Сварочный электрод

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 6487 91 5 Т 5 В 23 К 35/3 ЕТЕНИ АВТОРСКОМУ ЕЛЬСТВУ ЫЙ ЭЛЕКТ ие относитс чным матер и изделий из изобретени(54) СВАРОЧ (57) Изобрете ности к свар мым для свар проката. Цел РОДя к сварке, в частиалам, применяебиметаллического я - снижение соколи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ И(56) Авторское свидетельство СССРй. 1057222, кл. В 23:К 35/365, 01.12.82,Авторское свидетельство СССРМ 480516, кл, В 23 К 35/365, 01.10.73,Изобретение относится к сварочному производству, а именно к электродным сварочным материалам, применяемым для выполнения переходного слоя при сварке двухслойных сталей от нержавеющего слоя к углеродистому,Цель изобретения - снижение содержания углерода в наплавленном металле при выполнении переходных слоев от нержавеющего слоя к углеродистому при сварке двухслойной стали с сохранением высокого уровня механических свойств.В качестве электродного стержня при .изготовлении электродов применяют проволоку из электротехнической стали марки 20895 диаметром 3 мм, содержащую в исходном состоянии до 0,035 О углерода. Химический состав материала стержня приведен в табл. 1.В качестве связующего при изготовлении электродов используют натриевое жиддержания углерода в наплавленном металле при выполнении переходных слоев от нержавеющего слоя к углеродистому при сварке двухслойной стали с сохранением высокого уровня механических свойств. В качестве электродного стержня используется проволока из электротехнической стали диаметром 3 мм, содержащая в каждом состоянии до 0,035 О углерода. Состав покрытия содержит, мас,%: плавиковый шпат 13-16, циркониевый концентрат 8 - 10, кремний - марганец-алюминий - цирконийтитановую лигатуру 8-12, двуокись титана б - 10, соду кальцинированную 0,8 - 1,0, фтористый алюминий 3-5, слюду мусковит 1,8-2,5 и мрамор. Коэффициент массы покрытия составляет 35- 40 Я/о, 4 табл,ичестве 25-30 к масс кое стекло в кол е сухой шихты.Сварочный электрод, стержень которого выполнен из электротехнической стали, ампоненты покрытия взяты в указанных кочествах, позволяет получить наплавленный металл, содержащий минимально возможное количество углерода, что дает возможность выполнять сварку двухслойных сталей от плакирующего слоя к углеродистому,Плавиковый шпат содержится в составе покрытия в количестве 13-167 ь и служит для снижения вязкости и повышения активности шлака, При содержании плавикового шпата более 16 ухудшае;ся формирование шва, снижается стабильность горения дуги. Нижний предел содержания плавикового шпата 13 обусловлен недопустимым увеличением температуры плавления покрытия и скорости затвердевания шлака, что затрудняет окончание сварки.5 10 15 20 25 30 35 40 50 Циркониееый концентрат содержится е покрытии в количестве 8 - 10% и служит для получения шлака с коэффициентом линейного расширения, значительно отличающимся от коэффициента линейного расширения металла, что облегчает удаление шлаковой корки, служит для измельчения структуры шва. При содержании циркониевсго концентрата в количестве более 10% нарушается основ- ность шлака, вследствие чего получает развитие кремневосстановительный процесс, что приводит к уменьшению пластичности и ударной вязкости металла шва вследствие засорения его неметаллическими включениями, ухудшается формирование шва.Кремний - марганец - алюминий - цирконийтитановая лигатура содержится в составе покрытия в количестве 8-12%. Использование комплексных раскислителей приводит к снижению неметаллических включений и быстрому переходу их в шлаковую фазу, что обеспечивает высокое качество шва, Улучшаются сварочно-гигиенические свойства электродов,Двуокись титана вводится в качестве шлакообразующего, улучшающего пластические свойства обмазочной массы, облегчающего удаление шлаковой корки. Двуокись титана содержится в покрытии в количестве 6 - 10%. При содержании двуокиси титана менее 6% не обеспечивается требуемая степень раскисления и формирования наплавленного металла. При содержании двуокиси титана до 10 е сочетании с пластификаторами - содой кальцинированной и слюдой мусковит обеспечиваются высокая пластичность обмазочной массы и высокий уровень раскисления наплавленного металла,Кальцинированная сода содержится в электродном покрытии в количестве 0,8 - 1,0% и служит совместно с мрамором, плавиковым шпатом, двуокисью титана, слюдой для обеспечения газовой защиты пластических свойств электродного покрытия, При содержании кальцинированной соды менее 0,8 оне обеспечиваются требуемые пластичность и прочность электродного покрытия, в результате чего в наплавленном металле увеличивается количество шлаковых включений При содержании соды более 1,0% осложняется процесс сушки и прокалки электродов,фтористый алюминий применяется в составе покрытия в количестве 3-5% и служит для создания защитной газовой среды в зоне плавления. Защитные действия проявляются в снижении парциального давления водорода путем связывания его в нерастворимое в металле соединение - фтористый водород,Фтористый алюминий также применяется в качестве шлакообразующего, положительно влияющего на формирование шва,При содержании фтористого алюминия менее 3% увеличивается пористость наплаеленного металла. При содержании фтористого алюминия более 5%. нарушается стабильность горения дуги.Слюда мусковит содержится в составе покрытия в количестве 1,8-2,5% и служит для улучшения опрессовочных свойств покрытия, повышает устойчивость горения дуги, образует шлак, Введение слюды в количестве менее 1,8% не обеспечивает достижения положительного эффекта, При содержании более 2,5 ф отмечаются дестабилизация горения дуги, увеличение пористости наплавленного металла.Кремний - марганец-алюминий-цирконийтитановая лигатура применяется в виде лигатуры ЛК, ТУ 48-051-5-80.В условиях ПО "Азовмаш" изготовлены и испытаны сварочные электроды ф. 3 мм, составы покрытия которых приведены в табл, 2.Для определения механических свойств металла шеа выполняют стыковое сварное соединение двух пласти из стали ВСт,Зсп, ГОСТ 380 - 71, черт. 8, вариант Б по ГОСТ 9466-75. Сварка пластин производится в нижнем положении на постоянном токе обратной полярности. Сварка осуществляется электродами ф 3 мм при силе тока 90 - 120 А,Для проверки химического состава наплавленного металла выполняют восьмислойную наплавку на пластине из стали ВСт. Зсп, размером 120 х 80 х 20. В табл, 3 приводятся данные, полученнье при испытании электродов с диаметром стержня 3 мм.Рентгено-структурным анализом образование карбидов при выполнении сварочного соединения электродами составов 3 - 5 не обнаружено,Из табл, 3 видно, что сварочные электроды позволяют получить наплавленный металл с низким содержанием углерода при сохранении достаточно высокого уровня механических свойств для сварки изделий из биметаллического прокатаДля определения влияния коэффициента массы покрытия изготовляют электроды с составом 4 (табл, 2), с коэффициентом массы покрытия 30, 35, 38, 40, 45%. Механические свойства металла шва и химический состав наплавленного металла определяются в соответствии с требованиями ГОСТ 9466-75.В табл, 4 приводятся данные, полученные при испытании электродов.Из табл, 4 видно, что наилучшие характеристики наплаеленного металла обеспе1648702 Таблица 1 а блиц Номе а ва ианто именование компонентов покрытия 4 16 10 51 15 9, 13 5,6 МраморПлавиковый шпатЦиркониевый концентратЛигатура ДКДвуокись титанаФтористый алюминийКальцинированная содаСлю а м сковит 12 15 8 10 10 6 2,0 3,051,52,5 30,81,8 1,5 1,0 1,5 1,0 2;0 е иалсте жня П волокаизэлект техническойсталима ки 20895, ГОСТ 11036 -Табли чиваются при коэффициенте массы покрытия, равном 35 - 400,Формула изобретения Сварочный электрод, состоящий иэ стержня, выполненного иэ стальной проволоки и покрытия, содержащего мрамор, плавиковый шпат, циркониевый концентрат, кремний-, марганец-, алюминий-, цирконийтитановую лигатуру, двуокись титана, кальцинированную соду, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения содержания углерода в наплавленном металле при выполнении переходных слоев от нержавеющего слоя к углеродистому при сварке двухслойной стали с сохранением высокого уровня механических свойств, стержень выполнен иэ электротехнической стали, а состав покры.- тия дополнительно содержит фтористый алюминий и слюду мусковит при следующемсоотношении компонентов, мас. :5 Плавиковый шпат 13 - 16Циркониевый концентрат 8 - 10Кремний-, марганец-, алюминий- цирконийтитановаялигатура 8 - 1210 Двуокись титана 6-10Кальцинированная сода, 0,8-1,0Фтористый алюминий 3 - 5Слюда мусковит 1,8 - 2,5Мрамор Остальное,15 Причем коэффициент массы покрытиясоставляет 35 - 40,/ор И.КасардаТехред И,Иоргентал Корректор М.Максимишинец роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 аказ 1487 Тираж 519 ВНИИПИ Государственного комитета 113035, Москва, ЖПодписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ ССС