Способ сварки открытой дугой

(51)5 В 23 К 9/ САНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕЛЬСТВ АВТОРСКОМУ СВургии итных 78. еской ием, - . сновы металл ктивных защ ение, 1972, с гия электрич вов плавлен 74, с, 716. ТКРЫТОЙ ДУГОЙсится к сварочномубыть использовановке крупногабаритСВАРКИ О ение отно и может или напла(54) СПОСО (57) Изобре производст при сварке(графит) ных меном со" ванны и,состояуглерод оземел гирова рочной ктивном ОСУДАРСТВ Е ННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР(56) Новожиловдуговой сваркигазах, - М.: МашиПатон Б.Е. Тсварки металловМ.; Машинострое Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства, где производится сварка ответственных металлоконструкций или при восстановлении методом наплавки крупногабаритных иэделий, например спорных валков прокатных станов, роликов машин непрерывного литья и др,Цель изобретения - повышение ударной вязкости и пластичности сварного шва путем связывания азота и кислорода.Способ осуществляют следующим образом.При дуговой сварке голой электродной проволокой в открытую дугу вводят оксиды кальция и углеродсодержащие вещества. В качестве углеродсэдержащего. материала в горящую дугу можно вводить графит в количестве, меньшем количества оксида кальция в 8-12 раз, или полиэтилен в количестве,ных изделий. Цель изобретения - повышение ударной вязкости и пластичности сварного шва. При сварке открытой дугой с использованием голой или порошковой проволок в горящую дугу вводят оксиды каль. ция и углеродсодержащие материалы. В качестве углеродсодержащего материала в горящую дугу можно вводить графит в количестве, превышающем количество оксида кальция в 8 - 12 раз, или полиэтилен в количестве, превышающем количество оксида кальция в 6 - 12 раз, или фторопласт в количестве, превышающем количество оксида кальция в 5 - 12 раз. Способ исключает необходимость изготовления специальных проволок и расход дорогостоящих легирующих металлов, 3 з.п, ф-лы. меньшем количества оксида кальция в 6-12 раз, или фторопласт в количестве, меньшем количества оксида кальция в 5-12 раз, За счет высокой температуры в реакционной зоне дуги и сварочной ванны идут эндотермические реакции образования карбидов металлов.Образующиеся карбиды, обладая высоким средством к азоту, взаимодействуют с ним, образуют цианамиды щелочноземельных металлов, всплывающие иэ расплава на поверхность в виде шлаковой корки. Этим обеспечивается удаление азота, а также кислорода и уменьшается насыщение углеродом металла шва,При температуре дуги и частицы оксидов щелочн аллое находятся в диспе тоянии на поверхности св удучи в этих условиях в ании, легко вступают во взаимодействие собразованием новых соединений;2 СаО+ 5 С = 2 СаСг+ С 02:2 МдО+ 5 С = 2 МдСг+ СОг,В условиях горящей дуги карбиды существуют также в диспергированном состоянии и поэтому не попадают в расплав, както случается при использовании твердых,карбидов, обладающих высокими температурами плавления и значительной плотностью.Диспергированные карбиды при температуре дуги легко взаимодействуют как скислородом, так и с азотом2 СаСг + 302 = 2 СаО + 4 СО; 152 МдС 2+ 302 = 2 Мдо+ 4 СО;и СаС 2+ М 2 = СаСИ 2+ С;МдС 2+ й 2 = МдСЙ 2+ С.Образующиеся цианамиды кальция имагния всплывают на поверхность расплава 20и переходят в шлак, а элементарный углерод и часть углерода из графита окисляются2 С+ 02 = 2 СООбразование пузырьков оксида углерода способствует дополнительному удалению азота, так как он легко диффундируетвнутрь этих пузырьков и уносится ими изатмосферы ванны.Вследствие химических процессов, иду, щих параллельно, а также процессов испарения и вторичных химических процессовмежду продуктами реакции существуют определенные соотношения между содержа нием оксидов щелочноэемельных металлови графитаобеспечивающие минимальное 35остаточное содержание азота и кислорода вметалле шва.При введении в дугу полиэтилена происходит его диссоциацияСгН 4 -+2 С+ 2 Н 2. 40Образующий углерод, будучи практически в атомарном состоянии, вступает в реакции с оксидами щелочноземельныхметаллов, как это происходит в случае с графитом, Аналогично же проходят процессы с 45азотом и кислородом.Выделяющийся водород снижает парциальное давление азота и кислорода подсварочной ванной и в высокотемпературнойобласти, находясь в атомарном состоянии, 50может вступать во взаимодействие с азотом,Й 2+ 6 Н = 2 ЙНЗ.Этот процесс также способствует удалению азота. 55 Введение фторопласта обуславливает процессы, сходные с описанными случаями с графитом и полиэтиленом. При температуре дуги тетрафторид углерода диссоциирует СЕ 4 + С+ 2 Е 2Углерод вступает во взаимодействие с оксидом кальция, как это происходит в случае с полиэтиленом. В условиях дуги фтор существует в атомарном состоянии и может взаимодействовать с водородом,. всегда присутствующем в атмосфере сварочной ванны, а также в диссоциированном состоянииН 2+ 2 Е = 2 НЕ,Образующийся.при этом фтористый водород в значительной степени снижает парциальное давление азота и водорода, уменьшая вероятность попадания их в металл сварного шва.Фтор также может взаимодейстовать с оксидом кальция.СаО+ Ег = СаЕ 2+ 02;2 СО+ 02 = 2 СО 2.Образующийся фторид кальция улучшает смачиваемость стали.П р и м е р 1. Проводили сварку пластин из стали 3 сварочной проволокой Св - 08 диаметром 1,6 мм с одновременной подачей в сварочную ванну шихты, состоящей из оксида кальция и графита (углерода), Режимы сварки: сила токая = 190 - 210 А, напряжение О = 17 - 19 В, скорость сварки Чсв = =25 м/г.П р.и м е р 2. Проводили сварку пластин иэ стали 3 сварочной проволокой Свдиаметром 1,6 мм при режимах по п.1, с одновременной подачей в сварочную ванну смеси, состоящей из оксида кальция и полиэтилена,П р и м е р 3, Проводили сварку пластин из стали 3 сварочной проволокой Св - 08 диаметром 1,6 мм при режимах по п,1, с одновременной подачей в сварочную ванну смеси оксида кальция и фторопласта.Проведенные исследования механических свойств сварных соединений показали повышение ударной вязкости и пластичности металла сварного шва. Использование изобретения повышает экономическую и технологическую эффективность, так как исключает необходимость в изготовлении специальных проволок и расхода дорогостоящих легирующих металлов, а также допускает получение дополнительного экономического эффекта при массовом производстве за счет утилизации образующихся при сварке шлаков, содержащих цианамид кальция. Формула изобретения1. Способ сварки открытой дугой, при котором используют голую или порошковую ,электродную проволоку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения ударной1692783 Составитель Г, ТютченковаТехред М.Моргентал Корректор М, Шароши Редактор А, Мотыль Заказ 4038 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Проиэводствен.но-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 вязкости и пластичности сваоного шва путем связывания азота и кислорода, в горящую дугу вводят оксиды кальция иуглеродсодержащие материалы,52. Способ по п.1,отл ича ю щи йся тем, что в качестве углеродсодержащего материала в горящую дугу вводят графит в количестве, меньшем количества оксида кальция в 8-12 раэ. 10 З,Способпоп,1,отличающийся тем, что, в качестве углеродсодержащего материала в горящую дугу вводят полиэтилен в количестве, меньшем количества оксида кальция в 6-12 раэ.4, Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве углеродсодержащего материала в горящую дугу вводят фторопласт в количестве, меньшем количества оксида кальция в 5-12 раз.