Состав керамического стержня для механизированной электродуговой сварки Советский патент 1988 года по МПК B23K35/36 

(21)4116842/40-27

(22)24.06.86

(46) 30.04.88. Бюл. № 16

(72) В. С. Есипенкр, В. П. Баринов,

Г. Г. Скорин, И. Н. Гейнрихс и Ю. Н. Алешин

(53)621.791.04(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 210976, кл. В 23 К 35/36, 1966.

Авторское свидетельство СССР № 433987, кл. В 23 К 35/36, 1973.

(54)СОСТАВ КЕРАМИЧЕСКОГО СТЕРЖНЯ ДЛЯ Л ЕХАНИЗИРОВАННОЙ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ

(57)Изобретение относится к сварочному производству, а точнее к составам керамических стержней, предназначенных для механизированной электродуговой сварки, и может быть использовано при изготовлении металлоконструкций и ремонте отливок из углеродистых и низколегированных сталей.

Цель - повышение сварочно-технологичес- ких свойств стержней и качества наплавленного металла. Введение в состав керамического стержня эгирина в количестве 6-19 мас.%, химическая ф-ла -

Ca(MFeAl)(SLAi)2Oe,

позволяет повысить стабильность горения дуги, получить высокотехнологичное в изготовлении покрытие, обладающее высокой прочностью и влагостойкостью при транспортировке и д.тительном хранении керамических стержней и обеспечиваюш.ее гарантируемый химический состав и механические свойства металла шва. Состав керамического стержня также содержит, мас.%: мра.мор 40-58, плавиковый шпат 5-14, ферромарганец 5-13, ферросилиций 9-20, графит серебристый I-3, глыбу силиката натрия -2, карбоксилметилцеллюлозу I-3. 3 табл.

S

сл

со со

00 4 СЛ

Изобретение относится к сварочному производству, а точнее к составам керамических стержней, предназначенных для механизированной электродуговой сварки, и может быть использовано при изготовлении металлоконструкций и ремонте отливок из углеродистых и низколегированных сталей.

Целью изобретения является повышение сварочно-технологических свойств стержней и качества наплавленного металла.

Мрамор и плавиковый шпат введены в состав керамического стержня как газошла- кообразующие компоненты, содержание компонентов (мрамор 40-58 мас.% и плавикового шпата 5-14 мас.%) определяет надежность заш,иты наплавленного металла от окружаюш,его воздуха. Повышение содержания мрамора больше указанного приводит к выделению большого количества газов и затруднению управлением процессом, при уменьшении содержания мрамора резко снижается защита сварочной дуги от окружаю- ш,его воздуха. Увеличение содержания плавикового шпата приводит к повышенному образованию трудноудалимого шлака, уменьшение этого содержания вызывает снижение количества шлака, необходимого для защиты наплавленного металла в процессе сварки.

Ферромарганец и ферросилиций - основные источники кремния и марганца, осуществляющие легирование металла шва. Повышение содержания этих компонентов ведет к увеличению Si и Мп в металле шва и к охруп- чиванию и снижению прочностных характеристик металла шва. Уменьшение содержания ферромарганца и ферросилиция приводит к неполному легированию наплавленного металла и снижению его качества. Графит присутствует в составе покрытия как раскислитель и источник углерода в металле шва, указанное соотношение определяет оптимальное содержание углерода в наплавленном металле. Увеличение или уменьшение этого соотношения ведет к изменению качества металла шва и ухудшает его способность подвергаться закалке.

Введение в состав покрытия эгирина, химическая формула которого

Ca(MgFeA)(SiAl)206,

позволяет значительно повысить полноту протекания окислительно-восстановительных процессов в сварочной ванне. Содержание в эгирине окислов кремния до 50% позволяет обеспечить надежную шлаковую защиту жидкого металла и тем самым снизить содержание в покрытии плавикового шпата.

Образующиеся высокотехнологические щлаки хорощо смачивают наплавленный металл, очищая его от различных примесей, легко всплывают наверх, образуя легкоотделимую шлаковую корку и обеспечивая требуемый химический состав металла.

5

Содержание в эгирине значительного количества окислов, причем более 10% окислов щелочно-земельных металлов, позволяет повысить стабильность горения дуги в процессе сварки. Значительная прочность зерна

эгирина и низкое содержание влаги как кристаллизационной,так и гидроскопической позволяет при его использовании сохранить эти качества и в покрытии, что дает возможность получить высокотехнологичное

0 в изготовлении покрытие, обеспечивающее гарантированный химический состав и механические свойства металла шва, способного подвергаться закалке, а также обладающее высокой прочностью и влагостойкостью, что особенно важно при транспортировке и длительном хранении керамических стержней.

При увеличении содержания эгирина создаются трудности для наблюдения и управления за процессами, протекающими в сварочной ванне, а также образуется большое количество щлака, создающее трудно- удалимую шлаковую корку.

При уменьшении содержания эгирина не обеспечивается полнота протекания окислительно-восстановительных процессов в сва- 5 рочной ванне и требуемый химический состав наплавленного металла не достигается.

Глыба силиката натрия и карбоксилме- тилцеллюлоза в указанных пределах обеспечивают необходимые пластические свойства обмазочной массы при выпрессовке.

Для проведения исследований были изготовлены керамические стержни трех состав со следующими содержанием компонентов мас.%:

0

0

35

В качестве связующего применялось ка- лиево-натриевое жидкое стекло. Опрессовка выполнялась на электродообмазочном прессе. Армировка керамических стержней осуществлялась проволокой св. 08 диаметром 5 мм.

При плавлении керамического стержня диаметром 15 мм со сварочной проволокой марки св. 08Г2С образуется наплавленный металл.

Механические свойства наплавленного металла приведены в табл. 1.

Химический состав наплавленного металла приведен в табл. 2. Режим сварки:

Ток сварки, А420-450 Напряжение на дуге, В32-34 Скорость подачи проволоки, м/мин3,8-4,5 Вылет электродной проволоки, мм15

Сварка производилась с использованием источника питания типа ЕС-600 и полуавтомата ПС-2.

Сварочно-технологические свойства керамического стержня представлены в табл. 3.

Таким образом предложенный керамический стержень для механизированной электродуговой сварки по сравнению с известными образцами аналогичных стержней позволяет повысить качество наплавленного металла и имеет высокие сварочно- технологические свойства.

Формула изобретения

Состав керамического стержня для механизированной электродуговой сварки, содержащий мрамор, пловиковый шпат, глыбу силиката натрия, карбоксиметилцеллюлозу, отличающийся тем, что, с целью повышения сварочно-технологических свойств стержня и качества наплавленного металла, состав дополнительно содержит ферромарганец, ферросилиций, графит серебристый и эгирин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Мрамор40-58

Плавиковый шпат5-14

Ферромарганец5-13

Ферросилиций9-20

Графит серебристый1-3

Эгирин6-19

Глыба силиката натрия1-2 Карбоксилметилцеллюлоза 1-3

Таблица 1

Таблица2

25

ТаблицаЗ