СОСТАВ ПОКРЫТИЯ СВАРОЧНОГО ЭЛЕКТРОДА Российский патент 1998 года по МПК B23K35/365 

Изобретение относится к ручной электродуговой сварке покрытыми электродами, а именно к составам покрытий сварочных электродов для сварки низкоуглеродистых, среднеуглеродистых и низколегированных сталей.

Известен состав покрытия электродов для варки низкоуглеродистых и низколегированных сталей [1] мас.

Рутил 15 22
Слюда 1 4
Глинозем 0,5 3
Ферромарганец 6 8
Целлюлоза 1,5 2
Циркон 1 3
Мрамор 0,5 3
Каолин 3 4
Железный порошок 51 71,5
Покрытие обеспечивает высокую кроющую способность шлака при высокоскоростной сварке и исключает затекание шлака в зону горения дуги, что необходимо для сварки наклонным электродом. Недостатками этого состава являются высокое содержание ценных компонентов TiO₂, ZrO₂ и невысокая ударная вязкость наплавленного металла от 80-100 Дж/см².

Известен состав покрытия сварочного электрода для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей [2] мас.

TiO₂ 10 30
SiO₂ 8 30
CaCO₃(MgCO₃) 5 30
CaF₂ 5 16
Fe 35
Покрытие увеличивает пластичность и ударную вязкость сварного шва. Недостатками этого состава являются существование в сварочном аэрозоле вредного для человека соединения HF и низкая стабильность горения дуги на переменном токе.

Наиболее близким составом покрытия к предлагаемому является состав покрытия [3] содержащий следующие компоненты, мас.

SiO₂ 18,3 40,7
TiO₂ 6,3 26,8
CaCO₃(MgCO₃) 10,8 27
FeO(Fe₂O₃) 2,6 17,6
Mn 5,9 23,8
H₂O 0,1 1,7
Недостатками его являются повышенное содержание H₂ и вследствие этого невысокая ударная вязкость наплавленного металла, около 110 Дж/см².

Задачей изобретения является создание состава покрытия сварочного электрода, обеспечивающего повышение ударной вязкости наплавленного металла.

Решение задачи обеспечивается тем, что известный состав покрытия сварочного электрода, содержащий SiO₂, TiO₂, CaCO₃, по крайней мере один оксид, выбранный из группы, содержащей FeO и Fe₂O₃, Mn, H₂O, дополнительно содержит C, Al₂O₃, Fe и по крайней мере один оксид, выбранный из группы, содержащей Na₂O и K₂O, при следующем соотношении компонентов, мас.

SiO₂ 10 40
TiO₂ 6 20
CaCO₃ 10 30
По крайней мере один оксид, выбранный из группы, содержащей FeO и Fe₂O₃ 5 15
Al₂O₃ 10 20
Mn 5 15
C 1 3
H₂O 0,2 6
По крайней мере один оксид, выбранный из группы, содержащей Na₂O и K₂O 1 10
Fe Остальное
Введение углерода в комбинации с Al₂O₃ значительно уменьшает содержание водорода в наплавленном металле и тем самым повышает его ударную вязкость. Введение железа повышает производительность наплавки.

Пример. Берут 5,16 кг каолинита (Al₂Si₂O₅(OH)₄), 4,55 кг ильменита (FeTiO₃), 4,67 кг мрамора (CaCO₃), 1,88 кг кварцевого песка (SiO₂), 0,56 кг древесного угля (C), 2,93 кг ферромарганца (Fe 25% по массе, Mn 75% по массе). Размер частиц всех составных частей менее 0,3 мм. Производят их смешивание в барабанном смесителе. Затем в сухую смесь добавляют 7,22 кг натриевого жидкого стекла (Na₂Si₃O₇) плотностью 1, 47 кг/см³ и модулем 3. Этот состав перемешивают в шнековом смесителе. Полученную массу наносят на электродообмазочном прессе на прутки диаметром 3 мм из стали СВ-08. Получают покрытие толщиной слоя 0,4 мм. Обмазанные электроды сушат при температуре 40^oC и затем прокаливают при температуре 150-^oC. Получают 100 кг электродов. Покрытие изготовленных таким способом электродов имеет следующий состав, мас.

SiO₂ 20
TiO₂ 12
CaCO₃ 20
FeO 10
Al₂O₃ 15
Mn 9
C 2
H₂O 4
Na₂O 5
Fe 3
Производят испытания полученных электродов на величину ударной вязкости наплавленного металла по ГОСТ 6996-66. Средняя величина ударной вязкости оказалась равна 152 Дж/см², тогда как промышленно-освоенный электрод B-17 японской фирмы "Kobe steek LTD", использующий [3] дает металл с ударной вязкостью 110 Дж/см².

Аналогичным способом были изготовлены партии электродов с составами покрытий, находящимися в заявляемых пределах и за границами заявляемого состава. Результаты испытаний на ударную вязкость этих партий электродов и соответствующие им составы покрытий приведены в таблице.

Из таблицы видно, что при приближении к границам заявленного состава величина ударной вязкости наплавленного металла падает до 110 Дж/см², а при выходе за заявленные пределы она уменьшается до 100 Дж/см² и ниже.

Источники информации
1. Авторское свидетельство N 1284843, кл. B23K 35/365, 87.01.23.

2. Заявка Японии N 53-19294, кл. B23K 35/365, опубл. 78.06.20.

3. Акц. заявка Японии N 47-30825, кл. B23K 35/00, опубл. 72.08.10.

Изобретение относится к ручной электродуговой сварке покрытыми элекродами, а именно к составам покрытия сварочных электродов для сварки низкоуглеродистых, среднеуглеродистых и низколегированных сталей. Задачей изобретения является получение состава покрытия, обеспечивающего повышение ударной вязкости наплавленного электродом металла. Состав покрытия содержит следующие компоненты, мас.%:
SiO₂ - 10 - 40
TiO₂ - 6 - 20
CaCO₃ - 10 - 30
FeO или Fe₂O₃ - 5 - 15
Al₂O₃ - 10 - 20
Mn - 5 - 15
C - 1 - 3
H₂O - 0,2 - 6
Na₂O или K₂O - 1 - 10
Fe - Остальное.

1 табл.

Состав покрытия сварочного электрода, содержащий SiO₂, TiO₂, CaCO₃, по крайней мере один оксид, выбранный из группы, содержащей FeO и Fe₂O₃, Mn, H₂O, отличающийся тем, что он дополнительно содержит C, Al₂O₃Fe и по крайней мере один оксид, выбранный из группы, содержащей Na₂O и K₂O, при следующем соотношении компонентов, мас.

SiO₂ 10 40
TiO₂ 6 20
CaCO₃ 10 30
По крайней мере один оксид, выбранный из группы, содержащей FeO и Fe₂O₃ 5 15
Al₂O₃ 10 20
Mn 5 15
C 1 3
H₂O 0,2 6
По крайней мере один оксид, выбранный из группы, содержащей Na₂O и K₂O 1 10
Fe Остальноеп