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

Изобретение относится к материалам для электродуговой сварки и может быть использовано как покрытие электродов, предназначенных для ;.сварки особо ответственных конструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей, работающих при отрицательных температурах. Цель изобретения - улучшение сварочно-технологических свойств электродов и снижение температуры перехода металла шва в хрупкое состояние. Введение щавелево-кислых щелочных металлов в состав фтористо-кальцевого покрытия значительно улучшает формирование швов на низких плотностях тока в вертикальном положении Это достигается за счет уменьшения межфазного натяжения между металлом и шлаком, что приводит к уменьшению диаметра переносимых капель металла Эти добавки повышают также стабильность горения дуги на низких плотностях тока. Причем их содержание в пределах 0,1-0,2 мас.% является опти мальным. Увеличение их содержания в покрытии более 0,2 мас.% ухудшает технологичность изготовления (смесь быстро затвердевает) , а уменьшение. Менее 0,1 мас.% не дает положительного эффекта. Введение талька и слюды в состав фтористо-кальцевого покрытия снижает чувствительность электродов к образованию козырька, что связано с изменением физнко-химических свойств покрытия и улучшением опрессовываемости электродов. Содержание талька и слюды в пределах 0,5-2,0 и 1-3 мас.% соответственно является наиболее оптимальным. При меньшем содержании не достигается положитель ный эффект, а при большем содержании отмечается нестабильное горение дуги и наличие козырька. В сварочном производстве известно использование флюорита. Использование металлического кальция ограничено из-за растворимости его в железе и относительно низкой температуры кипения кальция, поэтому добавление металлического кальция может приводить к его большим потерям в основном за счет окисления,; кроме того он имеет большое средство к кислороду, сере и фосфору, поэтому может использоваться как раскислитель, де50-2сульфуратор, а также как легирующий элемент. С целью лучшего усвоения кальция вводится лигатура фтористый кальций - кальций или другие системы галогенидов ШЗМ и РЗМ со щелочноземельными и радко-земельными металлами . Для снижения давления пара кальция целесообразно добавлять кремний, который является хорошим раскислителем, а использование комплексных раскислителей приводит к снижению неметаллических включений и быстрому переходу их в шлаковую фазу, что обеспечивает высокое качество шва сварочной конструкции. Таким образом, применение лигатру галогенидов металлов (ЩЗМ-РЗМ) - металл позволит использовать все положительные физико-химические характеристики металлов и предохранять их от преждевременного окисления или испарения.и быстрее ввести активный металл в зону свариваемого металла, а также улучшить технологические свойства сварки из-за увеличения электропроводности промежутка дуги изза электропроводтапс ионов MeF и Me Кроме того, введение лигатур фторидметалл позволяет снизить температуру перехода в хрупкое состояние. Причем при введении лигатуры фторид - металл происходит более равномерное распределение легирующих или модифицирующих добавок, например кальция, чем при введении металлических лигатур (силикокальций). Происходит меньшее выгорание элементов, имеющих большее сродство к кислороду. Содержание лигатуры фторид - металл в количестве 3-7 мас.% наиболее рационально . Меньшее содержание не влияет на температуру перехода в хрупкое состояние, а большее содержание ухудшает формирование шва. Состав лигатуры, мас.%: CaF 75-80; Са 15-20. Состав покрытия электродов приведен в табл.1. С использованием электродных покрытий состава (табл.1) изготовлены электроды диаметром мм в количестйе по 50 кг каждого варианта. В качестве связующего используют натриево-калиевое жидкое стекло. Испытания проводят с целью определения механических свойств металла шва и сварочно-технологических свойств опытных электродов. Сваривают пластины из-стали Ст.Зп толщиной 12 мм и кольцевые трубные стыки диаметром 168 мм толщиной стенки 10 мм.

В качестве источника питания используют преобразователь ПСО-500. Сварочный ток составляет для сварки в вертикальном положении 100-130 А, а для нижнего положения 160-200 А.

Результаты испытаний механических свойств наплавленного металла приведены в табл.2.

Из табл.2 следует, что ударная вязкость наплавленного металла при отрицательных температурах увеличивается более чем в два раза, снижая температуру перехода металла шва в хрупкое-состояние.

Электроды с предлагаемым покрытием технологичны в изготовлении, т.е. обеспечивается легкость нанесения обмазочной массы на стержень электрода и обладают хорошими сварочно-технологическими свойствами , представленными в табл.3.

При сварке злектродами с предлагаемым составом покрытий наблюдается улучшенное формирование швов на низких плотностях тока в вертикальном положении, стабильное горение дуги, а также исключается образование козырька.

Изготовление электродов с указанным покрытием не требует изменения известной технологии и может использоваться для широкого внедрения в практику строительно-монтажных организаций.

Формула изобретения

1. Состав электродного покрытия для сварки низкоуглеродистых и низко2683504

легированных сталей, содержащий мрамор, плавиковый шпат, кварц, ферротитан, ферромарганец, ферросилиций, оксалат кальция, отличаю5 щ и и с я тем, что, с целью улучшения сварочно-технологических свойств электродов и снижения температуры перехода металла шва в хрупкое состояние, он дополнительно со10 держит щавелево-кислый щелочной металл, тальк, слюду и лигатуру фторидметалл при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Мрамор48-50

15 Плавиковый

шпат 18,4-22 Кварц3-6

Ферротитан 8-12 Ферромарганец 3-5 20 Ферросилиций 3-5 Оксалат кальция0,25-0,5 Щавелево-кислый щелочной

25 металл0,1-0,2

Слюда1 -3

Тальк0,5-2

Лигатура фторид-металл 3-7

30 2. Состав поп.1,отличающ и и с я тем, что в качестве щевалево-кислого щелочного металла взят щавелево-кислый натрий в количестве 0,1-0,2 мас.%.

35 3. Состав поп.1,отличающ и и с я -тем, что в качестве щавелево-кислого щелочного металла взят щавелево-кислый калий.

4.Состав поп.1,отличаю40 щ и и с я тем, что в качестве лигатуры фторид -металл взята лигатура ра CaFj - Са.

5.Состав, по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что в качестве ли45 гатуры фторид - металл взята лигатуMgF - Mg.

Таблица 1

Таблица .3

Изобретение относится к материалам для. электродуговой сварки и может быть использовано как покрытие электродов для сварки ответственных конструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей, работающих при отрицательных температурах.Целью изобретения является улучшение .сварочно-технологических свойств электродов и снижение температуры перехода металла шва в хрупкое состояние. Сварочно-технологические свойства улучшены за счет введения 0,1 0,2 мас.% щавелево-кислого щелочного металла,1-3 мас.% слюды и 0,52 мас.% талька.Лигатура фторид - металл в количестве 3-7 мас.% улучшает свойства металла шва при низких температурах. Газошлакообразующая ос(Л нова покрытия - мрамор, плавиковый шпат, кварц. Покрытие содержит ферс: росплавы и оксалат кальция. 4 з.п. ф-лы, 3 табл.

Средне-чешуйчатое Стабильное Нет

t

Мелко-чешуйча то е п

Средне-чешуйчатое

t

Есть Нет