Состав присадочной проволоки

(51)5 В 23 К 35/32 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ЧИРИИ тк)ЙЧЧВФЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Тольяттинский политехнический институт(54) СОСТАВ ПРИСАДОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ (57) Изобретение касается сварки серого, ковкого высокопрочного чугунов,йикельаустенитных чугунов специального назначения и чугунов с углеродистыми сталями без предварительного подогрева последних (хоИзобретение относится к сварке серого ковкого высокопрочного чугунов, никельаустенитных чугунов специального назначения и чугунов с углеродистыми сталями без предварительного подогрева последних (холодная сварка) и может быть использовано, для изготовления литосварных конструкций из чугуна, комбинированных деталей из чугуна и стали, в литейном деле и ремонтно-восстановительной практике для заварки дефектов и наплавки преимущественно газовой низкотемпературной пайка-сваркой и электродуговыми способами (ручной, механизированной, автоматической сваркой открытой и закрытой дугой плавящимся электродом, аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом,лодная 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 раскислителем и графитизатором, что приводит к 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. ф удовлетворительно модифицируют сварочную ванну. Удовлетворительная жидкотекучесть сплава достигается при содержании в ПП меди в количестве 10 - 35 мас, ,2 табл.еЬЦель изобретения - повышение качест-, ва сварного соединения,Кремний является более сильным раскислителем по сравнению с марганцем, тем самым он уменьшает склонность наплавленного металла к образованию газовых 4 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:образующийся кремнистый мартенсит более мягкий по сравнению с марганцовистым за счет уменьшения равновесной концентрации углерода в исходном аустените;уменьшается ширина эоны подкалки, поскольку стойкость переохлажденного ,кремнистого аустенита меньше за счет уменьшенияколичества 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 карбидообразователь и элемент, способствующий закалке,Присадочная проволока, содержащая 1,5 - 3,5 окремния, обладает достаточными графитизирующими свойствами и в зоне сплавления не образует карбидной звтектики (отбелг), 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 о ) 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 оуменьшает опасность трещинообраэования 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 РЗМ 0,4 фв наплавленном металле появляются следы перемодифицирования - пластинчатый графит.Оптимальным количеством меди в присадочной проволоке является 10 - 35 о , При меньшем количестве меди сплав являетсямаложидкотекучим, в наплавленном металле образуется много пор. Большое количество меди (40) приводит к расслоению5 жидкостей и может в результате привести котсутствию сплавления.Была выполнена сварка плавлениемпластин размером 110 х 55 х 8 мм изперлитного серого чугуна, Разделку свариваемых10 кромок осуществляли под углом 45 О. Сваркупроводили на весу без предварительногонагрева и беэ перерыва на охлаждение (заодин проход) двумя способами; механизированная плавка плавящимся электродом15 открытой дугой и неплавящимся электродом в среде аргона. Присадочнымматериалом являлась проволока из зкспериментал ьн ых спл а вов.Сварные образцы контролировались по20 макроструктуре на наличие пор и качествосплавления, а микроанализом выявляласьструктура наплавленного металла и переходных зон, а также форма графита в наплавленном металле,25 В табл, 1 приведены составы присадочной проволоки.В табл. 2 приведены результаты металлографического исследования сварныхобразцов (во всех вариантах трещин и не 30 проварсв нет, структура наплавленного металла - однофазная),Из результатов исследований следует,что использование предлагаемого составаприсадочной проволоки позволяет повы 35 сить выход годного изделия за счет снижения доли брака по трещинам при сварке имеханической обработке сварных соединений и ресурс работы сварных изделий эасчет уменьшения возможности внезапного40 хрупкого разрушения при эксплуатации,.Формула изобретенияСостав присадочной проволоки для ручной, механизированной и автоматическойсварки чугуна открытой и закрытой дугой45 без подогрева, содержащий никель, медь,редкоземельные металлы и железо, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышениякачества сварного соединения, состав дополнительно содержит кремний при следу 50 ющем соотношении компонентов, мас,:Никель 60-85Медь 10-35Редкоземельные металлы 0,1-0,4Кремний 1,5-3,555 Железо Остальное.1676774 Таблица 1 Таблица 2 Сплав Сварки Качество сва ного сое инения Основные показателиТвердость, НВ Микроструктура переходной зоныМеханизированная плавящимся электродом открытойдугойТо же Эвтектический графит+ перлит230 280 3 1 Ручная неплавящимся электродом в среде аргона То жеФ Ф Составитель Т.АрестТехред М.Моргентал Корректор Т.Палий Редактор М.Петрова Заказ 3069 Тираж 494 Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 3 6 7 8 235 260 255 250 280 250 230Во всех составах графит глобулярной формы. Эвтектический графит + перлит + феррит То же Эвтектический графит+ перлит Эвтектический графит+ перлит+ феррит То же