Состав сварочной проволоки

(22) Заявлено 3005.79 (21) 2786425/25-27 с присоединением заявки йо(23) Приоритет -Государственный комитет СССР по дедам изобретениИ и открытий(72) Авторыизобретения Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Внамени институт электросварки им Е.О. Патона(54) СОСТАВ СВАРОЧНОЯ ПРОВОЛОКИ Изобретение относится к материа= лам, применяемым.для сварных конст рукций из ферритных сталей с 5-12 никеля, работающих при температурах до -196 и -253 фС (стали с 12 никеля).В настоящее время для сварки криогенных конструкций из сталей с 9 никеля в качестве присадочных материалов нашли применение в основном сплавы на основе никеля., обеспечивающие аустенитную структуру металла шва, Имеются сведения о разработке проволок ферритного класса, близких по составу к основному металлу, т.е. сталям с 9 никеля. Основная трудность в получении качественных швов заключается в том, что швы, идентичные по составу с основным металлом, обладают высокой чувствительностью 20 к порам и горячим трещинам. Известны проволоки (11, рекомендуемые для дуговой сварки криогенных сталей с 9 никеля, имеющие сле дующий химический состав, : никель 7-13; марганец 4 0,45; углерод %0,9; кремний 6 0,15; алюминий0,05; титан 1до 0,1; ниобий до 0,1; сера а 0,01 р фосфор0,01; кислород0,015; азот0,006; водород б 0,003;, железо - остальное.Однако при сварке в среде защитных газов и под флюсом проволоками указанного состава наблюдаются поры, а также трещины. В то же время необхо-. димость получения. ферритных или ферритно-аустенитных.швов в сочетании с высокой прочностью и пластичностью при низких температурах обуславливает проведение исследований по влиянию легирующих элементов на механи- ческие свойства швов, их технологическую прочность и стойкость против образования пор. Известен состав 2 1 сварочной проволоки, содержащий следующие компоненты, вес,:Углерод 0,05-0,6Марганец 0,2-0,8Никель 0,02-8Молибден 0,1-0,8Ванадий 0,01-0,8Церий 0,6-3,7Кремний 0,01-0,5Хром Ог 02-Ою 5Железо ОстальноеЦель изобретения - получение сварных швов, стойких против образова 825301способствуя измельчению первичой структуры металла шва и повышеию стойкости против образования поркислорода и азота,Введение церия позволяет связатьислород и частично серу. Окислы ильфиды церия, имея высокую темперауру плавления, оставаясь в металлешва, оказывают положительное действиекак модификаторы второго рода или каквключения с более благоприятнымиФормами и размерами. Например, образование мелких сферических сульфидов церия в межкристаллитных зонахвместо грубых выделений сульфидовосновы сплава (Ге).Молибден значительно повьпаает стойкость швов против образования трещин.Благоприятное влияние молибдена натрещиноустойчивость. объясняют егоспособностью подавлять развитие Физической неоднородности в металле швапосле завершения кристаллизации.молибден снижает сегрегацию кислорода по сечению металла шва, что такжеулучшает трещиноустойчивость,Вольфрам как и молибден способствует.получению исходного мелкогозерна. К тому же эти элементы увеличивают силы межатомной связи, чеми предотвращают образование горячихтрещин. Суммарное содержание молибдена и вольфрама не должно превышать5%, так как это приводит к снйжениюпластичности шва.Ванадий позволяет избавиться отразвития Физической неоднородностив металле шва, связывает азот в нитридн. В небольших количествах0,1-0,3) заметно измельчает зерно.Система легирования предлагаемыми составами впервые позволилаполучить швы с ферритной структурой,обладающие работоспособностью притемпературах до минус 253 С, стойкостью против образования пор и горячих трещин. При нормальных температурах достигнута высокая(65-70 кг/мм)прочность, что выгодно отличает указанную систему отсуществующих.Готовят 14 партий проволок. В таблице представлены предлагаежесоставы каждой партии проволоки.Выполненное комплексное легирование позволяет получить качественныешвы с удовлетворительными пластичностью и вязкостью при низких температурах, а также обеспечить высокую стойкость наплавлвнного металлапротив образования горячих трещин,ния горячих трещин, пластичных и вяэ- дыких при низких температурах, нПоставленная цель достигается тем, нчто состав дополнительно содержит отвольфрам, титан, алюминий при следующем соотношении компонентов, вес.Ъг э кУглерод 0,01-0,08 суМарганец 3,2-18 . тНикель 4,5-16Молибден 1,2-5Ванадий 0,001-1Церий 0,001-1Вольфрам 0,001-2Титан 0,01-0,7Алюминий 0,01"0,8Железо ОстальноеПримеси 15Сера Не более 0,01Фосфор - 0,01Азот - ц - 0,005Кислород - ф 0,015Водород - ф в . 0,0003 20В основу создания химическогосостава проволоки положен принципинтенсивного раскисления металла шваза счет введения в шов марганца,титана, церия, а,также связываниеазота в мелкодисперсные нитриды,Церий, обладая высоким химическимсродством к кислороду, сере и другимвредным примесям, эффективен в качестве модификатора и раскислителяметалла при сварке.Для повьывния технологической прочности металла шва в проволоку вводится молибден и вольфрам. Молибден способствует более равномерномураспределению кислорода в металлешва, что также улучшает трещиноустойчивость швов.Марганец в выбранных количествахв изученной системе лвгирования устраняет вредное действие серы, образуя 40сернистый марганец. По сравнениюс эвтектикой Ге - Ре 5" сульфид марганца имеет более высокую температуруплавления и располагается по телузерна. Одновременно марганец является 4интенсивным раскислителем, имея боль-.шое сродство к кислороду, он отнимает вго от железа. Марганец в связис его способностью связывать серуи препятствовать горячеломкости швовзаметно повышает их стойкость противтрещин, пластичность и ударную вязкость. Однако легирование никелевых.швов только марганцем нв.исключавт появление трещин.Титан вводится в состав проволокикак раскислитель, а также для связывания азота в мелкодисперсные нитри"СЧ оЗе СЛ о о о о СО .о 1 1 1 1 1 осо со о 1 (л Э 1 Ло1 В 1 М 1 й 1 Э 1 й 1 1 1 й 11О вЕ 4 1 1 иЪ Оооо йх 1 1 1 1 1н ( а -в(о 1 1 1в с в 1 1 1825301 4,5-161,2-50,001-10,001-10,001-20,01-0,70,01-0,8Остальное НикельМолибденВанадийЦерийВольфрамТитанАлюминийЖелезо Составитель Н. СоколоваТехред И. Рейвес КорректорВ. Синицкая Редактор й. Лежнина Заказ 2402/46 тираж 1148 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патентф, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Формула изобретенияСостав сварочной проволоки, пре.имущественно для сварки ферритныхсталей с 512 никеля, длительноработающих при температурах до,церий, железо, о т л и ч а ю щ и й-с я тем, что, с целью получения сварных швов, стойких против.образования горячих трещин, пластичных и 10вязких при низких температурах, состав дополнительно содержит вольфрам,титан, алюминий при следующем соотношении компонентов, вес.ЪУглерод. 0,01-0,08Марганец 3,2-18 Источники информациипринятые во внимание при экспертизе 1. Патент США Р 3902039,кл. В 23 К 35/22, 26.08,752. Авторское свидетельство СССРР 409810, кл. В 23 К 35/30, 30.12.71