Электрод для сварки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЙЬСТВУ

{uj998065

Союз Советсник

Социалистических

Республик (61)Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 29. 09.81(21) 3343744/25-27

Р М g+ з

В 23 . К 35/365 с присоединением заявки ¹.Государствеииый комитет

СССР по делам изобретений.и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2302.83. Бюллетень Йо 7 (Щ УДК б21. 791. .042. 4(088. 8) Дата опубликования описания 25.02.83

К A ° @щенко A .И ° Пустовит, JI.Ñ. Захаров, Л.В. Червякова, Н.E. Левенберг, Н.П. Воличенко, В.Я. Косых, В.Н.Брайнин и П.A. Косенко (72) Авторы изобретения

Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. Е.О. Патона (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОД ДЛЯ СВЛРКИ. Изобретение относится к области материалов, применяемых для электродуговой сварки преимущественно коррозионно-стойких высокопрочных сталей мартенситного, аустенитно.мартенситного, мартенситно-Ферритного классов, работающих в интервале температур от 793 до 77 K.

Известен электрод для сва ки хромистых и нержавеющих сталей 1), содержащий высоколегированны стержень и покрытие, которое содержит следующие компоненты, вес.Ъ:

Мрамор 40

Плавнк оный шпат 37

Рутил б

Полевой шпат 3

Слюда 2

Ферросилиций 3

Ферротитан 4

Ферроалюминий 3

Известный электрод позволяет цолучить сварной шов следующего химического состава, sec.Ът

Углерод 0,01-0,12

Кремний О, 1-1,0

Марганец 0,1-1,0

Никель 0,8-3,5

XpGM 11,0-14,0

Молибден 0,2-1

1

) :с

21

Ниобий . -" " 0,Ò-1",2

Алкминий 0,01-0,05

Тантал 0,01-0,05

5 Железо Остальное

Однако применение данного электро-. да обеспечивает относительное удлине- ние и ударную вязкость сварных швов на уровне 5-7В и 0,1 МДж/м, что не

1п .соответствует требуемому уровню этих характеристик.

Известен также электрод для наплавки (2 ), состоящий из высоколегированного стального стержня, содержащего углерод, кремний, марганец, хром, никель и железо, и покрытия, содержащего следующие компоненты, вес.Ъг

Мрамор 28-35

Плавнковый шпат 22-2б

Двуокись титана 2-4

Феррохром аэотированный 12-22

Хром 3-10

Ферзотитан 8-12

Ферромолибден 8-12

Сода . До 1

Однако данный эгэктрод не позволяет получить наллавленный металл с требуемой стойкостью против образования трещин, а также отличается по998065

0 5-5

4-8

0,5-3

О, 5- 3

3-8

Сочетание проволоки с выбранным составом покрытия обеспечивает минимальное содержание углерода в наплав- 55 ленном металле и оптимальную концентрацию остальных легирующих элементов. Это способствует снижению температуры предварительного и-.сопутствующего подогрева до 373 К, а в неко-@ торых случаях даже позволяет вести сварку без него, При этом трещины в ниженными характеристиками пластичности и вязкости сварного шва из-за повышенного содержания мрамора в по. ! крытии, которое не обеспечивает со.держание углерода в наплавленном металле менее 0,04%.

Целью изобретения является улучшение механических свойств сварного шва и уменьшение его склонности к образованию трещин.

Поставленная цель достигается тем, 10 . что в электрод, состоящий из высоколегированного стержня, содержащего углерод, кремний, марганец, хром, никель и железо, и покрытия, содержащего мрамор, плавиковый шпат, двуокись титана, хром, хром азотированный и ферротитан, дополнительно вво дят в стержень титан, азот, медь, молибден и по крайней мере один элемент из группы (иттрий, цирконий и тантал) при следующем соотношении 2О компонентов, вес.Ъ:

Углерод 0,005-0,03

Кремний 0,03-0,5

Марганец 1,7 -8,0

Хром 8,1-13,5

Никель 4, 0-14, О

Молибден Ок15-6,0

Медь 0 05-3 0

Титан 0,005 Ос85

Азот 0,005-0,08 я

По крайней мере один элемент из группы, содержа1 щей иттрий, цирконий или тан- 35 тал 0,0005-0,3

Железо Остальное а в покрытие — полевой шпат, целлюлозу, каолин и слюду при следующем соотношении компонентов, вес.Ь:

Мрамор 12-18

Плавиковый шпат 15-30

Двуокись титана 27-44

Хром металлический 1-4

Ферротитан 1-10 45

Хром азотированный

Полевой шпат

Целлюлоза

Каолин 50

Слюда сварных швах, выполненных на сталях мартенситного, мартенситно-ферритного и аустенитно-мартенситного классов, отсутствуют. Улучшаются также относительное удлинение и ударная вязкость швов при удовлетворительной прочности (таблица,3).

Ограничение содержания мрамора в покрытии до 18% предотвращает наугле роживание наплавленного металла, содержание углерода в йем не превышает

0,03%. Уменьшение содержания мрамора в покрытии ниже 12Ъ нецелесообразно, так как при этом повышается склонность металла шва к образованию пор.

Нведение в покРытие азотированного хрома и хрома металлического по-зволяет регулировать содержание азота и хрома в наплавленном металле в зависимости от его содержания в прово» локе. Наличие в покрытии ферротитана способствует снижению окислительного потенциала покрытия н повышению перехода модифицирующих элементов (иттрия циркония или тантала) в шов. Введение целлюлозы и наличие слюды способствует повышению пластичности обмазочной массы.

Введение каолина 0,5-33 в сочетании с выбранным соотношением остальных шлакообразующих ингредиентов обеспечивает высокие сварочно-технологические характеристики электродов .

Для оценки технологических характеристик электродов; механлческих свойств швов и сварных соединений, склонности швов к образованию трещин были изготовлены опытные варианты электродов с сердечником из проволок, указанных в табл. 1. Составы покрытий приведены в табл. 2. Коэффициент веса покрытия составлял 0,4.

Электроды изготовляли методом опрессовки на стандартном оборудовании.

После изготовления электроды просушивали при 293 К в течение 24 ч, а затем прокаливали при 593 К 2 ч.

Опытными электродами сваривали стыки сталей ОЗХ14Н12МТ, ОЗХ12Н9Г2МГ, ОЗХ13Н9Г2МД, ООХ12НЗД, ОЗХ12Н1ОМТ.

Механические свойства при комнатной температуре швов, выполненных этими электродами, даны в табл. 3 °

Проведенные испытания показали, что данные электроды обеспечивают лучший к мплекс свойств, чем известные, выбранные в качестве базового объекта (1).

По результатам проведенных работ можно сделать вывод, что данные электроды обеспечивают качество швов в допустимых пределах и требуемые механические свойства сварных швов (табл. 3), что не всегда наблюдается при сварке электродами t. 1) .

998065 и

I

В В в а

13

v о

I . 1

yI I I

1 1

4

Ю

ID

Ю

1 I

Ul IA

О О

О О с с

О О

tA 33Ъ

О

CI О с с

О О

3 с

33Ъ CO

О О с с

О .О

tA

С3

С3 с

CO

3 с

Ю с

1 с

Ю с

D с

C) lA

О

О т3

Са с с

О О

IA

C)

О

О с

О. (с3

Ю с

1 О

3Ч с

\ 3 с

Ю

° -3 с

1 1

33Ъ

О 33Ъ

О ч-3

О О с с

О О

IA

C)

О

CI с

1 О

tA

О с

О 1

М с

lA

Ю

Ю

О с

О 1

lA

О

C)

Ю с

tA

Г.3 %" 3

О О

° с

О О

СЧ с

C) 4 с

C) (1

СЧ

Ю с с

О О

C) с

aO O

О О с с

О О

lA Ю

О О с с

О О

° Ф с Ю

Ю с

М

° Ф

CO с

C) lA

Ю

Ю с

IA

О

О Ю с с

О О

IA

Ю

Ю с

Ю.

tA

Ю

С1 с

IA

CO с

3 с с

СО IA

Ю Ю с с

О О

М с

О иЪ к-3 Ю с с

Ю О

% 3 с

Ю

%-3 с

О N с с с! 3Ч

C) с

Ю с сУ ч 4

IA с М 4

Ю с

lA с

3Ч

Ю с Ф

О Ф с

Зс3 „с3

% 4 %3 (М ОЪ с

ОЪ 3

О . О с с с3 0

Ю с Ф с3 М с с (Ч -3 Ч

ОЪ с

Зс3 тЧ

Ю с (Ч

%Ч

Ю с-3

° 3Ч

СО с4

% 3

3 с 3с с \

% 3 % 3

Ю с аО

ОЪ М с с а-3 <Ч с-3 IO

М

О О с с

О О

% 3

М

C) с

П3

М

C) с

М -3 г3 с с

О О

М с

Cl ч3 t3 с

Ю

IA с

Ю

lA с

М

CI с

1 И

М

О а

I Ф 1

1 !

CO

3Ч

Ю с

IA (Ч

О

О О с

Ю Ю

CRI

3Ч

Ю с

tA

C)

О с

IA

Ю

О с

C) lA

Ю

О с

IM

C) с

M

Ю с

CI 4 М

О О с

О О

/ а-3 1 I ..

1 О

I1I I ) ) I33

1 1 ж,:1 I K

1! 1 — — — -В э! мм

1 Ож

3 Р3О ! М 1

1)

1 Н

1 О 1

) 1 я l

1 С ж

I lII

I Е»

I

1 О

1 I М

I ай

М М 1

:Гй I

1 3Ъ3 I

И I

I I а 1

1 Ь I

М . I

à — — -1

А

Ц

Ф

1 Х

I g I Ю

I I "A

1 I 3 I !

333! О

Х1 33

1 Ф 1

I И 1 9

I Ф 1 Х l

Ц 1 Х 1

1 9 1 Ж 1

I 9 I !

А!3 I а ! х! о

I g 1 Х I

I а

I 9 1

1 Ц I Ф 1 019

I I

1 I а

1 I Зс О

1 I О

3339 Ы О

Ъ 0 а333 ! И!3 090 1

3оз93 аи!

3 g g ZO@g1

3 1 1 1 I 1 1

I I I I I (I 1

1 1 I 1 1

998065 Таблица 2

Ингредиент покрытйя

Вариант покрытия

1 (для стержней

1-4) 2 (для стержней

5-7) 3 (дпя стержней

8-11) Мрамор

12 15 18

Плавиковый алат

Двуокись титана

41,5

17

Хром металлический

Ферротитан

8,5

Хром азотированный

0,5

ПолеВой шпат

Целлюлоза

0,5

6 5

Каолин

2

0,5 Слюда

Электрод

Марка сварива емой стали

Ударная вязкость, М Дх(/м

03 Х14Н12МТ

Предлага- 1 емый

0,2

0,2

0,2

0,2

ОЗХ12Н9Г2МД 8

0,2

ОЗХ13Н9Г2МД 8 0,2

ООХ12НЗД 8 ., 0,2

700 Трещин нет (температура подогрева

373 К) 700 Трещин нет (без подогрева) 0,2

ОЗХ12Н10МТ 8

700 Трещин нет(температура подогрева

700 373 К) 0,2

ООХ12НЗД

0,2

0,2

0,2

700

700 0,1

ООХ12НЗД

5-7

Извест- 12 ный (1) Условный номер стержня (проволоки ) Относительное удлинение,В

Предел прочности сварно

ro соединения, М

Таблица 3

«! клонность швов образованию рещин

Трещин нет (температура подогрева

373 К) Трещин нет (без подогрева ) Есть трещины (температура подогрева

373 K) 998065

Формула изобретения

1-4

1-10

Составитель Н. Гершанова

Рецактор И. Николайчук Техред М. Тепер Корректор Л.Вокшан

Заказ 10237 3 Тиран 1704 Подпй сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Рауцская наб д. 4Д

Филиал ПП "Патейт ", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Электрод для сварки преимущественно коррозионностойких высокопрочных . сталей мартенситного,аустенитно-мартенситного и мартенситно-ферритного классов, работающих в интервале температур от 793 до 77 К, состоящий из высоколегированного стержня, содержащего углерод, кремний, марганец, хром, никель и железо, и покрытия, содержа- о щего мрамор, плавиковый шпат, двуокись титана, хром, хром аэотированный и ферротитан, о т л и ч а ю щ и й-. с я тем, что, с целью улучшения механических свойств сварного шва и уменьшения его склонности к образова- 1 нию трещин, стержень электрода дополнительно содержит титан, азот, медь, молибден, а также по крайней мере один элемент иэ группы (иттрий, цирконий и тантал) при следующем сост- 20 ношении компонентов, вес.%:

Углерод 0,005-0,03

Кремний 0,03-0,5

Марганец 1,7-8,0

Хром 8,1-13, 5

Никель 4,0-14,0

Молибден 0,15-6,0

Медь 0,05-3,00

Титан 0,005-0,85

Азот 0,005-0 08

По крайней мере один элемент из группы (иттрий, цирконий, тантал ) 0,0005-0,3

Железо Остальное а покрытие дополнительно содержит полевой шпат, целлюлозу, каолин и слюду при следующем соотношении кэмпонентов, вес.а:

Мрамор 12-18

Плавиковый шпат 15-30

Двуокись титана 27-44 . Хром металлический

Ферротитан . Хром азотированный 0,5-5

Полевой шпат 4-8

Целлюлоза 0,5-3

Каолин 0,5-3

Слюда 3-8

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии Р 47-9248, кл. В 23 К 35/00, - 17.03. 72.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 238692, кл. В 23 K 35/365, 11.04.68 (прототип .