Состав электродного покрытия

(50 4 В 23 К 35/365 КОМИТЕТ СССРЕНИЙ И ОТНЯТИЙ ДАРСТБЕННЫЕЛАМ ИЭО О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРС сследовао-технологи сорного маширвовнко ьство СССР5/365, 198тво СССР(71) Всесоюзный научнотельский и конструкторческий институт компре(54) СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ(57) Изобретение касается буровойсварки конструкций ответственногоназначения из низколегированных углеродистых и низколегированных сталей. Целью изобретения является повышение технологических свойств обмаэочных масс электродов. В составэлектродного покрытия, содержащего,мас,7: мрамор 35-45;. плавиковый шлат20-23; ферромарганец 4.-6; ферроси-.лиций 4-6; ферротитан 7-9 и железныйпорошок, вводится в качестве пластифицирующего компонента биотит в количестве 6-8 мас.7. Биотит с аниэодиаметрической формой частиц позволяет значительно улучшить пластические свойства обмазочных массэлектродов. 1 ил., 6 табл.06 1 12830 Изобретение касается дуговой свар. ки плавлением и может быть использо вано в производстве сварочных электродов и сварных конструкций ответственного назначения. 5Целью изобретения является повышение технологических свойств обмазочных масс электродов за счет улучшения их пластических свойств,Бионит весьма распространен и на ходится в месторождениях в ассоциации с алюмосиликатами и другими концентраторами.Биотит представляет собой минерал15 К 0 6(МО,Ге)О А 1 0;6810,2 Н,О. Использование биотита, которыйпредставляет собой минерал с ярковыраженной волокнисто-игольчатой(анизодиаметрической) формой частиц,позволяет улучшить пластические свойства обмазочных масс электродов спокрытием основного вида.Пластифицирующий эффект материа 1 25лов с анизодиаметрической формой частиц обеспечивается за счет их ориентации при истечении обмазочных масс, чтоспособствует понижению величины трения между сдвигающимися слоями. Приотсутствии истечения (в сыром состоя- З 0нии или после термообработки) частицы с анизодиаметрической формой создайт формирующий эффект, повышая прочность сырой массы и готового покрытия,На чертеже показано соотношение 35между пластической прочностью и давлением экструзии.Для определения оптимального содержания биотита в покрытии были проведены исследования.В экспериментах использованы опыт-.ные электроды, составы покрытия которых представлены в табл. 1.Во все обмазочные массы, содержащие биотит, вводили 217. калиево-натриевого жидкого стекла (сверх 1003к массе сухой шихты),Во время испытаний обмазочныхмасс оценивали влияние биотита надавление истечения обмазочной массы 50при постоянной скорости нагружениячерез калибровочное отверстие на капиллярном вискозиметре и определялипластическую прочность обмазочноймассы на коническом автопластометре. 55Лучшей считается обмазочная масса,которая имеет наибольшую пластическтю прочность при меньшем давлении истечения. При увеличении количества жидкого стекла масса истекает при меньшем давлении, но готовые электроды легко деформируются на конвейерной линии и наоборот. Введение неорганических пластификаторов позволяет получить легкоэкструдируемые массы с достаточно высокой пластической прочностью РАнализ данных, приведенных на чертеже, показывает, что биотит улучшает пластические свойства обмазочных масс. Так, при одном значении пластической прочности Р обмазочные массы с биотитом (2) характеризуются меньшей величиной давления экструзии Р нежели массы, не содержащие его (1), что свидетельствует о достаточно выраженном пластифицирующем действии биотита. Исследовалитакже влияние биотита на прочность обмазочных масс электродов с основным покрытием.В табл, 2 приведены данные прочности обмазочной массы после термообработки (Т = 360 С). Из табл. 2 видно, что с увеличением содержания биотита от 4 до 107. повышается прочность покрытия пример но в 1,5 раза, что можно объяснить двумя факторами: армированием покрытия за счет анизодиаметрической морфологии частиц биотита; упрочнением покрытия за счет лучшего смачивания частиц биотита связующим, что обусловлено близостью их силикатных тетраэдров.Результаты исследований технологических свойств обмазочных масс с биотитом, поКазали, что электроды хорошо прессуются, покрытие имеет хороший внешний вид. Покрытие электродов менее подвержено механическим повреждениям при транспортировке и зачистке электродов. В покрытии во время сушки не образуются трещины. Применение биотита позволяет уменьшить вспухание электродного покрытия, что оказывает влияние на качество электродов, Так в случае применения биотита вспухание покрытия 0,07 0,10 мм.Полученные результаты дают основания рекомендовать биотит дпя применения в электродных покрытиях основного вида в качестве пластифицирующей добавки. Испытания электродов с биотитом в покрытии при сварке вразличных пространственных положениях показали, что высокие сварочнотехнологические свойства электродов,а также. отделимость шлаковой корки споверхности шва обеспечиваются присодержании в покрытии биотита, равном 6-8 мас.%, При этом шлаки, образующиеся при плавлении такого покрытия, обладают хорошей кроющей способностью и обеспечивают получение мелкочешуйчатых швов с плавным переходом усиления к основному металлу,Это положительно сказывается на качестве и служебных характеристикахсварных соединений. 15 В табл. 3 приведены примеры конкретных составов электродного покрытия,На основании проведенных исследований установлено, что содержание исоотношение газошлакообразующих компонентов (мрамор, плавиковый шпат)и ферросплавов, приведенные в табл.З,являются оптимальными с точки зренияобеспечения высоких сварочно-технологических свойств электродов при сварке в вертикальном и потолочном положениях и требуемого уровня раскислениянаплавленного металла.ЮСварку производили на постоянномтоке обратной полярности. В процессеиспытаний сваривали одно и двухсторонние тавровые соединения из сталиВСТЗсп в нижнем положении. 35Установлено, что электроды обеспечивают мелкокапельный перенос металла, что исключает "примерзание"электрода к изделию при сварке на малых режимах, Наплавленный металл 40имеет мелкочешуйчатое формирование,В изломах швов одно и двухстороннихтавровых соединений трещин, пор, шлаковых включений и др. дефектов необнаружено. 45Опытными электродами производилитакже сварку стыковых швов в вертикальной и потолочной плоскостях.Электроды обеспечивают хорошее формирование шва и легкую отделяемость 50шлаковой корки в различных пространственных положениях шва. Поверхность швов мелкочешуйчатая, отсутствуют подрезы, в изломе швов дефеКтбв не обнаружено.В табл. 4 приведены данные пласти. ческой прочности покрытий.Как видно из табл. 4, обмазочные массы с биотитом в составе обладают большей пластической прочностью при меньшем давлении истечения, что свидетельствует об их лучших технологических свойствах.В табл. 5 приведены механические свойства металла шва ( 4 4 мм,1, - 190 А).В табл. 6 приведены данные ударной вязкости металла шва (образцы с надрезом по Менаже - тип Ч 1).По механическим свойствам металла шва электроды с указанным покрытием относятся к типу Э 50 А и обеспечивают требуемые значения ударной вязкости при отрицательной и положительной температурах. Электроды с предлагаемым покрытием предназначены для сварки на постоянном токе низколегированных, углеродистых и низколегированных сталей. Формула изобретенияСостав электродного покрытия для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей, содсржащий мрамор, плавиковый шпат, ферромарганец, ферросилиций, ферротитан, железный порошок, пластификатор, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения технологических свойств обмазочных масс электродов за счет улучшения пластических свойств, состав дополнительного содержит в качестве пластификатора биотит, при следующем соотношении компонентов, мас.7.:Мрамор 35-45 Плавиковый шпат 20-23 Ферромарганец 4-6Ферросилиций 4-6 Ферротитан 7-9Биотит 6-8 Железный порошок Остальное1283006Таблица 1 Содержание компонентов, мас.%, в составах Компоненты 2 3 4 5 37,5 40 42,5 20 21,5 22 23 8,5 10 4,5 5;5 7,5 8,5 26 19,5 13,5 Таблица 2 Индекс электрода Содержание биотита, %Прочность покрытия, ИПа 10 Таблица 3 Содержание компонентов, мас.%, в составах Компоненты 40 45 35 23 21,5 20 13,5 24 МраморПлавиковый шпатБиотитФерромарганецФерросилицийФерротитанЖелезный порошок МраморПлавиковый шлатБиотитФерромарганецФерросилицийФерротитанЖелезный порошок 11,1-13,3 12,4-14,6 16,9-17,6 18,5-20,8 21,7-22,8+20 -20 -40 -60 220-240 156-185 150-191 161 - 189 ФуЮ, ПаД 2р юЮ,щоставитель Н. Ивехред И,Попович С ановаедактор Т. Парфенова Т Корректор А. Обр Тираж 972И Государственногоделам изобретенийМосква, Ж, Рау ПодписиССР омитет открыт кая на 4/ Производственно-полиграфическое предприятие Проектная, 4 жгор з 7337/10 ВНИИП и 11303