Состав электродного покрытия Советский патент 1981 года по МПК B23K35/365 

1

Изобретение относится к сварке, в частности к сварочным материалам, а именно к электродным покрытиям для ручной электро дуговой сварки металлоконструкций из углеродистых и низколегированных конструкционных сталей.

В сварочном производстве известны рутиловые электроды с покрытием, в состав которого входит одним из основных компонентов слюдяной мусковитовый концентрат, например, покрытие 1 следующего состава, вес. 7о.

Рутил35-45

Мрамор8-13

Ферромарганец12-15

Целлюлоза2

Полевой шпат

(или нефелин)2-5

Слюда мусковит20-25

Сварочные электроды с покрытием приведенного состава обладают хорошими сварочно-технологическими свойствами, технологичны в изготовлении, однако чувствительны к удлинению дуги и, кроме того, в срставе покрытия содержится в значительных количествах дорогой и дефицитный материал - мусковит.

Наиболее близким из этой группы покры тий к предложенному является электродное покрытие 2, содержащее следующие компоненты, вес. %:

Рутил43-50

Магнезит,13-15

Ферромарганец12-13,5

Железный порошок15,5

ГематитО-4

Целлюлоза2

Слюда - мусковит7-12

Наряду с высокими сварочно-технологи0ческими свойствами электродов с покрытием приведенного состава (стабильным горением дуги, незначительным разбрызгиванием и хорошим формированием шва) эти электроды имеют ряд недостатков, а именно склонность к пористости даже при кратко временном удлинении дуги и при сварке на плотностях тока выше 17,5 А/мм (220 А для электрода диаметром 4 мм). Кроме того, в составе покрытия содержится слюда - мусковит, являющаяся дорогим и дефицитным материалом.

Цель данного изобретения - создание электродного покрытия рутилового типа, которое при сохранении высоких сварочнотехнологических свойств, позволяло бы устранить пористость при сварке на длинной дуге и при сварке на форсированных режимах, .а также не содержало бы в своем составе дифицитных компонентов. Для достижения указанной цели электродное покрытие, в состав которого входит рутил, карбонат металла,, ферромарганец, железный порошок и целлюлоза дополнительно содержит лепидолитовый концентрат при следующем соотношении компонентов, вес /оКарбонат металла5- 15 Ферромарганец10-15 Железный порошок10-120 Целлюлоза1-3 Лепидолитовый концентрат 10-25 РутилОстальное В качестве карбоната состав покрытия может содержать магнезит или кальцит, или сидерит. Допускается частичная замена дефицитного и дорогостоящего рутила на каолин, в количестве 5-14 вес.%, причем соотношение каолина к рутилу в этом случае должно быть взято в пределах 0,1 -10,5. Лепидолитовый концентрат, химическая формула которого KZiAl ЗцО ()j в отличие от принадлежащего к подгруппе алюминиевых слюд мусковита, относится к подгруппе литиевых слюд и содержит помимо общих для них окислов кремния, алюминия, железа, магния и калия окислы кальция, натрия и лития. Причем общее содержание в нем окислов щелочноземельных металлов составляет 19,75% против 11,8% у мусковита. Кроме того, лепидолит содержит в своем составе 8,7% фтора, отсутствующего в мусковите, что в значительной мере снижает чувствительность покрытия к пористости при кратковременном удлинении дуги. Высокое, содержание щелочноземельных металлов увеличивает стабильность горения дуги электродов с таким покрытием и способствует укреплению капель электродного металла, что дает возможность вести процесс сварки на токах плотностью до 22,5 А/мм (280 А для электрода диаметром. 4 мм) без опасности образования пор. Литий, содержание которого в лепидолите составляет 2,7% оказывает модифицирующее воздействие на наплавленный металл и улучшает свойства щлака, что дает возможность частичной замены дефицитного щлакообразующего - рутила на каолин. На стандартном оборудовании и по принятой технологии были изготовлены пять вариантов электродов с предлагаемым покрытием. Состав покрытий приведен в таблице.

50

Рутил

При нанесении покрытия указанного состава на электродные стержни в качестве связующего применяли калиево-натриевое или натриево-калиевое жидкое стекло в количестве 20--30% к весу сухой шихты. При опрессовке экспериментальных партий отмечалось положительное влияние добавок ле35

40

37 30

пидолитового концентрата в составе покрытий на технологичность изготовления элект.дов.

Испытания показали, что электроды обладают хорошими сварочно-технологическими свойствами, в шве отсутствуют поры и другие несплощности. Предел прочности

наплавленного металла экспериментальных партий составлял 47,3-50,5 кгс/мм, относительное удлинение ,6%, ударная вязкость 10,6-14 кгс-м/см, т. е. все партии соответствовали требованиям, предъявляемым к наплавленному металлу электродов типа Э4б. Таким образом, введение в состав покрытия лепидолитового концентрата, а также частичная замена рутила каолином позволяет сохранить высокое качество наплавленного металла, в том числе при сварке на удлиненной дуге, обеспечить высокую пластичность обмазочной массы, превышающую при прочих равных условиях пластичность, получаемую при введении в состав покрытия мусковита.

В то .же время введение лепидолитового концетрата и каолина позволяет снизить содержание в покрытии дефицитных компонентов и понизить стоимость покрытия.

Формула изобретения

Карбонат металла5-15 .

Ферромарганец10-15

Железный порощок10-20

Целлюлоза1-3

Лепидолитовый концентрат 10-25 РутилОстальное

компонент, выбранный из группы: магнезит, кальцит и сидерит.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР

№ 4Х)4592, кл. В 23 К 35/365, 30.04.71.

2. Авторское свидетельство СССР № 168816, кл. В 23 К 35/365, 19.06.62 (прототип).