Электрод для сварки и наплавки чугуна

ОПИСАНИЕ И 3 О ВРЕТЕ пИ Я Сеюэ Сееетсттттх Социалистических Республик(61) Дополнительное к ввт. сеид-ву(22) Заявлено 081079 (21) 2849118/25-27 (51) М. Кл с присоединением заявкки йо В 23 К 35/02 В 23 К 35/08 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Запорожский машиностроительный институт . нм. В.Я, Чубаря(71) Заявитель 154) ЭЛЕКТРОД ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВОКЧУГУНА Изобретение относится к сварке,в частности к электроду для сваркичугуна.Иэвестен электрод для сварки инаплавки чугуна, состоящий из меднойоболочки и металлического стержня,выполненного иэ никелевой и алюминиевой проволок, при следующем соотно"шенин компонентов, вес,й:Никелевая проволока 40-60Алюминиевая проволока 1-4Медная оболочка ОстальноеДанный электрод обеспечиваетхорошее качество швов при холоднойсварке чугуна, заварке дефектов вотливках и наплавке антикорроэион"ных слоев на поверхность чугунныхдеталей 1).Недостатком известного электродаявляется низкая износостойкость сварных швов и наплавленного металла,нанесенных на поверхность чугунныхдеталей, подвергающихся изнашиваниюв агрессивных средах, Обусловленоэто низкими прочностными свойствамии твердостью металла сварочных ва"ликов, наплавленных известным элект"родом,Цель изобретения " разработкатаких электродов для сварки и наплавКи чугуна, которые обеспечивали быболее высокие прочностные свойстваи износостойкость .металла сварныхшвов и наплавленного металла облицовочных слоев, нанесенных на поверхность чугунных деталей,Цель достигается тем, что электродный стержень для холодной сварки 10 чугуна, состоящий из медной оболочки и сердечника из никелевой и алюминиевой проволок, дополнительно содержит титановую проволоку при следующем соотношении компонентов, вес,ЪтНикелевая проволока 40-60 Алюминиевая проволока 1-4 Титановая проволока 1,5-4,5 Медная проволока Остальное 39 Введение титановой проволоки вмедноникелевые электроды заметно повышает прочностные свойства матрицы сплава, а также твердость и износостойкость металла однопроходных 25 швов и двухслойной наплавки на чугунийх деталях. Влияние содержания титана в электродном стержне на износостойкость, 36. твердость и предел прочности метал863262 Содер"жаниетитанав стержне,Твердость НВ, кг/ммПотери массы при изнашивании мг Двухслойная наплавка Однопроходной .шов Однопроходнойшов Двухслойнаянаплавка Одноух"ойнаяплавпро" ходной шов-"ж 36,2 4,108 15 134 18 187 19 34,0 23 26,6 18 13 10 0,8 16,6 7,8 13,4 09 121 25146 217 5 388 10,40 Т а ица Твердость НВ, кг/ммСодержаниетитана Потери массыза 3 ч, испытания,мг Удельная длинатрещин,мм/100шва Микро- твердость. линии сплавлениякг/мм вухслой" Однопроходнойшов Двухслой" Двухслой"наяна" Однопроходнойшов Одн про ход ной шов наянаплавка на- плав- ка 6,2 49 40 104 3,2 34,0,8 24 лической основы сварочных валиков,наплавленных на серый чугун меднони-,Предел прочности основы наплавенного металла, кг/мм Определение истинного предела прочности металлической основы медно- никелевого сплава, наплавленного на серый чугун, производится расчетным путем по реэультатчм замера ее микро" твердости при различных нагрузках.Износостойкость образцов оцени" вают по величине потери массы за 3 ч испытаний при изнашивании их эксцентрично вращающимся роликом на реконструированной машине МИ. Испытание образцов производится в среде варочного щелока целлюлозно-бумажного производства при 120 С и давлении 12 атм. Из представленных данных видно, что наиболее интенсивно повышаются проч" ностные свойства металла сварных швов и его износостойкость при введении титана свыше 1,6При этом в металле шва, наплавленном электро" дами с 7,7 титана, появляются единичные трещины на поверхности сварочных валиков. Их появление обусловлено, по-видимому, повышенной твердостью и низкой пластичностью наплавленного металла, С целью опредекелевым сплавом, содержащим 40 Н 3.и 2,4 М, приведено в табл, 1,Таблица 1 ления оптимального содержания титана в электродном стержне изготовляют восемь партий стержней с различным содержанием титана. На стержни нано" сят покрытие на базе мрамора и плавикового шпата с коэффициентом веса 0,25-0,27 и выполняют опытные наплавки на литые чугунные пластины с28 мм. Н процессе испытаний накладываются единичные валики, а также производится двухслойная наплавка участков размером 80 х 100 мм. После остывания пластин внешним осмотром проверяется наличие трещин в наплавленном металле, а затем вырезаются образцы для определения износостойкасти, замера твердости рабочего слоя и микротвердости линии сплавления чугун - медноникелевый сплав,Результаты испытаний и влияние содержания титана в медноникелевом электродном стержне с 40 01 и 2,4 А 5 на качество сварочных валиков, наплавленных ручной дуговой сваркой на пластины иэ серого чугуна, представлены в табл. 2.863262 Продолжение табл.2 Потери массыЗа 3 ч, испытания,Удельная длинатрещин,мм/100 ммшва Твердость НВ, кг/ммз Содержанив титанаф Микро- твердость линии спланления, кг/ммОднойроходнойшов двухслойнаянаплавка Одно- про- ходной шов Двухслойнаяна- плавка Одно"проходнойшов Двухслойнаяна- плавка 25,9 18,2 1,5 258 132 175 2,4 282 162 188 3,4295 195 204 22,0 16,0Щ 19,9 15,6 4,5 324 212 296 - 0,2 18,0 13,8 5,0 380 220 308 1,2 6,8 16,1 12,0 7,6 540 234 385 г 4,7 14,9 15 1 10,2 Формула изобретения Из представленных данных видно, что введение титана в количестве 25 1,5 и выше заметно уменьшает вотври массы образцов при изнашивании и увеличивает твердость металла свар" ных швов. Однако при содержании титана свьние 4,5 значительно возрастает микротвердость линии сплавления, а также общая твердость наплавленного слоя, вследствие чего снижается его пластичность и н сварных швах образуются трещины Следовательноу оптимальное содержание титановой проволоки в медноникелевом электродном стержне для холодной сварки чугуна 1,5-4,5. Такие электроды обеспечивают более высокие прочностные свойства и износостойкость метал" 4 О ла шва по сравнению с известным электродом при хорошем качестве Фор 1 миронания сварочных наликов, отсутствии пор, трещин и других дефектов в наплавленном слое. Они могут использоваться для ручной дуговой сварки и наплавки н сочетании гаэошлакозащитного покрытия иа базе мрамора и плавикового шпата, а также для механизированных способов сваркИ и наплавки в среде инертных газов йли под безмарганцовистыми ииэкокремнистыми ФлюсамиеВ качвстне одного из составов электрода для промышленного использования может быть рекомендован следую-щий состав, вес.ЪНикелевая проволока 40Алюминиевая проволока 2Титановая проволока 3Медная проволока Остальное,ЩПредложенный состав электрода может найти широков применение для,ВНИИПИ Заказ 7656/21Филиал ППП фПатвнтф,г.ужг холодной сварки чугуна и наплавкиизношенный поверхностей чугунных деталей в различных отраслях народногохозяйства и в первую очередь в нефтехимической .и целлюлоз.;о-бумажнойпромышленности. Использование предложенных электродов только для напланки,изношенных поверхностей чугунных корпусов насосов высокого давления ицапф вакуум-Фильтров установок непрерывной варки целлюлозы обеспечивает увеличение их срока службы н1,5"2 раза в год. Технология иэготонления предложенного. электродаподобна технологии изготовленияэлектродов известного состава скомпозитным медноникелевым с.ержнем,Электрод для сварки и наплавок чугуна, состоящий иэ медной оболочки и металлического стержня выполненного из алюминиевой и никелевой проволок, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения прочности и износостойкости металла шва, стержень дополнительно содержит титановую проволоку прй следующем соотношении компонентов, вес.Ъ;Никелевая цроволока 40"60 Алюминиевая проволока 1-4 Титановая проволока 1,5-4,5Медная оболочка Остальное Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 487736 кл, В 23 К 35/02,25,09.73