Шихта порошковой проволоки Советский патент 1980 года по МПК B23K35/36 

Изобреаениа относится к сварочным материалам к :,ожет быть использовано как наполн:ктель порошкоБЫХ проволок и лант. преднааначекнык§ Д.ПЯ электродуговой сварки без дополнительной зашлты со свободным и. прину,дйтельным фос етроЕ н:-;ем .)1ла малс углерс :«с::ых :-. нй;;:-;олегкроБанныхсталей в р.а личных областях техники. Q Известна ,:г:хта порошковой проволоки, содержащая компоненты, в следующем соотношении вес.%: ПлавиксЕый шлэ-г . Карбонаты Ферромарганец 14,5-36 Железный порошок 1-16 Алюг/нниезый порошок 0, 5-2 Двуокись Ц РКСНИ 1 О,2-0,5 Пятиокись Еькадия 0,3-0,8 Си ли ко к ал ь.п.-;: я Калиево-натриевая 1-1, 7 11 Известная шихт, может применяться ,оля сварки малоуглеродистых и низко- 25 легированных сталей в горизонтальных и вертика-пьных положениях только со свободным формированием, а в сочетании с принудительным фop лиpoвaниeм в вертикальном полокении процесс св ня ко де ко ве фо об го по во ты ко рКи будет нарушаться. Это объястся тем, что в известной шихте ичество газошлакообразующих сожится в количествах 40-89%. Тасодержание их в .шихте в условиях тикальной сварки с принудательным мированием приводит неизбежно к азованию зашлаковин и:переходу дуого процесса в шла.ковый. Наиболее близкой к предлагаемой составу является шихта порошкопроволоки, содержащая компоненв следующем соотношении, вес.%: Плавиковый шпат2,3-2,6 Двуокись титана (рутил) Мраг-юр 0,8-1,6 Вольфрам 0,8-1,3 Ванадий О,3-0,5 Углерод 1,3-1,4 Марганец 1,4-1,8 Кремний 3,4-3,9 Хром 1,7-2,2 Молибден 0,05-0,6 0,03-0,8 Алюминий Остальное 12 Железный порошок Цель изобретения - повышение физихимических свойств шлака при свободном и принудительном формировании и повышение качества наплавленного металла.- Это достигается тем, что предлагаемая шихта дополнительно содержит никель, медь, кварцевый песок, магнезит, алюминиево-магниевую лигатуру кремнистую медь, а-марганец, кремний хром, молибден, титан введены в виде ферросплавов при следующем соотношении компонентов вес.%:

Плавиковый шпат 2-7 ,

Двуокись титана 1,75-7

Мрамор0,75-3

Ферромарганец2,5-4

Ферросилиций0,3-1

Феррохром0,1-0,6

Ферромолибден0,5-1,2

Ферротитан2,5-4

Никель0,01--0,75

Медь.О,05-0J09

Кварцевый песок 0,03-6

Магнезит0,02-0,08

Алюминиевомагниевая лиГатура 0,8-1,8 .

Кремнистая медь0,8-1,5

Железный порошок Остальное

Наличие в шихте феррохрома в количестве 0,1-0,6% позволяет повысить механические свойства сварного шва за счет изменения зерна в процессе первичной кристаллизации сварочной

ванны,Увеличение содержания феррохрома вьпде 0.6% в 0шхте приводит к возрастанию хрупкости в сварных соединениях.

Никель в указанных пределах вво дится в шихту для повышения пластичности и вязкости металла шва.

Ферромолибден обеспечивает хорошу свариваемость и измельчение зерна в процессе кристаллизации малоуглеродистых и низколегированных сталей. Кроме того, ферромолибден способствует выделению карбидов в теле зерна, а это, в свою очередь, повышает прочность стали без изменения ее пластических свойств,. .

Увеличение содержания ферромэлибдена более 1,2 нецелесообразно, так как при данной совокупности ших тойых материалов еварочно-технологические и .качественные характеристини- достатЪчно высокие ггри содержании в шихте Мо до 1,2%.

Кремнистая медь вводится в шихту с целью комплекса .решений

BQ-r epBHx, кремнистая медь в сочетаниу с ферромарганцем является хорошим раскислителем, и оговоренное количество ее в шихте достаточно дпя раскисления металла шва в процессе сварки. Содержание ее

0,8% достаточно для раскисления металла сварочной ванны при свободном формировании и недостаточно при сварке -с принудительным формованием сварочной ванны. Увеличение же содержания кре.мнистой меди до 1,Ь% в |шихте необходимо для раскисления м талла при вертикальной сварке с принудительным формированием. Так, кремнистая медь при содержании ее до 1,5% в шихте способствует повышению предела текучести, увеличение же ее более 1,5% способствует снижению ударной вязкости металла шва. Ь5едь вводится с целью улучшения механических свойств сварных соединений.

Наличие в шихте двуокиси титана повышает сварочно-технологические свойства: улучшается формирование наплавленного металла и резко уменьшается разбрызгивание электродного материала. При содержании в шихте двуокиси титана менее 1,75% требуемый эффект не достигается при сварке в нижнем положении. Содержание в шихте двуокиси титана более 7% ухудшает качество поверхности свар ного шва в вертикальных положениях с принудительным формированием.Кроме того, при наличии в шихте двуокиси титана в указанных пределах в сочетании с плавиковым шпатом в количестве 2-7% способствует связыванию водорода в зоне сварки в термически прочное, не растворимое в металле сварочной ванны соединение HF. Благодаря этому снижается количество водорода, выделяющегося из сварочной ванны в период ее кристаллизации и следовательно, повышается качество шва.

Содержание ферротитана 2,5-4,0% достаточно для раскисления и легирования металла шва титаном и обеспечивает повышение технологической прочности шва без образования трещин. Увеличение ферротитана более 4% Б шихте способствует повышению твердости наплавленного металла и снижению пластических свойств. При содержании ферротитана в шихте менее 2р5% требуемый эффект не достигается Длюглиниево-магниевый порошок применяется для стабилизации процесса горения дуги, способствует мелкокапельному переносу электродного металла и является хорошей газовой защитой дуги. Снижение его менее 0,8% в июхте ухудшает процесс горения дуги, выше 1,8% увеличивает разбрызгивание электродного материала.

Комплексное содержание кварцевого песка, магнезита, двуокиси титана, плавикового шпата и мрамора в указанных соотношениях обеспечивает хорошую газош1лаковую защиту расплавленного металла. Такая газошлаковая образующая основа способствует уменьшению абсорбции водорода, что в свою очередь снижает потенциальное содержание его в порошковых электродах, кроме того, эти газошпакообразующие в сочетании с сильными рас.кислителями, такими как ферросилиций и ферротитан, позволяют предупредить насыщение металла азотом при сварке в горизонтальных и вертикешьных положениях в широком диапазоне режимов

Нижний предел газошлакообразующих. ограничен 5,8%. Такое количество достаточно для защиты сварочной ванны и сохранения высоких сварочно-технологических свойств при сварке в вертикальном положении с принудительным формированием металла шва.При этом сварные швы не имеют зашлаковин, и электрод уговой пр.оцесс не переходит в шлаковый.

Верхний предел газошлакообразующих ограничен 25%. Это оказалось достаОпытные составы шихты, вес.%

точным для защиты сварочной ванны и сохранения высоких сварочно-технологических свойств при сварке в нижнем положении со свободным формированием металла шва,

Из предлагаемой порошковой шихты были изготовлены порошковые электродные ленты сечением 4x20 мм. В качестве оболочки использовалась сталь 08Кп сечением 0,4x22 и 0,4x24 мм. Порошковые ленты изготовлялись на стандартном оборудовании.

Содержание граничных и оптимальных составов шихты в Bec.%i используемой для порошковых лент, при-

s ведены в табл.1.

Лучшим комплексом свойств обладает состав № 5, принятый за оптимальный,

В состав шихты могут быть введены не только ферросплавы, но и лигатуры различных комплексных соединений. Например, вместо ферросилиция и меди ьюжет быть введена кремнистая медь и т.д.

Порошковые электроды из предлагаемого состава могут быть изго товлены на существующем стандартном оборудовании. Состав шихты для порошковых электродов обладает хорошими . сварЪчно-технологическими свойствами, обеспечивает устойчивое горение дуги,

60 хорошее формирование швов, незначительное разбрызгивание электродного металла и легкую отделимость шлаковой корки. Металл швов имеет.вырокую стойкость против- образования

65 трещин о

Формула изобретения

Шихта порошковой проволоки для сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей, содержащая плавиковый шпат, двуокись титана, крамор, марганец, кремний, хром, молибден, титан, железный порошок, отличающаяся тем, что, с целью повышения физико-химических свойств шлака при свободном и принудительном формировании и повышения качества наплавленного металла, шихта дополнительно содержит никель, медь, кварцевый песок, магнезит, апюминиево-магниевая лигатура, кремнистую медь, а марганец, кремний, хром, молибден, титан введены в виде ферросплавов при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Плавиковый шпат2-7

Двуокись титана1,75-7

Мрамор0,75-3 Ферромарганец2,5-4

Ферросилиций0,3-1

Феррохром0,1-0,6

Ферромолибден0,5-1,2

Ферротитан2,5-4

Никель0,01-0,75

Медь0,05-0,09

Кварцевый песок0,03-6 Магнезит0,2-0,8

Алюминиево-магниевая лигатура0,8-1,8

Кремнистая медь 0,8-1,5

Железный порошокОстальное

Источники информации, инятые во внимание при экспертизе

ототип).