ЭЛЕКТРОДНОЕ ПОКРЫТИЕ Российский патент 2007 года по МПК B23K35/365 

Изобретение относится к материалам для дуговой сварки, а именно к электродным покрытиям, применяемым при изготовлении электродов для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Для этих групп сталей известны различные электродные покрытия, которые позволяют получить высокие механические свойства металла шва, но недостаточные для использования при сварке сталей классов К55-К60.

Известны электроды марки УОНИ - 13/55 с покрытием, содержащим, мас.%: мрамор 54, плавиковый шпат 15, ферромарганец 5, ферросилиций 5, кварцевый песок 9 и ферротитан 12 [RU, патент №2005032, МКИ⁷ В 23 К 35/365, 1991].

Наиболее близким к предлагаемому по составу является электродное покрытие [RU, патент №2219032, МКИ⁷ В 23 К 35/365, 2003], содержащее следующие компоненты, мас.%: плавиковый шпат 10-12, каолин 2-4, рутил 10-14, полевой шпат 6-9, ферромарганец 4-8, ферросилиций 9-12, пластификатор 1-2, мрамор остальное.

Электроды с таким составом покрытия обеспечивают хороший сварочный шов, но для наплавленного ими металла характерны низкий предел прочности до 510 МПа и минимальная температура обеспечения ударной вязкости не менее 34 Дж/см² - минус 50°С.

Технической задачей, стоящей перед изобретением, является повышение предела прочности наплавленного электродами металла до значения не менее 589 МПа и снижение до минус 60°С минимальной температуры обеспечения ударной вязкости не менее 34 Дж/см².

Поставленная задача решается тем, что в состав электродного покрытия, содержащий мрамор, плавиковый шпат, каолин, рутил, полевой шпат, ферромарганец, ферросилиций и пластификатор, дополнительно введены железный порошок, алюмомагний, ферромолибден, кварцевый песок при следующем содержании компонентов, мас.%: железный порошок 16-19, ферромарганец 5-6, ферросилиций 6-7, ферромолибден 1-2, алюмомагний 1-2, кварцевый песок 1-2, рутил 6-7, полевой шпат 3-4, каолин 2-4, плавиковый шпат 10-12, органический пластификатор 1-2, мрамор остальное.

При подборе состава электродного покрытия были изготовлены и испытаны электроды, указанные в табл.1.

Оптимальные параметры механической прочности металла шва и изготовления электродов (давление экструзии, прочность и эксцентричность обмазки) были достигнуты для электродов с покрытием варианта №3-5 (см. табл.1).

Механические свойства электродов приведены в табл.2.

Испытания сварочно-технологических свойств показали стабильное горение сварочной дуги и хорошее формирование шва при незначительном разбрызгивании наплавляемого металла. При изготовлении выход качественных электродов составил 93%.

Применение в составе покрытия ферромолибдена, алюмомагния и кварцевого песка позволило увеличить механические свойства наплавленного металла до необходимых параметров, при снижении расхода ферросилиция, а введение в покрытие железного порошка увеличить производительность наплавки.

Покрытия наносились на стержни из сварочной проволоки марки Св08АА диаметрами 3,0 и 4,0 мм методом опрессовки.

Испытания сварочно-технологических свойств электродов с предлагаемым покрытием и механических свойств металла шва подтвердили соответствие электродов типу Э60 по ГОСТ 9466-75.

Таблица 1
Составы электродных покрытийКомпонентыСодержание, мас. %вариант 12345678Железный порошок1616161919191919Ферромарганец108566665Ферросилиций105667655Ферромолибден-0122123Алюмомагний-11121-1Кварцевый песок43122332Рутил55677667Полевой шпат56344654Каолин33234333Плавиковый шпат1212101212121212Органический пластификатор11112111Мрамор3440483733363838Таблица 2
Механические свойства металла шваВариантВременное сопротивление, σ_В, МПаПредел текучести, σ_Т МПаОтносительное удлинение, δ, %Ударная вязкость KCV, >34 Дж/см², при t°CНорма>589>530>20-60153440133-40255043038-40356047035-60460554528-60563055025-60657350025-60751041038-40867057525-50

Изобретение может быть использовано при изготовлении электродов для дуговой сварки. Электродное покрытие содержит, мас.%: железный порошок 16-19, ферромарганец 5-6, ферросилиций 6-7, ферромолибден 1-2, алюмомагний 1-2, кварцевый песок 1-2, рутил 6-7, полевой пшат 3-4, каолин 2-4, плавиковый шпат 10-12, органический пластификатор 1-2, мрамор остальное. Подбор компонентов электродного покрытия позволил повысить предел прочности наплавленного электродами металла до значения не менее 589 МПа и снизил до минус 60°С минимальную температуру обеспечения ударной вязкости не менее 34 Дж/см². 2 табл.

Электродное покрытие для дуговой сварки, содержащее мрамор, плавиковый шпат, каолин, рутил, полевой шпат, ферромарганец, ферросилиций и пластификатор, отличающееся тем, что в него дополнительно введены железный порошок, алюмомагний, ферромолибден, кварцевый песок при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Железный порошок16-19Ферромарганец5-6Ферросилиций6-7Ферромолибден1-2Алюмомагний1-2Кварцевый песок1-2Рутил6-7Полевой шпат3-4Каолин2-4Плавиковый шпат10-12Органический пластификатор1-2МраморОстальное