие компоненты, вес.Хт

Мрамор . 50-70

Плавиковый шпат 10-25

Рутил 3-15 ,Кварцевый песок 2-1 0

Ферротитан 1-4

Гематит 1-4

Ферросиликаль ций 1 4

Однак в этом покрытии много мрамора, что ухудшает технологичность при изготовлении электродов, увеличивает тугоплавкость покрытия. Введение фер-э росиликокальция хотя и позволяет эффективно раскислить металл шва, но этот компонент активно реагирует с жидким стеклом, что приводит к ухудшенко покрытия (вспухания при прокалке, образование трещин в покрытии) .

Наиболее близким к предлагаемому составу является электродное покрытие (2), содержащее следующие компо-т ненты, вес.Х:

Мрамор 15-60

Рутил 0-1 5

Плавиковый шпат 15-60

Ферросилиций 0-60

Ферромарганец 0-60 . Ферротитан 0-60

Железный, порошок 0-60

Однако известное электродное покрытие обладает недостаточным качеством металла шва.

Цель изобретения — повышение качества .металла шва.

Поставленная цель достигается тем, что состав электродного покрытия дополнительно содержит гематит и графит, при следующем соотношении компонентов, вес. 7:

73

4 личающиеся содержанием графита, равньм в каждой смеси последовательно, вес.% 0,1; 0,3 и 0,5 и гематита, равньм вес.% 1,9; 4,7 и 6,0, а также содержанием плавикового шпата, составляющим дополнительную до 100% часть в каждой смеси.

Каждым электродом производят сварку для испытаний сварочно-технологи— ческих свойств электродов и механических свойств металла шва. Кроме того, определяют химический состав наплавленного металла и производят рентгеновский контроль сварных соединений.

Результаты проведенных испытаний приведены в таблице.

8806

15

Варианты

Показатели г

Содержание в покрытии графита, веС.%

Содержание в покрытии гематита, вес.%

Содержание диффузионного водорода в наплавленном металле, см /100 г

Временное сопротивление разрыву, кгс/мм

Предел текучести, кгс/мм

Относительное удлинение, %

Ударная вязкость, кгс.м/см

Критическая температура хрупкости, С

Коэффициент наплавки, r/А час

Коэффициент термического расширения шлака, 10 6 град

Энергия удара, вызывающая разрушение покрытия электродов, Дж

0,5

6,0

0,1

1,9

0,3

4,7

1,83

55,4

45,9

29,0

27,1

-40

10,0

1,90

54,8

44,6

28,1

26,3

-40

10,3

1,79

56,3

46,2

20,8

24,9

-40

9,8

17,8

20,4

18,2

О, 048

О, 042

О, 045

1 защиты и, как следствие этого, улучшению формирования и качества металла шва, Однако положительный эффект от введения гематита в данном случае получается только при совместном введении его с графитом в определенном соотношении, Установлено что соотношение между содержанием в покрытии графита и гематита должно быть в пределах от

0,05 до 0,20. При этом графит по концентрационным условиям выполняет только функцию раскислителя и не происходит нежелательного (в случае, превышения верхнего предела 0,2).

При соотношениях графита и гематита

40,05 не будет взаимосвязи между ними.

Кроме того, введение графита в покрытие приводит к повышению температуры дуги за счет экзотермической реакции углерода с гематитом

Мрамор 35-40

Рутил 12-18

Ферросилиций 6-9

Ферромарганец 5-8

Ферротитан 1-4

Железный порошок 5-1 О

Гематит 1,9-6

Графит 0,1-0,5

Плавиковый шпат Остальное. Соотношение графита к гематиту выбрано в пределах 0,05-0,2.

Изготовлено три электродных покрыTHH (варианты 1,2 и 3 ),содержащие каждый вес.%: мрамор 40, рутил 1 6, ферромарганец 6, ферросилиций 7, ферротитан 3, железный порошок 6, и отРезультаты свидетельствуют о том, что данный электрод обладает высокими сварочно-технологическими свойствами: стабильньи горением дуги, Г минимальным разбрызгиванием, отлич- 4О ньь1 формированием шва и легким удалением.шлака. Хорошие сварочно-технологические свойства электродов способствуют получению металла высокого качества.

41

Введение в покрытие гематита сов местно с графитом позволяет существенно улучшить сварочно-технологические свойства электродов, При этом введение в состав покрытия гематита позволяет не только повысить производительность сварки (за счет восстановления железа), но и увеличить окисленность зоны плавления, в результате чего снижается поверхностное на- : тяжение на границе,:шлак-металл в электродных каплях, что способствует измельчению капель, улучшению условий их переноса в ванну и газовой

Fe,0 3 С 2 Ге + 3 С О t, 5 8806 что способствует лучшей-металлургической и термической проработке плавящегося металла, Образующаяся при этом газообразная окись углерода улучшает газовую защиту плавящегося металла, а восстановленное из гематита железо переходит в шов, увеличивая производительность сварки. Причем, графит в покрытии выполняет также функцию пластификатора, облегчающего процесс 1о экструзии электродов.

Ограничение содержания в покрытии ферротитана на уровне, обеспечивающем лишь необходимое раскисление металла и исключающем нежелательное легирование титаном, позволяет улучшить механические характеристики металла шва и, в частности, поднять уровень ударной вязкости при отрицательных температурах. Однако положительный эффект при введении в покрытие относительно небольших добавок ферротитаиа (I -4 ) проявляется лита в том случае, когда в покрытии имеется рутил, состоящий преимущественно из 25 двуокиси титана. В противном случае титан расходуется на восстановление менее прочных окислов, вводимых в покрытие. Кроме того, рутил улучшает технологичность покрытия при изготовлении электродов и их сварочнотехнологические свойства.

Ограничение содержаний мрамора в покрытии до 40Х и введение железного порошка позволяет также улучшить технологичность электродов при изготовле.

35 нии. Кроме того, железный порошок

73 6 увеличивает производительность про" цесса сварки.

Применение электродов с данньи покрытием позволяет уменьшить потери при их изготовлении и использовании, повысить производительность процесса сварки.

Формула изобретения

1 ° Состав электродного покрытия, преимущественно для сварки низколегированных сталей, содержащей мрамор, плавиковый шпат, рутил, ферросилиций, ферромарганец, ферротитан и жслезный порошок, отличающийся тем, что, с целью повышения качества металла шва, он дополнительно содержит гематит и графит, при следующем соотношении компонентов, вес.Х:

Мрамор 35-40

Рутил l 2-18

Ферросилиций 6-9

Ферромарганец 5-8

Ферротитан l-4

Железный порошок 5-!О

Гематит 1,9-6

Графит 0,1-0,5

Плавиковый шпат Остальное.

2. Состав по и, 1, о т л и ч а юшийся тем, что соотношение графита к гематиту выбрано в пределах

0,05-0,2.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11р 5541 20, кл. В 23 К 35/365, 1977.

2. Патент Великобритании 11р 1005467, кл. В 3, 1965 (прототип), а P

Филиал ППП "Патент, г,. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Н . Козлов ска я

Редактор М, Бандура Техреп А. Бабинец Корректор М. Шавоши

Заказ 9815/20 Тираж 1151 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. и. 4)5