Двухслойное электродное покрытие Советский патент 1983 года по МПК B23K35/365 B23K35/10 

Изобретение относится к сварке Ь частности к сварочным материала предназначенным для сварки хромон келевых сталей (08Х17Н13М2Т, 10Х17Н13МЗТ и др.). MHorae сварные конструкции экс атируются в сложных условиях нагр жения при воздействии активных ра чих сред, вызывакхдих необратимые зико-химические изменения в матер ле вследствие протекания коррозио ных, кавитационных и других проце сов, которые приводят к преждевре ным разрушениям. Прочность и наде ность сварных конструкций в этих ловиях определяется их стойкостью против коррозионных, кавитационны и других видов разрушений. Известно двухслойное электродн покрытие для сварки высоколегиро ванных, чисто аустенитны ;: сталей используемых в химическом машйно строении, содержащем следуквдие ко поненты, мас.%г , Внутренний слой (коэффициент п крытия 0,35-0,46) мрамор3-24 , двуокись титана 6-26 сода кальцинирования0,3-0,8 Хром металлический2-15плавиковый шпат . Остальное Наружный слой (коэффициент веса покрытия 0,1-0,2) мрамор 5-15двуокись титана 10-15 частицы тугоплавких соединений, выбранные из группы нитридов, боридов, оксидов 2-10 плавиковый шпат Остальное Это покрытие способствует полу чению металла шва, стойкого против межкристаллитной коррозии в окисли тельных средах, однако не решает проблемы избирательной коррозии в щелочных средах. Известно двухслойное электродно покрытие 2 , содержащее следующие компоненты, мас.%: Первый слой (коэффициент веса покрытия 0,30-0,35) мрамор плавиковый ферросилиций ферромарганец алюминий Второй слой (коэффициент веса п крытия 0,15-0,20) Мрамор 38-59 плавиковый шпат20-24 двуокись титана 7-12 иттрий 10-20 поташ4-6 Известное электродное покрытие способствует повышению стойкости металла сварных швов хромоникелевых сталей против избирательной коррозии в щелочных средах с хлорсодержащими ионами. Однако при сварке хромоникельмолибденовых сталей известное покрытие не обеспечивает достаточной коррозионной стойкости, кроме того, не исключена возможность образования горячих трещин по металлу шва. Цель изобретения - разработка двухслойного электродного покрытия, обеспечивающего повьииение стойкости наплавленного металла швов против общей и избирательной коррозии в щелочных хлорсодержашлх средах и снижения его склонности к трещинообразованню. Для достижения поставленной цели в двухслойном электродном покрытии, первый слой которого содержит мрамор, плавиковый шпат, ферромарганец, второй слой содержит мрамор, плавиковый шпат, двуокись титана и потаы, первый слой,имеющий коэффициент веса покрытия 0,3-0,36, дополнительно содержит феррониобий, а второй слой электродного покрытия, имеющий коэффициент веса покрытия 0,150,20, дополнительно содержит металлизированный молибденсодержащий концентрат (58% Мо) и никель, при следующем соотношении компонентов покрытия, мае,%: Первый слой мрамор47-50 плавиковый шпат 34-37 ферромарганец 6-9 феррониобий 7-10 Второй слой мрамор39-48 плавиковый шпат 21-32 двуокись титана 8-12 поташ4-6 металлизированный молибденсод8ржащии концентрат (58% Мо) 9-15 никель2-4 Предлагаемое двухслойное покрытие обеспечивает получение рафинированного металла шва (обработка на стадии капли и окончательная доводка металла ь сварочной ванне шлаком). Электродное покрытие имеет газошлакообразующие компоненты (мрамор и плавиковый шпат), обеспечиваюшие протекание металлургических процессов при сварке. В качестве раскислителя применяют ферромарганец (6-9%). Первый слой дополнительно содержит ниобий в виде ферросплава (7-10%). Такое количество способствует получению в наплавленном металле около 0,5% No. Ниобий введен для стабилизации хромоникелевого металла, яв ляясь активным карбидообразующим элементом, связывает углерод, в стойкие карбиды NbC. Таким образом, пре-. дотвращается образование карбидов хрома по границам зерен и снижается склонность металла шва к межкристаллитной коррозии. Несвязанный в карбиды ниобий оказывает сильное влияние на увеличение ферритной области. Второй слой электродного покрытия содержит газошлакообразующие компоненты, улучшакндие прр,текание металлур гических реакций в металле сварочной ваниы (мрамор 39-48%, плавиковый шпат 21-32%, двуокись титана 8-12%). Этот слой дополнительно содержит металлизованный молибденсодержащий концентрат (9-15%). Такое содержание молибдена положительно влияет на повыиение стойкости аустенитиого хромоникелевого металла против образования горячих трещин за счет выделения ферритной составляющей и способности подавлять физико-химической неоднородности на стадии кристаллизации. Наряду с этим молибден повышает коррозионную стойкость хромоникелевого металла шва в разбавленных растворах соляной, серной и других кислот. I Дополнительное введение никеля 2-4% в покрытие (в наплавленном металЛе 10-11% Ni) способствует значительному повыдению коррозионной стойкости наплавленного металла .в щелочных и хпорсодержащих растворах. Для проведения исследований были изготовлены электроды Эд и 3j. Составы электродных тгоКрытий и по казатели коррозионной стойкости приведены в таблице.

ДВУХСЛОЙНОЕ ЭЛЕКТРОДНОЕ ПОКРЫТИЕ, Первый слой которого, имеющий коэффициент веса покрытия 0,30,36, содержит мрамор, плавиковый шпат, ферромарганец, второй слой, имеющий коэффициент веса покрытия О,15-0,20, содержит мрамор, плавиковый шпат, двуокись титана и поташ, отличающееся тем, что, с целью повышения стойкости наплавленного металла швов против общей и избирательной коррозии в щелочных хлорсодержащих средах и снижения его склонности к трещинообразованию, первый слой электродного покрытия дополнительно содержит феррониобий, а второй слой - металлизированный молибденсодержащий концентрат

46

32

В

7

7

49

23

9

15

й ий

и

едах,

0,1458 35,7917

48 36

50 34

47 37

10

48

43 27 10

21

8

15 4 4

12 3 5

0,0570 0,0520 19,3043 20,6039

1057220ft

В качестве стержня электродов при-Э,имеет; более высокие показатели

менена проволока марки Св-08Х19Н10Бкоррозионной стойкости по сравне(ГОСТ 2246-72) 0 мм,нию с базовым объектом, т.е. с меСварка и многослойная наплавка таллом шва, выполненного электродом.

выполняются на постоянном токе обрат-Э,взятого за прототип (см.таблицу). ной полярности (Зс9 I O-ISOA, Ug 28-32В).5 Металлографические исследоваХимический состав наплавленного метал-ния показывают, что наплавленный

ла, вес.%: G 0,06-0,07/ Мп 1,0-1,4 металл имеет мелкозернистую дезориенSi 0,5-0,62; Сг 17)8-18,3} Ni 10-11,тированную с тонкими разветвленныМо 2-3, НЪ 0,44-0,50, S и ,02.ми ферритными участками аустенитноИз наплавленного металла и сварных 10ферритную структуру.

соединений изготавливают образцыВнедрение электродов с предлагаедля коррозионных испытаний и метал-мым двухслойным покрытием позволит

лографических исследований. Резуль-повысить коррозионную стойкость и

таты коррозионных испытаний пока-надежность оборудования целлюлознозывают, Что хромоникелевый металл, 5бумажного производства по сравнению

наплавленный электродами Э, Э ис базовым объектом.