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

1

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к материалам, предназначенным для вьтолнения разделительного слоя при сварке биметаллов с хромистым защитным слоем, применяемых в химическом машиностроении.

В сварочном производстве широко известны порошковые проволоки, состоящие из стгшьной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей как легирующие металлические компоненты (хром, никель, марганец, молибден, ферросплав) , так и шлакообразукяцие составляющие.

Известна шихта порошковой проволоки (jQ , содержащая следующие компоненты, вес.%:

6,5-10,0

Рутил

2,5-4,0 Мрамор

2,2-3,8

Плавиковый шпат Марганец метал4,5-7,а лический Хром металличес51,0-56,0 кий

Никель электроли19,5-24,0 тический 0,5-1,5 Гематит 2,8-4,2 Феррониобий

Проволока состава позволяет получить приемлемую устойчивость наплавленного металла к горячим трещинам при сварке аустенитных хрсмоникелевых сталей.

Однако в связи с пониженньм запасом технологической прочности эта проволока непригодна для выпЬлнения разделительного слоя биметалла, так

to как не гарантирует отсутствия в нем горячих трещин. Кроме того, наличие никеля в составе шихты проволоки отрицательно сказывается на коррозионной стойкости швов планирующего слоя 15 в отдельных, например серосодержащкгх, агрессивных средах.

Известна также шихта порошковой проволоки 2 , которая дает наплавленный металл высокой технологической прочности и коррозионной стойко-, сти, содержащая следующие компонеты, вес.%:

Хром металлический 8,2-13

25 Хром азотированный0,1-4 Никель3,2-9,7 Феррованадий 0,1-3

30 Феррониобий 0,08-2

Ферротитан .0,1-4 Ферроалюминий 0,1-3 Ферроиттрий 0,1-0,55 Марганец азотированный0,1-3,6 Кремнефтористый натрий0,3-1 Молибден0,1-4,2 Железный порошок 0,5-10 Малоуглеродистая сталь оболочки Остальное. Однако данная проволока при выполнении разделительного слоя в процессе с&арки биметаллов с покрытием из хромовой стали не гарантирует отсутствие в н&л горячих треошн. Кроме того, проволока предназначена для сварки под флюсом и не обеспечивает надежной газовой защиты сварочной ванны.

Цель изобретения - повышение качества металла шва при выполнении разделительного слоя в процессе сварки биметаллов с хромистым плакирующим покрытием.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве шлакообразукедей составляющей шихта содержит мрамор и плавиковый шпат приследующем соотношении компонентов, вес.%:

Хром металлический 28-32 Марганец металлический 34-38 Мрамор 2,5-4,0 Плавиковый шпат 2,2-3,8 Феррониобий 2,8-4,2 Хром азотированный 5,0-8,0 Иттрий . 1,4-2,6 Железный порошок . Сстальное Мрамор и плавиковый шпат вводят в шихту для обеспечения необходимой защиты при сварке. Нижний предел со( держания мрамора и плавикового шпата составляет 2,5 и 2-,2%, а верхний -4,0 и 3,8%, -что обеспечивает надежную газовую и шлаковую,защиту наплавленного металла.

Феррониобий вводят с целью и ельчения структуры металла шва и за счет формирования высокотемпературных дисперсных йитридных фаз - повышения его стойкости к горячим трещинам. Оптимальная концентрация этого компонента в предлагаемой- шихте составляет 2,8 4,2%. .

Хром металлический вводят в состав , главным образом, для образования необходимой аустенитной структуры сварного шва. Эксперименты пока.зывают, что при любом соотношении остальных компонентов введение хрома ниже 28% дает наплавленный металл с метастабильным аустенитом, распад которого отрицательно сказывается на пластичности. Верхний предел содержания хрома металлического (32%) береся для достижения требуемой микро-. структуры даже в случае ведения сварки на очень жестких режимах - с долей основного малоуглеродистого металла до 20%. Следовательно, содержание хрома металлического изменяют с целью получения швов разделительного слоя с гарантированной микроструктурой и стойкостью к горячим трещинам.

Марганец металлический также, вводят в шихту для обеспечения требуемой структуры с высоким запасом аустенитности. При концентрации марган-ца ниже 34%, как показывают экспери менты, получить требуемую структуру швов не представляется возможным. Превышение же его свыше 38%.не ок зЫвает заметного влияния на свойства шва.

Хром азотированных вводят в шихту для обеспечения аустенитной структуры и сопротивляемости швов к образованию горячих трещин. Такое его воздействие объясняется формированием стабильноаустенитной структуры наплавленного металла и повышением технологической прочности за счет образования высокотемпературны: нитридных фаз, повышения свойств матрицы аустенита, измельчения зерна и дезориентации литой структуры. Многократные опыты показывают, что при введений в шихту хрома азотированного менее 5% (при любом соотношении прочих ингредиентов) не удается получить наплавленный металл с требуемыми свойствами, превышение же его свыше 8% мало сказывается на рассматриваемых характеристиках швов.

Железный порошок является нейтральным компонентом, составлякядим остальную (дополнительную)часть шихты.

Иттрий вводят в шихту для придания сварным швам требуемой устойчивое ти к горячим трещинам.

В таблице представлены составы шихты и завсимость стойкости швов к горячим трещинам от количественного содержания иттрия в этих составах.

Известный

Предлагаемый

2,2 - 4,2