Состав сварочной проволоки

Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл з в 23 К 35/30//С 22 С 38/08 Государствеииый комитет СССР по дедам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательскй и проектный институт технологии химического и нефтяного машиностроения(54) СОСТАВ СВАРОЧНОИ ПРОВОЛОКИ Изобретение относится к сваркев,углекислом газе низколегированных,сталей, предназначенных для работыпри отрицательных температурах до-100 С.Это вызывает необходимость в разработке высокопроизводительного иуниверсального процесса и сварочныхматериалов, которые обеспечивают получение сварных швов беэ последующейтермической обработки с высокимизначениями показателей пластическихсвойств при низких температурах.Однако использование автоматической и полуавтоматической сварки вуглекислом газе при изготовлениииэделий из низколегированных сталей,работающих в интервале температур(-70)-(-100 С), невозможно из-эаотсутствия соответствующих сварочныхматериалов,Известна сварочная проволока, содержащая, вес,Ъ:Углерод25МарганецКремнийНикельХромМблибденАлюминий 30 Ниобий 0,05-0,25Ванадий 0,01-0,025Железо ОстальноеБор 0,002-0,005 которая позволяет получить высокие значения ударной вязкости при температурах до (-70) в (-130 С) при сварке под слоем флюса и в инертных газах без последующей термообработки (1),Однако при сварке в углекислом газе в связи с высокой окислительной способностью защитной среды иэ-за недостаточного содержания в сварочной проволоке кремния (менее 0,6) в сварном шве образуются поры. Присутствие в сварочной проволоке хрома и алюминия способствует образованию на поверхности сварочной ванны тугоплавких и прочных окислов, резко ухудшающих формирование сварных швов.Известен состав 2) сварочной проволоки, содержащий следующие компоненты, вес.Ъ:Кремний До 1,5Марганец До 3Бор 0,001-0,1Никель 0,1-13Медь 0,1-1Хром 0,1-40Молибден 0,1-2один или более двух раскислителейгАлюминий До 1Титан До 1Цирконий До 1Вана,жггй До 0,5Железо О тальноеОднако при содержании хотя бы одного из приведенных элементов (кро ме углерода) в количестве, большем, чем в предлагаемом составе, сварной шов имеет высокий предел прочностии низкую пластичность.Эта проволока не может быть использована для сварки в среде углекислого газа иэделий иэ хладостойкой ниэколегированной стали марки 09 Г 2 С.Цель изобретения - повышение плас тичности металла шва при температу" рах (-70) -(-100 С) .Цель достйгается тем, что состав взят в следующем соотношении компонентов, вес.гУглерод 0 01-0,11Марганец 1,4-2,5Кремний 0,3-0,9Никель 0,3-3,0Титан 005 Ог 5Алюминий 0,02-0,5Бор 0,001-0,01Железо ОстальноеВ качестве примесей допускается содержание меди и хрома не более 0,3, содержание вредных примесей Фосфора и серы в сумме не более 0,05Введение бора оказывает рафинирующее действие на сварочную ванну, что связано с образованием окислов бора, имеющих малый удельный вес и находящихся при температурах сварочной ванны в жидком состоянии. При всплывании окислы бора захватывают твердые частички окислов и нитридов и переводят их в шлак. Увеличение ударной вязкости сварного шва обнаружено при содержании бора в сварочной проволоке более 0,001, Увеличение концентрации бора более 0,01 способствует образованию горячих трещин, вызываемых легкоплавкой боридной эвтектикой. Легирование сварочной проволоки алюминием способствует улучшению сварочно-технологических свойств нронолоки за счет измельчения капель электродного металла и возрастанию ударной вязкости сварных швов при низких температурах, что обусловлено дополнительн раскислением сварочной ванны и образованием окислов на ее поверхности, препятствующих попаданию кислорода, азота и водорода в жидкий металл. При содержании алюминия в количествах менее 0,02 эффекта его влияния на сварочно-технологические свой" ства проволок и эксплуатационные свойства сварных соединений не обнаружено. При содержании алюминия в проволоке более 0,5 формированиесварных швов не удовлегворительное,что связано с образованием на поверхности сварочной ванны сплошнойокисной пленки, препятствующей растеканию металла. Одновременно умень"шаются значения ударной вязкостисварных швов, что обусловлено загрязнением металла окислами алюминия.Увеличение верхнего предела концентра"0 ции марганца до 2,5 улучшает формирование шва за счет образования легкоплавких окислов марганца. Увеличениеверхнего предела титана до 0,50уменьшает размер электродных капельУулучшает сварочно-технологические15 свойства пронолок. Уменьшение нижнегопредела концентрации кремния доО;3 увеличивает пластичность металла как при низких, так и при высокихтемпературах. Как показывают резульщ таты выполненных исследований, положительное влияние никеля на пластичность сварных швов при отрицательныхтемпературах проявляется в широкоминтервале концентрации 0,3-3,0, Всвязи с тем, что имеются такие высокоактивные к кислороду элементы какалюминий и бор, склонность металлак образованию пор снижается и полу"чение бездефектных швов обеспечивается при концентрации кремния от 0,330 и более.В качестне примера приводят испы,.тания швов, сваренных проволокамитрех составонг 1, 2, 3 - по предла" гаемому варианту.35 В таблице представлены результатыиспытаний.Выплавка слитков для опытных сва"рочных проволок производится н индукционной печи марки ЛПЗемкостью40 ЗО, кг. Плавка выполняется при 1600 Спод известковым шлаком. Разливкастали осуществляется в круглые чугунные наложницы для слитков развесом 10 кг, Слитки свободной ковкойдоводятся до прутков диаметром 20 мм,Затем производится горячая прокаткаполученных прутков до диаметра 7 мми последующее золочение проволокидо диаметра 2 мм, Сварка производит-.ся на автомате АДПГс источникомпитания ПГС. В качестве основногоматериала используются пластиныиз стали 09 Г 2 С, Форма и размеры подготовленных кромок соответствуют типу шва С 17 по ГОСТ 14771-76. Защитаым 55 сварочной ванны осуществляется углекислым газом по ГОСТ 8050/64. Образцы свариваются нстык эа три проходана следующих режимахгэ= 420-440 Аг08 = 28-30 Вг Ч = 22 г 5 м/чг ЬЩ " 18-20 п/мин.СОдДля характеристики пластичностишва проводят испытания образцов наударную вязкость,Образцы изготавливаются в соотнету стнии с ГОСТ 6996-66, тип.у 1. Испы;100 С (табл. 1) . Предлагаемые сварочные материалы обеспечивают при Сварке в Углекислом газе получение сварных швов, не требующих последующей термической обработки, с гарантированными значе-: ниями ударной вязкости до температур, (-70)-("100 С) не ниже 2,0 кгс м/смф.Увеличение ударной вязкости швов 1 ф сваренных предлагаемым составом сварочных проволок, связано с уменьшением размеров зерен и количества Химический состав сварочной проволоки, вес.% Состав,Ударная вязкость сварныхшвов, кгс м/см, притемпературе испытаний, С Мп 81 И Т 1 . А В Ге 1 1 оМ, В числителе приведены средние значения ударной вязкости по 5-ти образцам, а в знаменателе - процент образцов со значениями ударной вязкостименее 2 кгс м/см.Содержание серы и фосфора в предлагаемых проволоках не превышает 0,025%..Титан 0,05;0,5Алюминий 0,02-0,51Бор 0,001-0,01Железо ОстальноеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР05 Р 446377, кл. В 23 К 35/30, 1971,2, Патент Японии Р 12258,кл. 12 В 105.1, 1968 (прототип),формула изобретения 0.оставителъ Н. Соколова Редактор М. Дылыи Техред М, Рейвес Корректор В. БутягаТираж 1151 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытчй 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Заказ 7656/21 филиал ППП 6 Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Состав сварочной проволоки, преимущественно для сварки в среде углекислого газа, содержащий угле" род, марганец, кремний, никель, титан, алюминий, бор, железо, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения пластичности металла шва при температурах (-70) -(-100 фС), состав взят в следующем соотношении компонентов, вес.ЪУглерод 0,01-0,11 неметаллических включений, а также со снижением загрязненности границ зерен, увеличением пластичности наиболее хрупкой структурной составляющей " феррита.Внедрение новых сварочных матеРиалов взамен известных увеличивает срок службы изделий, снижает допустимую температуру их эксплуатации, уменьшает трудозатраты на изготовление изделий за счет исключения операции термической обработки и только на заводах Минхиммаша обеспечивает экономический эффект более 1,0 млн. руб.