Состав электродного покрытия Советский патент 1990 года по МПК B23K35/365 

Изобретение относится к сварке, в частности к составам электродных покрытий, предназначенных для сварки в различных пространственных положениях изделий из низкоуглеродистых и низколегированных сталей.

Цель изобретения - повышение линейной скорости сварки за счет осуществления процесса способом сверху вниз при одновременном обеспечении гарантированного обратного валика при сварке во всех пространственных положениях.

Для осуществления возможности сварки способом сверху вниз при одновременном достижении проплавления свариваемых кромок с образованием равномерного обратного валика первостепенное значение нмепт Лирические свойства сварочных штаков, позволяющие удерживать сварочную ванну в различных пространствеНРЫХ положениях при сварке на -спуск.

Необходимо, чтобн эчек грод облч- дал запасом техно-пгт чногтп, который определяется, наприм.5;-. тзнос г.ю

1 расхарактеристическои вязкости 4 плава спарпчного шлака и покрытия эчектрода, которая должна быть свыше 0,5 Па-с в точке перегиба кривой, построенной в координатах логарифм вязкости () - величина, обратная

температуре (--- ), как функция 1пч

-f(-i-)

Т ;

Необходимый запас технологичности электрода обеспечивается введением в состав покрытия железного порошка в определенном соотношении с мраморо и плавиковым шпатом. елезный порошо снижает вязкость расплава покрытия электрода в характеристической точке В процессе сварки происходит перераспределение железного порошка. При этом вязкость расплава образующегося сварочного ылака повышается по сравнению с вязкостью покрытия.

Кроме того, железный порошок в составе покрытия электрода, связывая охлаждающее действие на сварочную ванну, способствует образованию равномерного обратного валика при сварке сверху вниз корневого слоя шва стыковых соединений, а определенное его соотношение с мрамором и плавико вым шпатом - стойкость против порообразования п металле шва. Введение в состав покрытия алюмосиликата в виде слюды-мусковит в определенном соотношении с раскисляющими и леги рующими компонентами повышает пластичность обмазочной массы покрытий электродов, облегчает отделимость шлака от металла шва, В качестве раскисляющих и легирующих компонентов использованы ферросилиций, ферромарганец и ферротитан.

Порошки указанных составов смешивали в смесителе с жидким стеклом до получения однородной обмазочной массы. Обмазочную массу наносили на проволоку Св08А диаметром 3,0 мм. Толщина покрытия на сторону составляла 0,9 мм. Изготовленные таким образом электроды подвяливали на воздухе

при комнатной температуре, а затем прокаливали при 350°С в течение 1 ч.

В табл.1 приведены примеры 15 конкретных составов шихты покрытий электродов, а в табл.2 - результаты испытании этих партий.

Испытания проводили при сварке стыков труб диаметром 14,20x15,7 мм в нижнем, нергтальном и потолочном

10

5 0

5 0, 5 0

5

(

5

положениях. Величина тока при сварке составляла 90-120 А, а величина зазора в стыке и притупления кромок соответственно 2,5-3,0 мм и 1,0- 1,5 мм.

Электроды указанных составов испытывали при сварке способом сверху вниз.

Отделимость шлаковой корки оценивалась на маятниковом копре. Рпя этого по специальным образцам, в узкую разделку которых предварительно наплавляют валики, маятником наносят удар с дозированной энергией, равной во всех случаях 0,4 кгс-м. Степень отделимости шлака определяли по отношению площадей откола шлаковой корки с наплавленного валика к общей (площади наплавки.

Как следует из табл.1 и 2, партия электродов 1-5 как по количеству каждого из составляющих шихты покрытия, так и по отношению содержаний компонентов покрытия, обеспечивает тот запас технологичности, который определяет возможность сварки сверху вниз и Лормирование обратного валика с усилением 0,7-1,4 мм. Металл шва при этом не имел пор. Партии электродов 6-9 находятся вне пределов состава по двум, а в партии 6 трем признакам - содержанию основного компонента покрытия - мрамора и по одному из соотношений между составляющими шихты покрытия - мрамора к железному порошку или железного порошка к плавиковому шпату. При этом не обеспечивается требуемый запас технологичности и при сварке электродами партий 6 и 7 сварка способом сверху вниз затруднена, так как шлак затекает под дугу. Испытания партий электродов 8 и 9 показали принципиальную возможность сварки сверху вниз, хотя запас технологичности электродов менее . 0,5 Па«с, однако при этом не наблюдается полное проилавление сваривае- мых кромок с образованием обратного валика и корневой шов имеет ослабление величиной 0,5-0,4 мм. Во всех швах, сваренных электродами партий 6-9, наблюдали поры.

В партиях электродов Ю-13 нарушены, т.е. находятся вне пределов указанного состава четыре признака - содержание мрамора, дечезного порошка или плавикового пплта, соотношение между мрамором и порошком

5154099

и между железным порошком и плавиковым шпатом. При этом сварка способом сверху вниз электродами этих партий практически невозможна, металл шва s имеет поры, отделимость шлака с корневого слоя затруднена (отношение площади отколов шлаковой корки к общей площади наплавки составляет 0,61- 0,86).10

При сварке сверху вниз партиями электродов 14 и 15, в которых вне границ данного состава находится только отношение суммарного содержания легирующих и раскисляющих компонен- 15 тов к слюде-мусковиту, обратный валик формируется, поры в металле шва отсутствуют, однако отделимость шлака по сравнению с партиями 1-5 хуже.

Таким образом, данные табл.1 и 2 20 позволяют заключить, что состав покрытия электродов в указанных пределах, обеспечивает возможность сварки сверху вниз с образованием обратного валика, что исключает необходимость 25 подварки изнутри. При этом электроды обеспечивают значительно более высокую линейную скорость сварки, чем известные при сварке способом снияу вверх, о чем свидетельствуют данные 30 табл.3.

Табл.3 составлена по результатам хронометража времени сварки пятью партиями электродов с 1-5 согласно табл.1.35

Как следует из табл.3, электроды с данным покрытием при сварке во всех пространственных положениях позволяют повысить линейную скорость сварки на 33-100%.40

1«

Формула изобретения

1. Состав электродного покрытия для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей, содержащий мрамор, плавиковый шпат, раскисляющие и легирующие компоненты (ферросилиций, ферромарганец, ферротитан), железный порошок и слюду-мусковит, отличающийся тем, что, с целью повышения линейной скорости сварки путем осуществления процесса способом сверху вниз при одновременном обеспечении гарантированного обратного валика при сварке во всех пространственных положениях, в составе отношение содержания мрамора к железному порошку, железного порошка к плавиковому шпату и суммы раскисляющих и легирующих компонентов к слюде-мусковиту взято в пределах 2,7...3,7 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Мрамор52-54

Железный порошок 14-20 Плавиковый шпат 4-7 Слюда-мусковит 4-8 Раскисляющие и легирующие компоненты (Ферросилиций , ферромарганец, ферротитан) 15-22 2. Состав поп.1,отлича- ю щ и и с я тем, что отношение Ферросилиция к ферротитану и ферросилиция к ферромарганцу находится в пределах 4,0...5,3.

Мрамор (карбонат кальция) Железный порошок

Плавиковый шпат (фторид кальция) Слюда-мусковит Сумма раскисляющих и легирующих компонентов

в том числе: ферросилиция ((FeSi) ферромарганца (FeMn) ферротитана (FeTi) Отношения: Мрамор

Железный порошок Железный порошок

Плавиковый шпат Раскисляющие и легирующие комдо- не нты

Ф

1 Слюда FeSi

FeMn FeSi

FeTi

53,054,052,052,054,051,055,055,055,055,046,551,0

18,020,014,019,015,,017,514,0 13,014,023,024,0

6,07,04,05,55,56,07,04,04,53,511,56,0

5,04,08,06,06,55,05,07,06,07,04,04,0

51,053,053,0

13,018,018,0

7,06,06,0

8,07,04,5

17,5 15,0 22,0 17,5 14,0 15,0 15,5 20,0 16,5 20,5 15,0 15,0 23,0 16,0 18,5

1210,516,012,013,010,510,514,011,514,510,010,0

32,53,03,03,02,52,53,02,53,02,52,5

2,52,03,02,53,02,02,53,02,53,02,52,5

2,92,73,72,73,62,23,13,93,13,02,02,1

3,02,93,53,62,73,32,53,54,04,02,04,0

3,23,72,82,92,92,23,12,92,82,93,73,7

4,04,25,34,04,3 4,24,24,74,64,84,04,0

4,85,25,34,84,35,24,24,74,64,34,04,0

16,0 11,0 12,5

Г а о л н ц а 2

Изобретение относится к области сварки, в частности к составам электродных покрытий, предназначенных для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей во всех пространственных положениях, и позволяет повысить линейную скорость сварки за счет осуществления процесса способом сверху-вниз при одновременном обеспечении гарантированного обратного валика при сварке во всех пространственных положениях путем задания определенного соотношения между компонентами электродного покрытия, содержащего мрамор, плавиковый шпат, железный порошок, слюду-мусковит, раскисляющие и легирующие компонеты (ферросилиций, ферромарганец, ферротитан). В составе покрытия отношение содержания мрамора к железному порошку, железного порошка к плавиковому шпату и суммы раскисляющих и легирующих компонентов к слюде берется в пределах 2,7 - 3,7, а отношение ферросилиция к ферротитану и ферросилиция к ферромарганцу находится в пределах 4,0 - 5,3. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Редактор Л.Зайцева

Составитель К.Иванова

Техред Л.Сердюкова Корректор В.Кабаций

Заказ 251

Тираж 647

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное