Состав электродного покрытия Советский патент 1986 года по МПК B23K35/365 

10

15

20

Изобретение относится к составам электродного покрытия и может спользоваться для ручной дуговой сварки электродов, позволяющих вьтолнять вертикальные швы пособом сверху-вниз и обеспечиваюих глубокое проплавление кромок при

варке во всех пространственных поожениях, позволяет не только существенно увеличить производительность труда, но и сберечь дорогостоящий присадочный металл.

Одним из основных факторов, благодаря которому становится возможной сварка способом сверху-вниз, является уравновешенность массы расплавленного металла и шлака силой давления дуги, реализующейся благодаря газо-паровому потоку, исходящему с торца плавящегося электрода, а также реактивному давлению паров металла и шлака с поверхности сварочной ванны. Наиболее легко управляемая сос- тавлякщая силы давления дуги связана с газовым потоком продуктов разло- ения карбонатов (мрамора, магнезита) и компонентов органического происхождения (целлюлозы, карбокси- метилцеллюлозы и др.), содержащихся в электродном покрытии. Интенсификация газового потока на сварочную ванну приводит не только к удержанию расплавленного металла и шлака на вертикальной плоскости, но и к их оттеснению, благодаря чему улучшается 35 теплопередача от высокотемпературного источника нагрева сварочной дуги к основному металлу и, как следствие увеличивается проплавление свариваемых кромок. Такая интенсификация га- 40 зового потока может быть достигнута путем увеличения в электродном покрытии содержания целлюлозы. Добиться такого же результата введением в покрытие рутилового вида большого количества мрамора или магнезита не представляется возможным вследствие увеличения жидкотекучести и выхода шлака, а также роста опасности образования свищей.

Не менее важнмм показателем для сварки способом сверху-вниз и обеспечения глубокого проплавления сва- риваемьгх кромок является характер изменения вя-зкости (жидкотекучести) шлака по мере снижения его температуры. Вязкость шлака должна резко возрастать в узком интервале темпе50

55

25

30

45

10

15

20

35 40

247299

ратур - близком к температуре кристаллизации металла сварочной ванны. Шлак, обладающий такими свойствами.

50

55

принято называть коротким. Короткий шлак не натекает в переднюю часть сварочной ванны и способствует удержанию расплавленного металла на вертикальной плоскости. В противном случае, когда ишак сохраняет высокую жидкотекучесть в широком интервале температур, происходит его натекание на боковые участки сварочной ванны и впереди дуги, ухудшается теплопередача к свариваемому металлу, уменьшается проплавление свариваемых кромок, происходит шунтирование сварочного тока через шлак и примерзание электрода к изделию. В результате процесс сварки способом сверху-вниз становится невоз- .можным.

Целью изобретения является сокращение расхода дорогостоящего присадочного металла на сварку метал25 локонструкций за счет обеспечения глубокого проплавления свариваемых кромок в том числе в зоне корня шва. Использование в составе покрытия каолина (алюмосиликат, содержащий до

30 12% кристаллизационной влаги) поз- воляет снизить жидкотекучесть шлака за счет уменьшения в покрытии содержания сухого остатка жидкого стекла-- содержания SiO, К,р, в шлаке, повышающих жидкотекучесть последнего. Аналогичный эффект достигается за счет применения в составе покрытия карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), позволяющей использовать при изготовлении электродов жидкое стекло пониженной вязкости и,следовательно, снизить в покрытии содержание его сухого остатка - SiOp , , NajO в шлаке. Суммарное действие указанных факторов

45 обеспечивает получение короткого шлака и способствует проплавлению свариваемых кромок.

Использование в составе покрытия каолина и карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) позволяет увеличить давление дуги и проплавляющую способность электродов за счет паров воды, СО и СО,, образующихся при разложении указанных материалов.

Использование в составе покрытия ильменита (содержит до 30% ,) позволяет подавить кремневосстанови- тельный процесс.Благодаря этому в

покрытии повышается содержание материалов органического происхождения (целлюлозы и карбоксиметилцеллюлозы) до 17% и одновременно снижается опасность образования в металле шва пор, свищей и вздутий при высокой проплавляющей способности электродов.

В данном покрытии КМЦ используется для снижения в шпаке содержания SiOj, , (это способствует получению короткого шлака), увеличения проплавлякщей способности (электроды с предлагаемым покрытием сушат при температуре 100-1Ю С, при которой органические компоненты не сгорают) и предотвращения отвердева- ни-я электродной обмазочной массы в процессе изготовления электродов.

Примеры конкретных составов предлагаемого покрытия приведены в табл.1, а показатели расплавления и механические свойства швов соответствующих электродов - в табл.2.

Данные табл.3 иллюстрируют про- плавлякяцую способность и геометрические характеристики швов электродов с предлагаемым покрытием.

Согласно результатам испытаний, приведенным в табл.2, видно, что электроды с предлагаемым покрытием приемлемы по производительности наплавки и механическим свойствам ме- j талла шва. При этом предлагаемые электроды (варианты рецептуры I-III)

0

5

5

обеспечивают большую глубину про- плавления свариваемых кромок (табл.3).

Изменения состава предлагаемого покрытия по IV-ому варианту,(табл.1) выходящему за заданные пределы, при- |Водят к непровару свариваемых кромок в зоне корня шва (см. табл.2). Это вызвано повьш1ением выхода шпака и увеличением мощности дуги (проявляется в росте Uq), приводящей к чрезмерному увеличению массы расплавленного металла и шлака, удержание которых силой давления дуги на вертикальной плоскости становится затруднительным. Натекание металла и шпака в переднюю часть сварочной ванны экранирует теплопередачу к свариваемым кромкам - особенно в зоне корня шва.

Изменения состава предлагаемого покрытия по V-ому варианту, выходящему за заданные пределы, приводит также к непровару в зоне корня шва (табл.3). Это обусловлено низкой мощностью сварочной дуги и недостаточным тепловложением в основной металл.

Более глубокое проплавление свариваемых кромок или сокращение в шве доли дорогостоящего присадочного ме- талла, достигаемое при использовании электродов с предлагаемым покрытием (варианты рецептуры I-III)позволит получить значительный экономический эффект.

Таблица 1

0

5

«--1Удариую вязкость металла шва определяли на образцах типа VI

ТаблицаЗ

Таблица 2