Состав электродного покрытия

О П И С А Н И Е ( ) 831465ИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиикСоциалистическиереслублик(51) М. Кл. з В 23 К 35/365 Гееудеестееевмк кемнтет Опубликовано 23.05.81. Бюллетень19Дата опубликования описания 28.05.81(53) УДК 621.791. .042.4 (088.8) ле ивам взебретеИий и еткрмткйБ. Л. Григорьев, Г. Л. Петров, Л. А. Ефимсф,Ч" .Х. Х"Гсанов-,",Н. П. Житников, И. А. Закс, Л. М. Коваленк и Е. П;Кузьмина(.3Ленинградский ордена Ленина политехнический,институт им. Калйнина,и Ленинградское производственное объедине ие Кйровский завод,(72) Авторы изобретения(54) СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ Изобретение относится к сварке, в частности к составу электродного покрытия применяемого преимущественно для сварки алю миниевых бронз. Известны различные составы электродных покрытий, например покрытие 11, содержащее следующие компоненты, вес.%:Криолит 15 - 30 Хлористый натрий 25 - 45 Плавиковый шпат 15 - 20 Мрамор 3 - 7 Древесный уголь 3 - 7 Фтористый натрий 5 - 15 Марганецметаллический 7 - 15 Однако при сварке с применением известного электродного покрытия металл шва обладает недостаточной прочностью.Наиболее близким к предлагаемому составу является электродное покрытие 2), содержащее следующее компоненты, вес.%:Криолит 10 - 20 Плавиковый шпат 10 - 20 Хлористый калий 8 - 15 Алюминиевый порошок 2 - 5 Никель 22 - 30 Марганец металлический 25 - 35 Железный порошок 4 - 6 Графит 2 - 6 В качестве связующего используется жидкое стекло, имеющее плотность 1,32 - 1,34 г/смз. Хлористый калий вводится в замес в виде водного раствора.Состав электродного покрытия исключает возможность прессового изготовления электродов, поэтому известные электроды могут быть изготовлены методом окунания.Кроме того, эти электроды имеют низкие 10 сварочно-технологические свойства. Шлаковая корка удаляется с помощью зубила, формирование металла шва без чешуек, без плавного перехода к основному металлу.Это также приводит к снижению производительности при сварке.Для повышения технологичности изготовления электродов и качества наплавленного металла, состав электродного покрытия дополнительно содержит мрамор, фтористый натрий, фторборат калия и карбоксиметилцеллюлозу, а в качестве хлорида щелочного металла - компонент, выбранный из группы хлористый натрий, хлористый калий, при следующем соотношении компонентов, вес.%Криолит 26 - 3720 25 26 37 30,0 31 Криолит 5,5 9 5,5 9 4 6 Мрамор 0,4 фторборат калия 0,4 0,6 0,4 Марганец металлический 20 20 30 15 18 3,8 6 24 Никель 12 Карбоксиметилцеллюлоза 0,2 1,3 0 2 0,4 Плавиковый шпатКомпонент, выбранныйиз группы хлористыйнатрий, хлористый калий 0,4 - 3 Никель 12 - 18 Марганец 20 - 30 Железный порошок 3 - 6 Мрамор 4 - 9 Фтористый натрий 4 - 15 Фторборат калия 0,4 - 3 Карбоксиметилцеллюлоза 0,2 - 1,2 В качестве стержня используется проволока марки БрАМУ 9 - 2,Введение в состав электродного покрытия марганца позволяет снизить коэффициент массы покрытия и выгорание алюминия при сварке. Введение в состав электродного покрытия корбоксиметилцеллюлозы способствует снижению вязкости обмазки. Введение в состав электродного покрытия мрамора, фтористого натрия и фторбората калия споспособствует повышению газошлаковой защиты наплавленного металла.После 24-часовой сушки при комнатной температуры электроды прокаливаются при 680 К в течение 1,5 ч. Коэффициент массы покрытия после прокалки - 0,25.Готовыми электродами выполняется наплавка на ребро стальной пластины толщиной 25 мм, Высота наплавки 35 мм. В качестве источника питания использован сварочный выпрямитель. Наплавляют на обратной полярности, сварочный ток 190 - 210 А, напряжение на дуге 24,27 В. Дуга горит устойчиво, без заметного разбрызгивания. Натрий фтористый 15 Плавиковый шпат 15 Натрий хлористый 0,4 Железный порошок 3 Шлак покрывает наплавленный металл ровной по толщине коркой, которая по мере охлаждения растрескивается и отделяется от поверхности наплавленного валика. После окончания сварки шлак легко удаляется ме таллической щеткой. Наплавленный металлимеет мелкочешуйчатую поверхность без побитости с плавным переходом к основному металлу. Как при внешнем осмотре, так и после механической обработки и испытаний механических свойств наплавленного ме Оталла не обнаружены поры, трещины и шлаковые включения. Химическим анализом установлено, что наплавленный металл имеет следующий состав, %" А 1 7,02; % 2,6; Мп 5,1; Ре 0,85; 51 0,43. Наплавленный металл после термической обработки 900 К - 4 ч и 640 К - 3 ч имеет следующие механические свойства: Граничные и оптимальные значения состава покрытия, наносимого на стержень из алюминиевой бронзы марки Бр, АМц 9 - 2, определены путем проверки сварочно-техно логических свойств электродов и представлены в таблице.831465 20 Формула изобретения 5Оптимальный вариант электродного покрытия определяется при проведении планируемого эксперимента с последующей обработкой результатов реализованного плана. Количество металлической составляющей электродного покрытия (марганца металлического, никеля и железа) определяется соотношением между шлаковой основой электродного покрытия и легируюшими элементами и коэффициентами массы покрытия. При содержании легируюших элементов в электродном покрытии более 50% заметно ухудшаются сварочно-технологические свойства электродов - отделяемость шлака, формирование шва, увеличение склонности к образованию пор и разбрызгивание. Увеличение доли шлакообразующих элементов, хотя улучшает сварочно-технологические свойства электродов, но одновременно приводит к возможному увеличению перехода кремния из электродного покрытия в наплавленный металл за счет кремневосстановительных процессов. Кремний приводит к снижению пластичности наплавленного металла, особенно после термообработки. От содержания хлористого натрия и/или хлористого калия зависит технологическая прочность покрытия. При снижении прокалки образуются трещины. Увеличение содержания хлористого натрия и/или хлористого калия более 3% требует значительного увеличения расхода жидкого стекла или (при дозированном сведении в замес жидкого стекла 26%) водного раствора КМЦ. Повышение содержания сухого остатка в покрытии вызывает увели чение перехода кремния в наплавленный металл; повышенный расход КМЦ приводит к снижению технологической прочности покрытия и к увеличению склонности к влагонасышению при хранении электродов. Увеличение содержания криолита выше 37% снижает технологическую прочность покрытия, а снижение содержания ниже 26% не позволяет получить .удовлетворительные сварочно-технологические свойства электродов даже при повышенном содержании фторбората калия, который способствует улучшению формирования наплавленного металла, выступая, вероятно, как поверхностно- активное вещество. При содержании фторбората калия более 3% заметно снижается содержание алюминия в наплавленном металле и снижается прочность и пластичность на плавленного металла, из-за возможного перехода бора в наплавленный металл, который подтверждается термодинамическими ьрасчетами. Повышение содержания фтористого кальция и мрамора заметно увеличивает температуры плавления шлака, что сказывается на ухудшении отделимости шлака и формирования наплавленного металла. Углекислый газ, появляющийся в результате диссоциации мрамора при высокой температуре, способствует увеличению выгорания алюминия, хотя и весьма значительно повышает устойчивость горения дуги. При концентрации меньше 3% мрамора и плавико 1 в вого шпата снижается устойчивость горениядуги и кроющая способность шлака из-за снижения температуры плавления шлака и повышения его жидкотекучести. Снижение содержания втористого натрия ниже 4% приводит к увеличению неметаллических включений в металле шва, а увеличение содержания больше 15% ухудшает отделяемость шлака и формирование наплавленного металла. Состав электродного покрытия преимущественно для сварки алюминиевых бронз,содержащий криолит, плавиковый шпат, хлорид щелочного металла, никель, марганеци железный порошок, отличающийся тем,что, с целью повышения технологичности изготовления электродов и качества наплавленного металла, он дополнительно содержит мрамор, фтористый натрий, фторбораткалия и карбоксиметилцеллюлозу, а в качестве хлорида щелочного металла - компонент, выбранный из группы хлористыйкалий, хлористый натрий, при следующемсоотношении компонентов, вес. %:и Криолит 26 - 27Плавиковый шпат 4 - 15Компонент, выбранныйиз группы хлористый натрий, хлористый калий 0,4 - 3Никель 12 - 8о Марганец 20 - 30Железный порошок 3 - 6Мрамор 4 - 9Фтористый натрий 4 - 15Фторборат калия 0,4 - 3Карбоксиметилцеллюлоза 0,2 - 1,2Источники информации,принятые во внимание при экспертизеРедактор А. Химчук Заказ 2876/7 Составитель Н. КозловскаяТехред А. Бойкас Корректор Ю.МакаренкоТираж 1148 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4