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

Изобретение относится к сварке, в частности к составу электродного покрытия, применяемого преимущественно для сварки малоуглеродистой и низколегированной стали. Известны различные электроды покрытия, например состав 1, содержащий компоненты, вес.%: Двуокись .титана 48 Мрамор5 Полевой шпат30 Ферромарганец15 Крахмал2 Однако металл Ава, полученный эти электродом, обладает недостаточной прочностью. Наиболее близким по составу к пре лагаемому является электродное покрытие Г21 содержащее компоненты, вес.%: Гельменитовый концентрат 10-50 Мрамор4-30 Ферромарганец 4-25 Тальк2-20 Ставролитовый концентрат 0,5-15 Каолин1-15 Целлюлоза1-5 Покрытие этого состава технологично в изготовлении, позволяет производить сварку на переменном токе. Недостатками известно электродного покрытия являются низкое и нестабильное значение ударной вязкости металла шва, особенно при отрицатель- ных температурах, чувствительность к концентраторам напряжений, например, острьгм надрезом, а также недостаточно большой диапазон сварочных токов и плохая отделяемость шлака с поверхности корневого Слоя шва. Указанные недостатки не позволяют применять его при сварке корневого слоя шва трубо- : проводов, а для сварки тонкого металла требуется изготовление электродов малых диаметров 2-3 мм, которые нетехнологичны в изготовлении. Цель изобретения - создание такого электродного покрытия, содержащего в

.качестве основы ильменитовый концентрат, мрамор, ферромарганец, полевой шпат каолин,целлюлозу,которое обеспечило б высокую ударную вязкость металла шва, стойкость к концентраторам напряжений более широкий диапазон сварочных токов и легкую отделяёмость шлака с поверхности корнезого шва в сравнении с известными покрытиями.

Для достижения указанной цели соетав электродного покрытия дополнительно содержит окислы редкоземельных металлов и ферросилиций соответственно, при следующем соотношении компонентов, Bec,%J Мрамор 5-15. Полевой птат 10-18 Каолин . 5-12 Ферромарганец 12-18 Целлюлоза 1-2 Окислы редкоземельных металлов 1-10 Ферросилиций , 0,5-6. Ильменитовый концентрат Остальное, Кроме того, в состав покрытия может быть введен железный порошок 10-30 вес.%.

Введение окислов редкоземельных металлов позволяет значительно расширить диапазон сварочных токов, применяемых для сварки более тонкого металла.

В металле шва редкоземельные металлы, изменяя форму неметаллических включений (из остроугольной в глобулярную) , способствуют значительному улучшению механических свойств, особенно повышению ударной вязкости металла шва и уменьшению чувствительности к концентраторам напряжений.Им гексогональную кристахшическую решетку, окислы редкоземельных металлов уменьшают химическое сцепление шлака с поверхностью шва и тем самым улучшает отделяёмость шлаковой корки, что особенно важно при сварке корневых слоев шва. Для повьшгения производительности наплавки в состав покрытия может быть введен железный порошок в количестве 10-30 вес.%.

Применение ферросилиция в качестве раскислителя позволяет кроме раскисления улучшить физико-химические свойства шлака (снизить поверхностное натяжение шлака и. следовательно, улучшить кроющую способность его

Таким образом, при введении в состав покрытия окислов редкоземельных металлов достигается значительное повьш1ение механических свойств метал ла шва и улучшение сварочно-технологических свойств электродов.

Дл5 получения покрытия подготовлено шесть рецептур, приведенных в табл.1.

Таблица 1

Ильйенитовьш

концентрат

Мрамор

Ферромарганец

Полевой шпат

Каолин

Ферросилиций

Железный порошок

Окислы редкоземельных эЛементов

Целлюлоза

30 5

50

5

14

10

5

4

10

8 1

I

В качестве связующего при изготовлении электродов используется жидл кое. калиево-натриевое стекло с модулем 2,7-2,9.

Покрытие наноситсяна металлические стержни из проволоки Св-08 способом- опресоовки. Содержание концентрата окислов редкоземельных элементов в покрытии в количестве 3-8 вес.% является оптимальным. Уменьшение содержания концентрата окислов редкоземельных элементов менее 3 вес.% недостаточно улучшает горение сварочной дуги, а содержание более 8% ухудшает кроющую способность шлака. СоИзготовлена опытная партия элект дов со сл:едующим содержанием компонентов, вес.%: Ильменитовый концентрат 45 Мрамор7 Ферромарганец15 Полевой шпат16, Ферросилиций2 Каолин10 Окислы редкоземельных компонентов3 Целлюлоза1,5 Электроды диаметром 4 мм с указа .ным покрытием обеспечивают следующи механические свойства металла шва и сварного соединения в состоянии после сварки при нормальной темпера турегпредел прочности 48,0-55,0кгс/ относительное удлинение 18,0-28,0 ударная вязкость 10-13 кгс-м/см . Выполненный электродами металл шва при испытании образцов типа IX по ГОСТ 6996-66 имеет ударную вязкость 2,0-3,5 кгс-м/см при минус

держание ферросилиция .1-3 вес.% наиболее рационально, так как при содержании менее 1 вес.% металл шва мало раскислен, а содержание более 53 вес.% способствует значительному переходу кремния в металл, что снижает ударную вязкость металла шва. Содержание железа менее 10 вес.% мало изменяет коэффициент наплавки, а

10 более 30 вес.% затрудняет проведение сварки в положения х, отличных от нижнего..

Мех&ническиеи сварочно-технологические свойства элект)одов диамет-:

15 ром 4 мм приведены в табл.2.

Таблица2

тельная 40 С, т.е. металл шва мало чувствителен к концентраторам напряжений. Диапазон сварочных токов составляет 900-200 А. Электроды с покрытием данного состава технологичны в изготовлении, т.е. обеспечивается легкость нанесения обмазочной массы на стержень электрода, и обладают хорошими сварочно-технологическими свойствами, позволяют производить сварку на переменном токе, обеспечивают легкую отделяемость шлака и хороший внешний вид швов, имеют повьш1енный диапазон сварочньпс токов. Металл ива мало склонен к образованию пор при колебании длины дуги при сварке по окисленной и загрязненной поверхности, при увлажнении покрытия. Изготовлёние электродов с предлагаемьм покрытием по сравнению с изрггстными не требует изменения существующей технологии. Кроме того, покрытие не содержит дефицитного рутила, а замена его ильменитом позволяет получить при соответствующем увеличений коэффициента наплавки и расширение диапазона сварочных токов. Формула изобретения Состав электродного покрытия, преимущественно для сварки малоуглеродистой низколегированной стали, содержащий гельменитовьй коЩёнтрат, мрамор, полевой шпат, каолин, ферромарганец и целлюлозу, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения ударной вязкости металла шва при отрицательных температурах, он дог полнительно содержит окислы редкоземельных металлов и ферросилиций, при следующем соотношении компонентов, вес.%: 841873 5 10 при 15 сва кни № 4 (пр 8 Мрамор..5-15 Полевой шпат10-18 Каолин5-12 Ферромарганец12-18 Целлюлоза 1-2 Окислы редкоземельных металловI -10 Ферросилиций0,5-6 Ильменитовый концентрйтОстальноеИсточники информации, нятые во внимание йри экспертизе 1. Давьщенко И.Д. Справочник по рочным электродам. Ростовское, жное изд-во. 1961, с.61. 2. Авторское свидетельство СССР 50676, кл. В 23 К 35/365,08.02.73 ототип).