Состав электродного покрытия

(72) Авторы изобретения Кубанский государственный уинверснтет и Краснодарский филиал, ВНИИМОНТАЖСЯВИСТУОЙ(54) СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРМТИЯ Изобретение относится к области сварки, а именно к сварочным материалам, в частное. ти к составу электродного нокрытня, применяемого преимушественно для сварки ма . лоуглеродистой и низколегированных сталей.Известен соста электродного покрытия И, содержащий следующие компоненты, вес.%:Мрамор 30-42Плавиковый шпат 32 - 42Рутил 3 - 5Ферромарганец 2 - 4Ферротитан 1 - 3Феррониобнй 3 - 6Алюминий 0,5 - 2Натрий 0,5 - 2Сода кальцинирован.ная 1 - 3Бентонит ОстальноеОднако указанное электродное покрытие не обеспечивает достаточной пластичности металла шва. Наиболее близким по технической сущностик предлагаемому является электродное по. 2крытие содержащее следующие комионенты,вес.%:Плавиковый шпат 15-25Двуокись титана2-10Ферромарганец 3 - 10Ферросилиций 3-10Ферротнтан 1 - 3Двуокись кремния 1-3Сода кальцинированная 1-4Окись лантана 2 - 5Алюминиевый порошок 1 -3Железный порошок 20 -40Мрамор ОстальноеЭлектроды с данным покрытием технологич.ны в изготовлении, отличаются хорошими сва.рочно-технологическими свойствами, позволя.вт проиэводмть сварку на переменном токе 12).Однако известные электроды имеют повы.щенное содержание водорода в металле шва 7 - 9 г/смэ, склонны к порообраэованию присварке на повышенном.напряжении дуги(длюпюя дуга),указанные недостатки создают опасностьобразования кристаллизационных трешин н газо.4,614 3,87 г 4,795 4,338 3,958 4,331 3,876 3 899314вых пор в металле, что ведет к образованиюдефектов я сварочном шве и снижает зксплу.атационную надежность металлоконструкций.Особую опасность указанные недостатки пред.ставляют при сварке металлоконструкций на амонтажных площадках в низких смен темпе.ра тур. Повьзшенное содержание водорода создает также опасность хрупкого разрушения метал. 11 локонструкций,Цель изобретения - снижение склонностиметалла шва к образованию пор,1% Поставленная цель достигается тем, что состав электродного покрытии дополнительно содержит по крайней мере один оксифторид редкоземельного металла, а в качестве компонента, содержащего двуокись титана ильме нитовый концентрат, при следующем соотношении компонентов, вес.%:Плавиковый шлат 1 агоИль менитовыйконцентрат 2 - 73Ферромарганец г-еФерросилиций 3 - 10Феррот итак 1 - 3Ашоминнй 1 - 3Железный порошок 10 - 40Сода кальцинированная 1 - 4 Причем фториды редкоземельных металлов, разлагаясь в процессе сварки на металл н фтор, и, обладая большим средством к кисло. роду, способствуют более глубокому очищениюзз металла сварочной ванны от кислорода, и, мо. дифицируя его, новьппают механические свойства шва. Фториды металлов гитроскопичны 4По крайней мере одиноксифторид редкоэемель.ного металла 1 - 5Мрамор ОстальноеВведение в состав фтористо.кальциевого покрытия ильменитового концентрата для снижения содержания водорода в наплавленном металле наиболее эффективно по сравнению с другими аналогичными соединениями. Ильменитовый.концентрат, имея в своем составе закись железа, несколько окисляет сварочную ванну и тем самым снижает растворимость водорода, в то же время двуокись титана наиболее эффективно повышает термодинамическую активность фтористого кальция.В результате протекания этих реакций водород связывается в НГ, нерастворимый в металле, а кремний способствует более глубокому раскислеиию металла.Уменыпить растворение водорода в металле сварочной ванны можно снижением парциального давления водорода в атмосфере дути за счет разбавления его другими газами, С этой целью в состав фтористо-кальциевого покрытия введен оксифторнд редкоэемелных металлов. Их введение в данном случае наиболее эффективно, так как давление их паров при температурах сварочного процесса значительно больше давления паров фторидов других металлов, В табл. 1 приведено давление паров фторндов металлов,Таблица 1 поэтому в покрытие введены оксифторидыредкоземельных металлов на основе оксифто.рида церия, которые не гигроскопичны. Для получения покрытия были подготовле.ны и испьпаны четыре рецептуры, приведен.ные в табл, 2.Компонент и а ч Плавиковый шлат 10 20 15 Ильменитовый концентрат 2 27 50 26 10 Алюминиевый порошок 3 Сода кальциинрованная 4 Оксифториды редкоземельных металлов (СеОС,1.аОС и др,) Железный порошок 10 26 31 При испытании электродов производиласьсварка пластин из сталя Ст.Зпс толщиной14 мм. Из пластины изготавливались образ.цы для иснытания механических свойств ме.и талла.шва и образцы для определения содержрния водорода. В качестве источника пи.тания использовался трансформатор ТСД.500.Сила сварочного тока составляла 240., 280 А.ф результаты испытания приведены втабл, 3. Таблица 3 Склонность кпреобразованиюпри удлинениидуги я г/смз Вариант Д 8 кгс/ммф 4 н кгсм/смпрн -40 фС 12,2 50,1 15,0 52,0 10,7 54,8 3,5 16,1 53,6 МраморФерромарганецФерросилицийФерротитан Способ приготовления покрытия сводитсяк следующему, Компоненты в соответствиипредложенными вариантами взвешивались,Затем шихта перемешивалась до полученияоднородного состава,В качестве связующего прн изготовленииэлектродов использовалось жидкое калиево.натриевое стекло с модулем 2,7 - 2,9,Покрытие наносилось на металлическиестержни диаметром.5 мм из проволокиСв - 0,8 А способом опрессовки,Поры в кратереПоры в кратереПор,нетПор нетСоставитель Н, КозловскаяТехред С.Мигунова Корректор М. ШаРоши,Редактор Г. Волкова Тираж 1150 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж, Раушскаянаб д. 4/5Заказ 12019/18 филиал ППП "Па"ент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 89931Содержание ильменитового концентрата в- количестве 2 - 7 вес,% является оптимальным, Уменьшение нльменитового концентрата менее 2 вес.% недостаточно снвкает содержание водорода в металле шва, а увеличение более з 7 вес.% снижает величину ударной вязкости,Введение в состав покрытия оксифторидов редкоземельных металлов в количестве в 5 вес,% является наиболее целесообразным, так как менее 1 вес,% их положительное 11 действие малоэффективно, а увеличение более 5 вес.% ухудшает сварочно-технологические свойства электрода, Электроды четвертого варианта не склонны к образовашпо пор прн колебании длины дуги, ФБыла изготовлена опытная партия электро дов со следуиицим содержанием компонентов, вес.%:Плавиковый шлат 20Ильменитовый 1 Фконцентрат 5Мрамор 26Ферромаргаиец 4Ферросилиций 8Ферротитан 2 ОАлюьппшевыйпорошок 1Сода кальцинированная 1Оксифториды редкоэе.мельных металлов 2 ЗФЖелезный порошок 31Электроды диаметром 4 мм с указанным по. крытием обеспечивают следуинцие механические свойства металла шва и сварного соединения в состоянии после сварки при нормальной температу.33 1 е: предел прочности 52,0 - 55,6. кгс/мм, относительное удлинение 25-30%, ударная вязкость при 40 С 14,0-17,5 кгсм/сма, По. ры ие возникали при увеличении напряжения на дуге на 15 - 20% ло сравнению с се. рийно выпускаемыми электродами аиалогич. ных марок. Электроды с локрытнем состава технологичны в изготовлении и обладают улучшенны. ми сварочно-технологическими свойствами.Металл шва мало склонен к образованию поР лри колебании длины дуги,Изготовление электродов не требует изменения существующей технологии. Формула изобретения Состав электродного покрытия, содержа.щий мрамор, нлавиковый шпат, компонент,содержащий двуокись титана, ферросилиций,ферротнтан, алюминий, железный порошоки соду кольцинированную, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью снижения склон.ности металла шва к образованию пор, ондополнительно содержит по крайней мереодин оксифторнд редкоземельного металла,а в качестве компонента, содержащего дву.окись титана ильменитовый концентрат, приследующем соотношении компонентов, вес.%:Плавнковый шлат 10-20Ильме нитовыйконцентрат 2 - 7Ферромарганец 2 - 8Ферросилиций 3 - 10Ферротитан 1 - 3Алюминий 1 - 3Железный йорошок 0 - 40Сода кальшншрованная 1 - 4По крайней мереодни оксифторидредкоземельногометалла 1 - 5Мрамор ОстальноеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР Яф 543477,кл. В 23 К 35/365, 1975.2, Авторское свидетельство СССР Мф 6519 й 8,кл. В 23 К 35/365, 1979 (прототип),