ПОРОШКОВАЯ ПРОВОЛОКА Российский патент 2012 года по МПК B23K35/368 

Изобретение относится к электродным материалам для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей.

Наиболее близкой по составу, принятой в качестве прототипа, является порошковая проволока, раскрытая в авторском свидетельстве SU 835682 А, 07.06.1981 [1]. Известная порошковая проволока из [1] характеризуется следующим соотношением компонентов, мас.%:

Ферромарганец 2,5-3,2 Ферросилиций 1,5-2,5 Железная окалина 9-30 Алюминиево-магниевый порошок 3-10 Фторопласт 1,0-2,5 Железный порошок остальное.

Известная порошковая проволока не позволяет обеспечить при сварке одинаковое содержание химических элементов, особенно углерода, в сварном шве и матричном металле. Содержащийся в составе проволоки фторопласт не обеспечивает необходимого содержания углерода в структуре сварного шва, что приводит к снижению прочности сварной конструкции.

Технический результат заявленного изобретения заключается в том, что заявленная порошковая проволока позволяет производить сварку низкоуглеродистых и низколегированных сталей с получением сварного шва, идентичного по химическому составу с матричным металлом.

Указанный технический результат достигается тем, что в порошковой проволоке, включающей оболочку из низкоуглеродистой стали и шихту, содержащую железную окалину, алюминиевый порошок, ферросилиций и ферромарганец, коэффициент заполнения проволоки шихтой составляет 30-50% и шихта дополнительно содержит графит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Железная окалина 52,5-73,1 Алюминиевый порошок 17,5-24,4 Ферросилиций 0,4-10 Ферромарганец 2-16 Графит 0,1-4.

Диапазон коэффициента заполнения проволоки шихтой - 30-50% обуславливается тем, что при меньшем заполнении проволоки наблюдается нестабильное горение электрической дуги, образуется прерывистый сварной шов; большего заполнения проволоки шихтой, чем 50% при данном соотношении компонентов последней, технологически осуществить не представляется возможным. Дополнительное присутствие графита 0,1-4% по массе в составе шихты обеспечивает его соответствие требуемому содержанию в низкоуглеродистых и низколегированных марках сталей с учетом примесей расплава оболочки - проволоки, угара и окисления под действием высоких температур. В совокупности обеспечивается требуемое (стандартное) содержание углерода в структуре сталей и, как следствие, их физико-механические свойства; прогнозируемые свойства сварного шва.

Для изготовления порошковой проволоки применяется лента из низкоуглеродистой стали холодной прокатки, неполированная, особо мягкая. Требования к ленте оговорены ГОСТ 503 - 81. Размеры ленты по толщине и ширине определяются технологией изготовления проволоки заданного диаметра. Основные показатели механических свойств ленты следующие: временное сопротивление разрыву 280-400 МПа; относительное удлинение - не менее 30%, материалом ленты служит сталь 08 кп. Подготовленные компоненты шихты взвешиваются дозами на один замес. Смешивание компонентов производится любым способом, обеспечивающим достаточную однородность смешанной шихты. В формирующем устройстве происходит формирование ленты и заполнение шихтой трубчатой металлической оболочки проволоки, после чего заготовка на волочильной машине обжимается до требуемого диаметра (1,2-3 мм). После волочения проволока наматывается на кассеты требуемого диаметра.

Для сварки и наплавки стали СТ3 порошковой проволокой на основе термитной шихты с коэффициентом заполнения 40% используют состав компонентов следующего содержания, мас.%:

Железная окалина 71,9 Алюминиевый порошок 23,86 Ферросилиций (Si - 77%) 1,77 Ферромарганец (Мn - 45%) 2,45 Графит 0,33.

Для стали с коэффициентом заполнения 45%:

Железная окалина 72 Алюминиевый порошок 23,93 Ферросилиций (Si - 77%) 1,6 Ферромарганец (Mn - 45%) 2,1 Графит 0,37.

Изобретение может быть использовано для электродуговой сварки низкоуглеродистых конструкционных сталей. Порошковая проволока включает оболочку из низкоуглеродистой стали и шихту. Шихта порошковой проволоки содержит следующие компоненты, мас.%: железная окалина 52,5-73,1; алюминиевый порошок 17,5-24,4; ферросилиций 0,4-10; ферромарганец 2-16; графит 0,1-4. Коэффициент заполнения проволоки шихтой составляет 30-50%. За счет экзотермической реакции компонентов шихты при сварке порошковая проволока обеспечивает возможность энергосбережения при получении сварного шва, идентичного по химическому составу с матричным металлом.

Порошковая проволока для электродуговой сварки, включающая оболочку из низкоуглеродистой стали и шихту, содержащую железную окалину, алюминиевый порошок, ферросилиций и ферромарганец, отличающаяся тем, что шихта дополнительно содержит графит при следующем соотношении компонентов, мас.%
железная окалина 52,5-73,1 алюминиевый порошок 17,5-24,4 ферросилиций 0,4-10 ферромарганец 2-16 графит 0,1-4