Состав присадочной проволоки Советский патент 1991 года по МПК B23K35/32 

Изобретение относится к сварке серого ковкого высокопрочного чугунов, никель- аустенитных чугунов специального назначения и чугунов с углеродистыми сталями без предварительного подогрева последних (холодная сварка) и может быть использовано, для изготовления литосвар- ных конструкций из чугуна, комбинированных деталей из чугуна и стали, в литейном деле и ремонтно-восстанови- тельной практике для заварки дефектов и наплавки преимущественно газовой низкотемпературной пайко-сваркой и электродуговыми способами (ручной, механизированной, автоматической сваркой открытой и закрытой дугой плавящимся электродом, аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом.

Цель изобретения - повышение качества сварного соединения.

Кремний является более сильным рас- кислителем по сравнению с марганцем, тем самым он уменьшает склонность наплавленного металла к образованию газовых пор. Кроме того, кремний оказывает благоприятное влияние на структурно-фазовые превращения в зоне сплавления, уменьшая тем самым хрупкость.

При первичной кристаллизации кремний, являясь графитообразующим элементом, препятствует образованию карбидной эвтектики, уменьшая способность чугуна к отбелу.

В процессе вторичной кристаллизации склонность к подкалке снижается по следующим причинам:

С

VI

Os VI

2образующийся кремнистый мартенсит более мягкий по сравнению с марганцовистым за счет уменьшения равновесной концентрации углерода в исходном аустените;

уменьшается ширина зоны подкалки, поскольку стойкость переохлажденного .кремнистого аустенита меньше за счет уменьшения количества углерода и более слабого влияния кремния на его стойкость;

за счет меньшего количества углерода в исходном аустените и более слабого влияния кремния на понижение мартенситного интервала кремнистый мартенсит образуется при более высоких температурах, что повышает возможность самоотпуска закаленных зон.

Применение кремния совместно с марганцем в присадке не дает удовлетворительного по качеству сварного соединения, так как кремний, являясь более сильным раскислителем, соединяется с кислородом при сварке и уходит из сварочной ванны в виде окисла, а марганец остается в ванне как карбидсобразователь и элемент, способствующий закалке.

Присадочная проволока, содержащая 1,5-3,5% кремния, обладает достаточными графитизирующими свойствами и в зоне сплавления не образует карбидной эвтектики (отбела). Переход углерода из металлической матрицы в графитную фазу понижает одновременно способность чугуна к закаливанию: образования мартенсита в зоне сплавления не происходит, что подтверждается измерениями твердости. Запредельное количество кремния { 4%) приводит к образованию грубых включений первичного графита, что является браковочным признаком.

Отсутствие структурных составляющих с высокой твердостью в зоне сплавления при содержании кремния в присадочном сплаве 1,3-3,5% уменьшает опасность тре- щинообразования при сварке и механической обработке сварных деталей. Кроме того, снижается возможность хрупкого разрушения при работе сварного соединения. Присадочная проволока, содержащая 0,1- 0,4% РЗМ, удовлетворительно модифицирует сварочную ванну. При содержании в проволоке ,4% в наплавленном металле появляются следы перемодифицирования - пластинчатый графит.

Оптимальным количеством меди в присадочной проволоке является 10-35%. При

меньшем количестве меди сплав является маложидкотекучим, в наплавленном металле образуется много пор. Большое количество меди (40%) приводит к расслоению

жидкостей и может в результате привести к отсутствию сплавления.

Была выполнена сварка плавлением пластин размером 110x55x8 мм из перлитного серого чугуна. Разделку свариваемых

кромок осуществляли под углом 45°. Сварку проводили на весу без предварительного нагрева и без перерыва на охлаждение (за один проход) двумя способами: механизированная плавка плавящимся электродом

открытой дугой и неплавящимся электродом в среде аргона, Присадочным материалом являлась проволока из экспериментальных сплавов.

Сварные образцы контролировались по

макроструктуре на наличие пор и качество сплавления, а микроанализом выявлялась структура наплавленного металла и переходных зон, а также форма графита в наплавленном металле,

В табл. 1 приведены составы присадочной проволоки.

В табл. 2 приведены результаты металлографического исследования сварных образцов (во всех вариантах трещин и непроварен нет, структура наплавленного металла - однофазная).

Из результатов исследований следует, что использование предлагаемого состава присадочной проволоки позволяет повысить выход годного изделия за счет снижения доли брака по трещинам при сварке и механической обработке сварных соединений и ресурс работы сварных изделий за счет уменьшения возможности внезапного

хрупкого разрушения при эксплуатации. .Формула изобретения Состав присадочной проволоки для ручной, механизированной и автоматической сварки чугуна открытой и закрытой дугой

без подогрева, содержащий никель, медь, редкоземельные металлы и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения, состав дополнительно содержит кремний при следующем соотношении компонентов, мас.%: Никель60-85

Медь10-35

Редкоземельные металлы 0,1-0,4 Кремний1,5-3,5

ЖелезоОстальное.

Таблица 1

Изобретение касается сварки серого, ковкого высокопрочного чугунов 1 нйкель- аустенитныхчугунов специального назначения и чугунов с углеродистыми сталями без предварительного подогрева последних (холодная сварка). Цель изобретения - повышение качества сварного соединения (СС). Состав присадочной проволоки (ПП), содержащий, мас.%: никель 60-85; медь 10-35; редкоземельные металлы (РЗМ)0,1-0,4; железо остальное, дополнительно содержит 1,5-3,5 мас.% кремния. Кремний в количестве 1,5-3,5 мас.% является сильным раскис- лителем и графитизатором, что приводит отсутствию в зоне сплавления СС отбела и подкалки, а следовательно, к уменьшению опасности трещинообразования при сварке и последующей механической обработке СС. При этом РЗМ в количестве 0,1-0,4 мас.% удовлетворительно модифицируют сварочную ванну. Удовлетворительная жид- котекучесть сплава достигается при содержании в ПП меди в количестве 10-35 мас.%. 2 табл.

Во всех составах графит глобулярной формы.

Таблица 2