Состав шихты порошковой проволоки Советский патент 1991 года по МПК B23K35/368 

Изобретение относится к сварочным материалам и может быть использовано в отраслях народного хозяйства, где производится сварка или нап- лавка изделий различного назначения, в частности наплавка валков прокатного производства.

Целью изобретения является повыше- .ние качества сварного соединения за счет снижения в металле шва остаточного содержания азота, кислорода, водорода.

Введение в шихту оксида кальция позволяет снизить содержание азота в наплавленном металле, повысить содержание легирующих элементов,способствует стабилизации горения дуги.

Наличие флюорита в составе шихты снижает температуру плавления,уменьшает содержание водорода, а также кислорода и азота в области дуги за счет снижения парциальных давлений этих газов.

Введение фторопласта в состав шихты улучшает процесс шлакообразования и создания газовой защиты сварочной ванны.

В условиях электрической дуги фторопласт диссоциирует с образованием атомарного углерода и газообраз0СО ®

со

ьо.

ьэ

.

ного фтора, которые вступают во вторичные химические реакции.

Атомарный углерод активно взаимодействует с кислородом и оксидом кальция: ,

2С + 0 2СО;

ЗС + СаО

Образующийся оксид углерода предупреждает окисление металла и способствует удалению азота, диффундирующего в пузырьки, образованные этим оксидом, и уносимого ими при кристаллизации металла.

Карбид кальция способствует более полному удалению азота, образуя с ним в условиях электрической дуги цианамид кальция:

СаС + N

CaCN + С.

Давление азота и кислорода в атмосфере сварочной ванны также предупреждает их контакт и взаимодействие с металлом.

Связывание азота в цианамид способствует снижению его парциального давления, предупреждает тем самым образование нитридов металлов.

Все эти процессы обусловливают практически полное связывание азота при достаточном количестве образующегося карбида кальция и обеспечивают ликвидацию негативного влияния азота при кристаллизации металла.

Цианамид кальция уходит в шлак, который в дальнейшем может быть использован для нужд сельского хозяйства.

Часть углерода, образующегося при разложении фторопласта, взаимодействует с кислородом, снижая его содержание в шлаке:

2С + 0 iS 2СЮ; 2СО + 02 2СОг„ } С02 + С Г2СО.

Образовавшийся при диссоциации фторопласта фтор в условиях дуги соединяется с водородом и углеродом:

Нг+ F2:2r2HF; С + Рг 2гСРф.

Фтористый водород, обладая небольшими размерами частиц с быстрой подвижностью и будучи в достаточно высокой концентрации, снижает парциаль

0

5

0

5

0

5

ное давление азота и кислорода в атмосфере сварочной ванны, также предупреждает их контакт и взаимодействие с металлом.

Ферромарганец предназначен для введения марганца в металл шва.Легирование металла шва марганцем обеспечивает получение аустенитно-мартен- ситной матрицы, прочно удерживающей упрочняющую фазу, а также хорошее раскисление металла, отсутствие пор и горячих трещин.

Введение двуокиси титана улучшает технологические свойства,повышает стабильность горения дуги и способствует хорошей отделимости шлаковой корки.

Конкретные составы шихты и результаты исследований приведены в таблице.

Компоненты шихты в определенных количествах перемалывают и тщательно перемешивают до получения однородной смеси. Смесь закатывают в ленту из мягкого железа и в таком виде используют в сварочных работах.

Производилась сварка образцов из стали 3 размером 250x120x5 мм с применением проволоки, приготовленной с различными соотношениями компонентов шихты, на следующих режимах: 1СВ 250А; и. 26В; Н 20 мм; Vсв 40 м/ч. Сварка велась открытой дугой в воздушной среде. Во всех опытах металл шва имел следующий химический состав, мас.%:

Марганец 0,5-0,7

Кремний 0,2-0,3

Углерод 0,15-0,25

Титан 0,05-0,15

Железо Остальное

Основными контрольными показателями качества шва являлись твердость и ударная вязкость металла шва и остаточное содержание в нем азота,кислорода и водорода.

Как показывают результаты иссле- дований, материал, наплавленный порошковой проволокой с указанным составом шихты, имеет более высокие механические свойства.

Использование указанного состава шихты позволяет также уменьшить содержание водорода, кислорода и азота в сварном шве и улучшить процесс шлакообразования при сварке.

Формула изобретения

Состав шихты порошковой проволоки преимущественно для сварки открытой дугой малоуглеродистой и низколегированной сталей, содержащий ферромарганец, диоксид титана, полевой шпат, железный порошок, отличающийся тем, что, с целью повыше- ния качества сварного соединения за счет снижения в металле шва остаточного содержания азота, кислорода, водорода, состав дополнительно содержит оксид кальция, флюорит, фторопласт при следующем соотношении ком- понентов, мас.%:

е

Ферромарганец 4,5-5,0 Диоксид титана 10,0-12,0 Полевой шпат 10,0-12,0 Оксид кальция 5,5-12,5 Флюорит3,0-5,0

Фторопласт 1,1-2,5 Железный порошок Остальное причем соотношение содержания оксида кальция к фторопласту составляет 5:1

Изобретение относится к.сварке, в частности к сварочным порошковым проволокам, применяемым для сварки открытой дугой малоуглеродистых и t низколегированных сталей. Цель изобретения - повышение качества сварного соединения за счет снижения в составе металла шва остаточного содержания азота, кислорода, водорода. Для улучшения процесса шлакообразования и создания газовой защиты сварочной ванны состав шихты содержит фторопласт в количестве 1,1-2,5 мас.%. Для снижения содержания азота в наплавленном металле в состав введен оксид кальция в количестве 9,5 - 10,5 мас.%, причем соотношение содержания оксида кальция к фторопласту составляет 5:1. Состав шихты также содержит (мас.%): ферромарганец 4,5-5,0; диоксид титана 10,0-12,0; полевой шпат 10,0-12,0; флюорит 3,0-5,0; остальное железный порошок, 1 табл. Ј. (Я