Шихта порошковой проволоки

СОЮЗ СОВЕТСНИ СОЦИАЛИСТИЧЕО СПУБЛИН 23 К 35/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Н АВТ ВУ НОМУ СВИДЕТЕЛ ьство ССС35/36,сных табл,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по монтажным и специ"альным строительным работам(56) Авторское свидетельство СССРУ 821 107, кл. В 23 К 35/368,27,02.79.Авторское свидетел РНф 804304, кл, В 23 К20.03.79.(54) ИХТА ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКИ(57) Изобретение относится к сварке,в частности к составам шихты самозащитной порошковой проволоки для сварки арматуры из высокоуглеродистойстали и узлов железобетонных конструкций. Цель изобретения - повышениепрочности металла сварного шва присварке арматуры. Шихта порошковойпроволоки содержит компоненты при сле дующем соотношении, мас.7: плавиковыйшпат 15-20; рутил 9-12, мрамор 2-4;глинозем 3-7; ферромарганец 3-4; ферротитан 1,5-2,8; ферросилиций 2-3;кремнефтористый натрий 2-4; алюминиевый порошок 1,5-2,8; железный порошок - остальное. При этом отношениеалюминиевого порошка к глинозему составляет 0,4-0,5, отношение ферротитана к рутилу 0,16-0,23, а суммарное.содержание алюминиевого порошка и ферротитана 3,8-4,3 мас.Х, Выбранное соотношение металла к окислу позволяетполучить шлак нужной основности и схорошими рафинирующими свойствами.Это приводит к получению пластичного ме-талла сварного шва даже при отрицательной температуре, Выбранное суммарноесодержание алюминия и ферротитана при- уводит к улучшению сварочно-технологи-ческих свойств порошковой проволокии улучшает пластично-вязкие характеристики металла сварного шва. Упроч- ве 4нение металла сварного шва происходит ьза счет образования мелкодиспер Сгднитридов титана и алюминия. 2 СЭИзобретение относится к сварке, в частности к составам самозащитнойпорошковой проволоки для сварки арматуры из высокоуглеродистой стали и узлов железобетонных конструкций,Цель изобретения - повышение прочности металла сварного шва при сваркеарматуры.Упрочнение металла сварного шва при сварке предлагаемой шихтой арматуры в инвентарных формах происходит за счет образования мелкодисперсных нитридов титана и алюминия, которые образуются в результате реакции взаимодействия азота воздуха с алюминием и титаном, находящимся в активной форме в жидком металле.Активная эона сварочной ванны при сварке стыков арматуры значительно больше, чем при сварке погонных швов. Уменьшенное количество газообразующих (мрамор 2-4) по сравнению с проволоками, применяемыми для сварки погонных швов, интенсифицирует процесс аб сорбции азота на поверхности активной .зоны. Усилие перехода титана и алюминия в металле шва обеспечивается наличием в.наполнителе компонентов, состоящих из окислов этих металлов глинозема и рутила. Наличие этих элементов тормозит реакцию окисления титана и алюминияВыбранное отношение металла к егоалюминиевый порошок окислу:глинозем0,5 иферротитан. = 0,16-0,23 объяснярутилется тем, что увеличение количества 40окислов этих элементов, т.е. уменьшение отношения содержания металла кего окислу соответственно (0,4 и( 0,16, приводит к уменьшению основности шлака, ухудшению его рафинирующей способности, что вызывает уменьшение ударной вязкости металла шваособенно при отрицательной температуре,Уменьшение количества окислов,т.е. увеличение отношения содержанияметалла к окислу соответственно )0,5и 0,23 приводит к усилению окисления титана и алюминия кислородом воздуха, засорению металла шва эндогенными включениями, что также ведет крезкому ухудшению пластических характеристик металла шва. Увеличение суммарного количестваалюминия и ферротитана более 4,37 приводит к легированию этими элементамиметалла шва, что резко ухудшает пластично-вязкие характеристики металлашва, Меньшее, чем 3,87. количествоэтих компонентов приводит к ухудшению сварочно-технологических свойствпроволоки, в частности к повышениюсклонности к порообраэованию.Пределы содержания вводимого глинозема определяются иэ условия замедления окисления .свободного алюминия,достаточного для получения необходимого количества нитридов алюминия.Возрастание присутствия глиноземасвыше 77. ухудшает стабильность горения дуги и формирование шлака.Плавиковый шпат обеспечивает рафинирование металла шва от мелкодисперспых неметаллических включений,Нижний предел содержания выбран изусловия появления эффекта от введения плавикового шпата. Увепичениеего содержания свыше 207 приводитк ухудшению формирования шва и стабильности горения дуги,Мрамор в данной шихте выполняеттрадиционную роль газообразующего.Уменьшение его содержания ниже 27приводит к снижению газовой защиты,а увеличение сверх 47.приводит к повышенному разбрызгиванию.Ферромарганец и ферросилиций выполняют традиционную роль легирующих добавок, обеспечивая пластичность и прочность металла матрицы (самой стали без соединений титана и алюминия). Нижние пределы выбраны из условия появления эффекта от введения ферромарганца и ферросилиция, Введение этих компонентов сверх укаэанного верхнего предела приводит к повышенному трещинообразованию.Кремнефтористый натрий введен .в состав шихты для связывания водорода в нерастворимые в металле шва и удаляемые в газовую фазу соединения НР. Содержание кремнефтористого натрия менее 27 не обеспечивает связи всего водорода с фтором, что приводит к возникновению пор. При содержании кремнефтористого натрия сверх 47. приводит к повьппенному содержанию в сварочной аэрозоли вредных для организма оператора фтористых соединений.Вве.;.1 еьие железного порошка обеспечиваег необходимую производительность наплавки.В лаборатории сварочных материалов5 произведено 22 партии проволок диаметром 6 = 2,8 мм и коэффициентом заполнения Кз = 28 7, Состав шихты поФ 2рошковой проволоки каждой партии приведен в табл.1. 10 Для испытания свойств проволокивсех партий провоят сварку вертика.альных стыков арматуры 8 36 мм в медную инвертарную форму ьа режиме: Члл =- .:20-3.":" м/ч, ток постоянный, обратной полярности, У = 30-35 В, Т с =Адыги40-45 А,Пригодность каждой партии оценива".ется из условия, что предел прочности 20наплавленного металла 6 )600 МПа, отно"сительное удлинение на образцах типаП /18 , ударная вязкость образцов типа 1 Х (Шарпи) при 20 С составляета ) 6 Дж/см , Оцениваются стабиль-пность горения дуги, отделимость иформирование шлака, формирование.шва,образование пористости,испытания сварочно-технологическихсвойств всех партий проволок показывают,что партии 1 1,2,19 и 20, 24, 25,26 отвечают предъявляемым требованиям. Партия 3 имеете с 600 МПа, наблюдается нестабильность механическихсвойств (см.табл,2); партии 4 и 10 - 35уменьшение относительного удлинениянаплавленного металла, охрупчиваниешва; 5 и 8 - ухудшение формированияшва; 6 и 7 - ухудшение отделимостишлака; 9 - охрупчивание шва; 11 - 40снижечие пластичности; 12 - повышен ное разбрызгивание; 13 - повышеннаясклонность к пористости при сваркенепрокаленной проволоки; 14 - усиленное выделение в аэрозоль,фтористых 45соединений; 15 - снижение пластичности; 16 " увеличенное выделение в аэрозоль марганцевых соединений; 17 -снижение предела прочности 6 с 600 МПа; 18 - снижение пластичности, охрупчивание шва; 21 и 22 - повышенное пористообраэование, снижение сварочнотехнологических свойств,За прототип принята шихта порошковой проволоки СГ. При сварке пределпрочности металла продольного швао = 600 МПа. При сварке в инвентарные формы из-за дезактивации молибдена 48 снижается до 550 МПа, что приводит к хрупкому излому образцов,Предлагаемая шихта позволяет получить предел прочности металла про"дольного шва 68 = 670 ИПа, а при сварке в инвентарные формы 6 = 600 ИПа.Формула изобретенияШихта порошковой проволоки, преимущественно для сварки арматуры, из высокоуглеродистой стали, содержащая плавиковый шпат, рутил, мрамор, ферромарганец ферротитан, алюминиевый и железный порошок, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, с целью повышения прочности металла сварного шва при сварке арматуры, шихта дополнительно содержит глинозем, ферросилиций и кремнефтористый натрий, при следующем соотношении компонентов, мас.Е:Плавиковый шлат 15-20Рутил 9-1 2Мрамор 2-4Глинозем 3-7Ферромарганец 3-4Ферротитан 1,5-2,8Ферросилиций 2-3Кремнефтористыйнатрий 2-4Алюминиевый порошок 1,5-2,8Железный порошок Остальное при этом отношение алюминиевого порошка к глинозему составляет 0,4" 0,5, отношение ферротитана к рутилу составляет 0,16-0,23, а суммарное содержание алюминиевого порошка и ферротитана составляет 3,8-4,3 мас.7.счВю св сч ис ВЯ в,Редактор И.Касарда Техред А.Кравчук Корректор С.Шекмар Тираж 922 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5