Состав электродного покрытия

(5)5 В 23 К 35/36 ГОСУДАРСТВЕН ЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР р ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕЛЬСТВ АВТОРСКОМУ СВ в час рытия сваро пот, кар ЧССР енный ладает к кри 6; Р(56) Авторское свидетельство ЧССРВ 150344, кл. 49 й 36/01, 1967 г,Авторское свидетельство СССРМ 1484535, кл. В 23 К 35/365, 08,01.88 г,Авторское свидетельство СССРМ 1532254, кл, В 23 К 35/365, 04.03,88.Авторское свидетельство СССРМ 893481, кл. В 23 К 35/365, 20,02.80.(54) СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ(57) Изобретение относится к сварке, в частности Изобретение, относится к сварке,тности к составу электродного пок применяемого преимущественно для ки чугуна. Известен состав электродног крытия содержащий мрамор, графи бид кремния, каолин, никель (А,с. ЛЬ 150344, кл. 49 й 36/01, 1967 г.). Однако сварной шов, выполн электродами известного состава, об склонностью наплавленного металла сталлизации с отбелом.Наиболее близким к предлагаемосоставу и достигаемому эффекту являеся состав электродного покрытия, содежащий, мас.: графит 6 - 10; никель 8-1каолин 12-26; мрамор 60(см. Авт,св. СС1 Ф 893481, кл. В 23 К 35/365, 1981 г.),к составу электродного покрытия, применяемого преимущественно для сварки чугуна. Цель изобретения - повышение прочности и обрабатываемости сварного шва чугуна, снижение склонности его к кристаллизации с отбелом. Сущность изобретения: в состав электродного покрытия, содержащего графит, никель, каолин, мрамор, дополнительно вводится аэросил, ферромарганец при следующем соотношении компонентов, мас.; графит 5-7; никель 7-15; каолин 6- 12; аэросил 5 - 8; ферромарганец 3 - 5; мрамор - остальное, Аэросил обеспечивает получение сварного шва с большой прочностью, лучшей обрабатываемостью и меньшей в 1,5-2 раза склонностью к кристаллизации с отбелом. Ферромарганец способствует отбелу чугуна, 3 табл,Недостатком этого состава покрытия является недостаточная прочность и склонность наплавленного металла к кристаллизации с отбелом, Отсутствие в покрытии низкотемпературного раскислителя способствует насыщению металла шва на стадии капли кислородом. Повышение содержание графита в покрытии увеличивает в сварном шве размеры графитовых включений, что ухудшает механические свойства чугуна,Цель изобретения - повышение прочности и обрабатываемости сварного шва чугуна, снижение склонности его к кристаллизации с отбелом.Поставленная цель достигается тем, что в состав электродного покрытия, содержащего графит, никель, каолин, мрамор, дополнительно вводится аэросил, ферромарганец, при следующем соотношении компонентов, мас,: графит 5-7; никель 7 - 15; каолин 6- 12; азросил 5 - 8; ферромарганец 3-5 и мрамор - остальное.Аэросил (ГОСТ 14922-77) представляет собой аморфную форму кремнезема, состоящую из элементарных сферических частиц 3102 по своему размеру меньше 1000 А, поверхность которых образована из безводного 3102. В аэросиле такие частицы образуют обьемные трехмерные агрегаты частиц. Особенностью аэросила, позволяющей применять его в качестве модификатора чугуна, является аморфное строение его частиц и их развитая поверхность. По сравнению с кристаллической двуокисью крем.ния с удельной поверхностью частиц 1-10 м /г азросил имеет удельную поверхность 175 в 3 м /г.Частицы аэросила с аморфным строением выполняют роль эффективной. подложки для выделяющихся из расплава покрытия графитных включений, что обеспечивает в процессе сварки измельчение графитной фазы и увеличение числа эвтектических ячеек. Измельчение эвтектических ячеек обеспечивает снижение ликвации кремния и марганца, что сопровождается формированием однородной перлитной основы сварного шва чугуна. В результате воздействия аэросила, измельчающего графитную фазу и связывающего карбидостабилизирующие примеси, прочность наплавленного чугуна повышается, но склонность к кристаллизации с отбелом снижается в 1,5 - 2,0 раза.В структуре сварного соединения чугуна частицы аэросила располагаются внутри графитных включений и не оказывают абразивного воздействия на режущий инструмент, что обеспечивает повышение обрабатываемости чугуна на 20-25, снижает затраты на режущий инструмент,Добавка аэросила обеспечивает получение сварного швас большой прочностью, лучшей обрабатываемостью и меньшей склонностью к кристаллизации с отбелом.Добавка аэросила ниже нижнего предела не обеспечивает получение развитой поверхности, позволяющей увеличить число эвтектических ячеек и, как следствие, не обеспечивающую повышение прочности и обрабатываемости чугуна, а также снижение склонности его в процессе сварки к кристаллизации с отбелом,При содержании аэросила более 8 увеличивается вязкость шлака и снижается его газопроницаемость.Ферромарганец вводится в состав покрытия как раскислитель, действующий при кристаллизации жидкой ванны, а также для снижения процентного содержания серы в10 30 металле шва. Содержание ферромарганца ниже 3 не обеспечивает достаточного раскисления и рафинирования металла шва.Содержание ферромарганца в заданных пределах положительно влияет на процесс графитизации, устраняет отрицательное влияние серы в металле шва, образуя с нейсернистый марганец Мп 8, плохо растворимый в жидко и твердом чугуне и сравнительно легко удаляемый иэ металла в шлак. Присодержании ферромарганца свыше 5 увеличивается переход марганца в чугун, что способствует стабилизации процесса карбидообразования, т.е. способствует отбелучугуна,Каолин вводится в покрытие как шлакообразующий компонент и в то же время как хороший пластификатор. Введение каолина ниже 6 не обеспечивает хороших пластических свойств покрытия, надежной шлаковой защиты, Введение каолина свыше 12 снижает качество электродного покрытия, способствует образованию трещин в покрытии и при сушке электродовГрафит присутствует в составе покрытия как раскислитель и источник углерода в металле шва, Указанное соотношение определяет оптимальное содержание углерода внаплавленном металле, увеличение или уменьшение этого соотношения ведет к изменению качества металла шва.Никель вводится в состав электродного покрытия в количестве 7-15. Основной особенностью никеля является то, что онпрепятствует образованию свободных карбидов. Введение никеля ниже 7 слабо расширяет область у -фаэ, с увеличением процентного содержания никеля до 15 увеличивается его влияние на расширение Р -фазы, способствует сохранению наибольшего количества свободного графита, снижает склонность металла шва к кристаллизации с отбелом. Введение никеля в количестве свыше 15 экономически нецелесообразно, так45 как повышается стоимость электродов без заметных улучшений сварочно-технологических показателей.Для экспериментальной проверкипредлагаемого состава электродного покрытия были подготовлены пять составов- ингредиентов, из которых 2, 3, 4 составы показали оптимальные результаты.В качестве электродных стержней использовалась сварочная проволока марки СВОЗА (Св 08),Составы электродных покрытий представлены в табл,1. Состав 6 взят по прототипу.Химический состав наплавленного металла приведен в табл,2.1776526 5-77-156-125-83 - 5Остальное Таблица 1 Составы покрытия Таблица 2 Химический состав наплавленного чугуна Для,определения твердости нэплавленного металла и линии сплавления производили многослойную заварку различных дефектов глубиной 10-12 мм с углом раскрытия 90 О, 5Сварку производили электродами диаметром 5 мм на постоянном токе обратной полярности, Из заваренных мест вырезали темплеты для изготовления образцов.Склонность чугуна к отбелу определяли 10 по глубине отбеленной зоны в изломе образцов.Обрабатываемость определялэсь по износу резца с напайкой из сплава ВКза 30 мин. при точении на режиме Чм/мин,-0,8 ммlоб, 1- 1,5 мм. Результаты механических свойств и износ резца приведены в табл,З. Высокие сварочно-технологические . свойства электродного покрытия предлагаемого состава способствуют получению наплавленного металла с однородным химическим составом, повышенными механическими свойствами, снижают способность металла шва и околошовной зоны к отбелу и снижают затраты на режущий инструмент при механической обработке. Формула изобретения Состав электродного покрытия для сварки чугуна, содержащий мрамор, графит, никель, каолин, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения склонности к отбелу, состав дополнительно содержит аэросил и ферромарганец при следующем соотношении компонентов, мас.:ГрафитНикельпаолинАзросилФерромаргэнецМрамор1776526 Тэблинэ 3 Технологические и механические свойства чугуна Составитель Н.Бэцуки ехред М.Моргенталректор Л.Пал еда Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 аказ 4093 . Тираж ВНИИПИ Государственного ко 113035, МосПодписноеитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ Сва, Ж. Рауаскэя наб 4/5