Состав сварочной проволоки для сварки чугуна

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик н 1961906(51 М. Кп.з В 23 К 35/30 С 22 С 37/10 Государственный комитет СССР по ледам изобретений и открытий1531 УДК 621. 791, .042. 2(088.8) Научно-исследовательская лаборатория автомобильноготранспорта Министерства автомобильного транспортаМолдавской ССР(54) СОСТАВ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ ДЛЯ СВАРКИ ЧУГУНА 0,05-0,25 0,5-2,5 0,5-2,50,09-0,160,02-0,5 ХромНикельМедь5КальцийРедкоземельныеметаллыБарий10 МолибденБорОловоЖелезо 0,001-0,50,5-1,50,01-0,10,05-0,50,05-0,5Остальное Изобретение относится к,сварке, в частности к сварочным материалам, а именно к составу сварочной проволоки для сварки чугуна.Известны различные сварочные проволоки, например состав 1, содержащий следующие компоненты, вес.ЪУглерод 2,5-4,5 Кремний 1,5-4,5 Марганец 0,01-0,5 Никель 0,01-2,5 Медь 0,01-2,5 Хром 0,01-0,06 Магний 0,09-0,16 Кальций 0,02-0,5 Редкоземельныеметаллы 0,01-0,5 Барий 0,001-0,5 Железо Остальное Недостатком известной сварочной проволоки является то, что состав .не обеспечивает однородность структуры металла шва.Наиболее близкой к предлагаемой :по составу является сварочная проволока 2 , содержащая следующие компоненты; вес.В:УглеродМарганецКремний Однако известный состав сварочнойпроволоки не обеспечивает достаточного качества металла шва однородноймелкодисперсной перлитной структурыбез отбела.Цель изобретения - повышение качества сварного шва,получение однородной мелкодисперсной перлитнойструктуры бЕз отбела.Поставленная цель достигаетсятем, что состав сварочной проволоки, 25 содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, магний, кальций,редкоземельные металлы, барий,олово и железо, содержит алюминийи стронций при следующем соотноше нии компонентов, вес.Ъ:Углерод 3,5-4,5Кремний 3,5,-4,5Марганец 0,6-1Хром 0,03-0,06Никель 1,5-3,5Медь 1,5-3,5Магний 0,08-0,16Кальций 0,02-0,5Редкоземельныеметаллы 0,01-0,2Барий 0,001-0,5Олово 0,01-0,5Алюминий 0,01-0,5Стронций 0,01-0,2Железо Остальное Введение в состав стронция вызвано тем, что он является сильным элементом-модификатором, который совместно с кальцием, магнием, барием и редкоземельными металлами является основным десульфуратором, дегазатором и способствует получению шаровидного графита в сварном шве, чтоблагоприятно сказывается на повышении механических свойств шва. Стронций совместно с кальцием и бариемустраняет образование в сварномшве "черных пятен".(неметаллическихвключений М 90, М 95 и запутавшегосяв них графита), вызывающих резкоепонижение механических свойств шва,Стронций увеличивает число эвтектических зерен и число включений шаровидного графита в шве. Особенно,эффективно его действие в этом направлении при совместной присадке с барием и редкоземельными металлами.Введение в состав стронция приводит к повышению прочности шва и снижению его склонности к отбелу. Его действие как графитизатора на устранение отбела в шве сильнее, чем кальция.Нижний предел по содержанию стронция (0,01) ограничивается тем,что при меньшем содержании его всоставе действие стронция как дегазатора, раскислителя, десульфуратора и графитизатора малоэффективно.Ввод в состав более 0,2 стронцияили наличия в составе 0,08-0,16магния вызывает образование включений первичных карбидов, способствующих отбелу металла шва.Введение в состав алюминия в количестве 0,01-1,5 способствует улуЧшению качества шва, получению его без отбела, пористости. Алюминий наряду с магнием, кальцием, стронцием, барием и редкоземельными металлами является сильным раскислителем, дегазатором, графитизатором чугуна. При введении в состав менее 0,01 алюминия, его действие в этом направлении не проявляется. Введение в состав более 1,5 алюминия при содержании в нем 0,5 бария и 0,5 кальция приводит к образованию грубых хлопьевидных включе 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ний графита, вызывающих понижениемеханических свойств сварного шва.ВВедение в состав олова (0,010,5) способствует выравниваниюсвойств по сечению шва, получениюмедкодисперсной сорбитной структуры,повышает прочность и твердость металла шва, При введении в состав менее0,01 олова его действие в этомнаправлении не проявляется. Введение в .состав более 0,5 олова приналичии в нем карбидообразующихэлементов магния (0,08-0,16), хрома 0,06 и марганца 1 приводит к повышению отбела в сварном шве,Магний, кальций, барий и редкоземельные металлы в составе проволоки являются элементами-модификаторами, способствующими глубокому раскислению, дегазации и десульфурацииметалла сварного шва, Одновременноэти элементы вызывают образованиешаровидного графита в сварном шве.При этом кальций и барий совместнос кремнием и углеродом устраняютотбел в сварном шве.Никель, медь, марганец и,хром всоставе проволоки способствуют упрочнению металлической матрицы шва,вызывают повышение его механическихсвойств.Изготавливают и испытывают составсварочной проволоки для проверки насвариваемость, качество и физико-механические свойства металла шва.Состав приведен в табл. 1.Необходимый состав проволоки получают путем модифицирования исходного чугуна, содержащего углерод,кремний и легирующие элементы - марганец, хрбм, никель, медь. Комплексными модификаторами. состава,вес.: магний 6-9; кальций 5-10,барий 1-5, редкоземельные металлы1-3, стронций 1-3, кремний 50-60,железо в остальное. Необходимоесодержание в составе кремния, углерода, алюминия и олова регулируютпутем присадки их в печь при выплавке исходного чугуна. Из приготовленного состава сплава отливают прутки диаметром 5-8 мм, длиной 200300 мм.Проверку на свариваемость и ка чество металла шва изготовленныхпрутков проводят. на пластинах размером ЗООХ ЗООХ 25 мм, отлитых из высокопрочного чугуна состава, весуглерод 38; кремний 3,0; марганец0,75; хром 0,06; никель 1,5; медь 1,5;магний 0,035; кальций 0,03; барий0,02; стронций 0,02; редкоземельныеметаллы 0,01; алюминий 0,1; олово0,02.Механические свойства чугуна пластин составляют: предел прочности прирастяжении 80 кг/мм , удлинениех2,5%, ударная вязкость 2,5 кгм/смт, твердость НВ 285.1Предварительно кромки пластин разоделывают под углом 45 . Затем их уклудывают в печь для подогрева 650- 720 С. Заварку двух пластин проводят электродуговыми способами. Из наплавленного. слоя вырезают образцы для испытания качества и свойств металла шва.Для проволок иэ данного состава может быть рекомендовано следующее покрытие, в вес.Ъ: мрамор 5-10; графит 5-15; магний 1-5; кальций 2-8; барий 0,001-3; редкоземельные металлы 0,1-3; кремний 5-25; железо 1-15; плавиковый шпат - остальное. 15 .Жидкое стекло 25-30 от веса сухой -шихты. Химический состав и механическиесвойства сварного шва приведены втабл. 2.Испытания показали, что в зонешва отбела микротрещин не обнаружено.Химический состав металла шва,его механические свойства близки к составам основного металла. Ударная вязкость наплавленной части металла иметалла в зоне термического влияниянаходятся на уровне основного металла. Микроструктура металла шва - мел"кодисперсный перлит, однородностьвдоль и поперек шва, графит шаровидной формы, при сварке известнымсоставом проволоки структура металлашва перлитная, неоднородность вдоль .и поперек шва, в зоне сплавленияимеются отдельные включения карбидов,Проверка предлагаемого составасварочной проволоки для сварки изаварки отливок иэ высокопрочногочугуна с шаровидным графитом показалапреимущества по сравнению с известным составом проволоки при получениисварного шва со структурой мелкодис.персного перлита, равномерно расположенного вдоль и поперек сварногошва, без структурно-свободных включений карбидов и с высокими показате-.лями прочности,961906 10 1,5-3,51,5-3,50,08-0,160,02-0,5 Формула изобретения Составитель Н. КозловскаяТехред,з.палий Корректор М Демчик Редактор Н. Гришанова Заказ 7362/17 Тираж 1153 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП фПатент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Состав сварочной проволоки для сварки чугуна, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, магний, кальций, редкоземель ные металлы, барий, олово и железо, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения качества сварного шва, получения однородной мелкодисперсной перлитной структуры без 1 О отбела, состав дополнительно содержит .алюминий к стронций при следующем соотношении компонентов, вес.В:Углерод 3,5-4,5 Кремний 3,5-4,5 Марганец 0,6-1Хром 0,03-0,06 НикельМедьМагнийКальцийРедкоземельныеметаллы 0,01-0,2Барий 0,001-0, 5Олово 0,01-0,5Алюминий 0,01-0,5Стронций 0,01-0,2Железо ОстальноеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРв 491425, кл. В 23 К 35/30, 1974.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 3220163/25-27,кл. В 23 К 35/30, 1960 (прототип),