Состав порошковой проволоки

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 770707(3В 23 К 35/368 Государственный комитет СССР по лелам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Б. В. Степанов, А, В. Гуляр, В. В. Яковлев,Г. Я. Рылова, А. Ф. Сабельников и В. В. Попова Уральский дважды ордена Ленина, ордена Октябрьской Революций,ордена Красного Знамени, ордена Отечественной войны 1 степени,ордена Трудового Красного Знамени т 1 ордена"Красное Знамя Труда"завод тяжелого машиностроения им. Серго Орджоникидзе(54)СОСТАВ ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКИ 0,5- 0,8- 2,8- 2,8- 1,0- 0,3 Изобретение относится к области сварочных материалов и предназначено для механизированных способов сварки сталей с пределом текучести 60 кг/мм и более в среде углекислого газа.Известна порошковая проволока 11, содержащая следующие компоненты, вес.Ъ:Железный порошок 27-33Ферромарганец 5-6Феррокремний 2-3,5Никелевый порошок 4-5Ферромолибден 3,5-4,5Ферротитан 2,5-4Малоуглеродистая 15стальная оболочка Остальное,Недостатком известной порошковой проволоки является крупнокапельный перенос расплавленного металла,что приводит к повышенному раэбрызгива нию. Применяемая система легирования при повышенных скоростях охлаждения приводит к образованию мартенситной составляющей в структуре металла шва, что снижает показатели пластичности и ударной вязкости особенно при отрицательных температурах. Кроме того, выбранная система раскислителей не обеспечивает стабильного качества по порообразовани:о и не обеспечивает по ниженного содержания водорода в металле шва.Известен состав порошковой проволоки 2, содержащий следующие компоненты, вес.%:Феррохром 2-10 Ферромарганец 0,5-6 Ферросилиций 0,5-2,5 Ферротитан О, 3-3 Алюминий 0,2-0,9 Ферромолибден 0,5-2 Хром 0,5-2 Двуокись титана 4-6,5 ГЛрамор 1,2,5 Плавиковый шпат 3,5-6,5 Малоуглеродистаясталь оболочки Остальное.С целью повышения технологических и физико-механических характеристик металла шва, шихта дополнительно содержит никелевый порошок, криолит, углекислый кобальт, железный порошок, при следующем соотношении компонентов,вес.%:Ферромолибден 0,8 Феррохром 1,3 Мрамор 6,3 Плавиковый шпат 6,3 Ферротитан 2,0 Ферромарганец 0,4,8 рохром Мрамор Плавиковы шпат 3 4,3 4,8 2,8 4,3 б,2,рротит Криолит елезный поро-.ок 15,6 15,Ь,О,рромарг ферросилицУглекислыйкобальт 0,25,4 орид цирко еталлическая л ферросилиций 0,2-0,3Никелевый порошок 0,8-1,2Криолит 1,5-1,8Углекислый кобальт 0,3-1,3Железный порошок 14-17Иалоуглеродистая стальоболочки Остальное,Кроме того, для повышения прочностных характеристик металла шва принизких температурах шихта дополнительно содержит феррониобий 0,3-0,9%и борид циркония 0,3-0,6,Коэффициент заполнения порошковойпроволоки.при размерах стальной ленты 0,8 х 1,5 составляет 28-32.Введение в состав шихты порошковойпроволоки криолита обеспечивает мелкокапельный перенос засчет наличиящелочного металла, образовавшаяся врезультате обменных металлургическихреакций окись алюминия в шлаке создает условия для увеличения переходав направленный металл титана, играющего роль модификатора,измельчающегозерно и снижающего склонность металлак образованию горячих трещин. Крометого, выделяющийся фтор реагирует сводородом, растворенным в наплавленном металле, образуя нерастворимоелетучее газообразное соединение,уменьшая содержание водорода в жидкомметалле. Образующиеся окислы щелочиметалла улучшают отделимость шлаковой корки. Наличие в шихте порошковой проволоки феррохрома расширяет область перлитных превращений без образованиямартенситных структур при более высоких скоростях охлаждения, кроме того, способствует повышению пластичности наплавленного металла.Введение в сост.в шихты порошковойпроволоки углекислого кобальта обеспечивает стабилизацию дугового разряда в высокотемпературной зоне эа счетдиссоциации этого элемента и обеспечивает в результате мателлургическихреакций микролегирование наплавленного металла кобальтом, что повышаетстойкость против образования горячих 15 трещин и повышает ударную вязкостьметалла шва при пониженных температурах.Наличие в шихте мрамора и плавикового штапа в заданных соотношениях 20 обеспечивает надежную шлаковую и газовую защиту расплавленного металла и улучшает сварочно-технологические свойства порошковой проволоки.Для придания наплавленному метай лу более высоких характеристик попрочности и пластичности в областинизких температур в состав шихты порошковой проволоки дополнительновводится борид циркония и феррониобий, Пять составов шихты для получеЗ 0 ння порошковой проволоки приведены втаблице.770707 Формула изобретения Составитель Т. Яровая Редактор И, Шубина Техред А. Щепанская Корректор Ю. МакаренкоЗаказ 7347/14 Тираж 1160 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП"Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,4 Порошковая проволока изготавлива- лась по общепринятой технологии.Проволоку получили путемоследовательного пятикратного волочения в Фильерах диаметром 5,0-4,5-4,0-3,5- 3 мм. Для металлической оболочки испольэовали малоуглеродистую ленту из стали 08 КП, Предлагаемой порошковой проволокой были проведены работы по сварке стыковых соединений из сталей ЗОХГСА, 1.4 х 2 ГМР, 12 ГН 2 МФАЮ толщиной 20 мм, наплавки иа химанализ для микроисследований, для дилато 1 етрических исследований и механических испытаний.Для сварочных работ применялись следующие режимы: 1=400-450 А,0=29- 32 П, Ч 215 м/ч,. расход углекислого газа 800-900 л/ч.Проведенные исследования показа . ли, что наплавленный металл имеет бейнитную структуру. Температура наименьшей устойчивости аустенита находится в пределах 505-610 ОС, конец бейнитного превращения находится в интервале температур 320-405 ОС при скоростях охлаждения 10,3-15,7 /с. Предел текучести для металла шва находится в пределах 73-90 кгс/мм ударная вязость в пределах 9,8- 12,5.кг/мм при.температуре испытания +20 С и в пределах 5,6-8,9 кгс/мм при температур, испытания - 40 С.Как видно из приведенных результатов, проволоки обеспечивают выполнение сварных соединений с требуемыми прочностными характеристиками.Применение порошковой проволоки в сварных конструкциях иэ высокопрочных сталей марок 14 х 2 ГМР, 12 ГН 2 МФАЮ эа счет равнопрочности сварного соединения обеспечивает снижение веса узлов в 1,5-2 раза по сравнению с изготовляемыми иэ сталей марок ВСт 3, 09 Г 2 С, 10 ХСНДПри сварке угловых швов изобретение позволяет снижать расход сварочного материала на 15-20 эа счет уменьшения катетов швов,При применении порошковой проволоки 9 33 мм достигается повышение производительности сварочных работ на 25-30. 1. Состав порошковой проволоки длямеханизированной сварки в среде углекислого газа высокопрочных сталей,содержащий малоуглеродистую стальнуоболочку и порошкообразную шихту,включающую ферромолибден, феррохром,мрамор, плавиковый шпат, ферротитан,Ферромарганец, Ферросилиций, о т -л и ч а ю щ ы й с я тем, что; с це 15 лью повьааения технологических и физико-механических характеристик металла шва, шихта дополнительно содержит никелевый порошок, криолит, углекислый кобальт, железный порошок,Щ при следующем соотношении компонентов проволоки, вес.:Ферромолибден 0,5-0,8Феррохром 0,8-1,3Мрамор 2,8-6,3Плавиковый шпат 2,8-6,3Ферротитан 1,0-2,0Ферромарганец 0,3-0,4Ферросилиций 0,2-0,3Никелевый порошок 0,8-1,2Криолит 1,5-1,8ЗО Углекислый кобальт 0,3-1,3;Хелеэный порошок 14-17Малоуглеродистая,сталь оболочки Остальное,2. Состав по п.1, о т л и ч а ю-З 5 щ и й с я тем, что, с целью повышенияпрочностных характеристик металлаюава при низких температурах шихта дополнительно содержит феррониобий 0,30,9 и борид циркония 0,3-0,6.40 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 531696, кл. В 23 К 35/368, 1974,2. Авторское свидетельство СССР9 327028, кл. В 23 К 35/368, 1970