Электрод для сварки

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЙЬСТВУ и 998065 Союз СоветсиикСоциалистическихРеспублик,Государствеииый комитет СССР по делам изобретений и открытий(331 УДК б 21, 791, .0424(,0888) Дата опубликования описания 25.02.83 КЛ, Ющенко, Й,.И. Пустовит, Л.С, Захаров, Л.В. Червякова,Н.Е. Левенберг, Н.П. Воличенко, В.Я. Косых, В,Н,Брайнини П.А. Косенко(72) Авторы изобретения Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамениинститут электросварки им. Е.О, Патона.Изобретение относится к области материалов, применяемых для электродуговой сварки преимущественно коррозионно-стойких высокопрочных сталей мартенситного, аустенитно.- мартенситного, мартенситно-Ферритного классов, работающих в интервале температур от 793 до 77 К.Известен электрод для сва ки хромистых и нержавеющих сталей 1 , содержащий высоколегированны стержень и покрытие, которое содержит следующие компоненты, вес,Ъ;Мрамор 40Плавнковый шпат 37Рутил бПолевой шпат 3Слюда 2Ферросилиций 3ФерротитанФерроалюминий 3Известный электрод позволяет цолучить сварной шов следующего химического состава, вес,ЪгУглерод 0,01-0,12 Кремний О,1-1, 0 Марганец 0,1-1,0Никель 0,8-3,5Хром 11,0-14,0 Молибден 0,2-1 ф3 .с21Ниобий . ЪЛ,2Алкминий 0,01-0,05Тантал 0,01"0,05Железо ОстальноеОднако применение данного электро-,да обеспечивает относительное удлине-ние и ударную вязкость сварных швовна уровне 5-7 и 0,1 МДж/мф, что не 10 .соответствует требуемому уровню этиххарактеристик.Известен также электрод для наплавки (, 2 , состоящий из высоколегированного стального стержня, содержащего углерод, кремний, марганец, хром,никель и железо, и покрытия, содержащего следующие компоненты, вес.ЪгМрамор 2 8-35Плавнковый шпат 22-2 бДвуокись тита-на 2-4Феррохром аэотированный 12-22Хром 3-10фер зотитан 8-12Ферромолибден 8"12Сода . До 1Однако данный эгэктрод не позволяет получить наллавленный металл с требуемой стойкостью против образования трещин, а также отличается по 9980650,5-54-8 0,5-3 О,5-33-8 Сочетание проволоки с выбранным составом покрытия обеспечивает минимальное содержание углерода в наплав ленном металле и оптимальную концентрацию остальных легирующих элементов. Это способствует снижению температуры предварительного исопутствующего подогрева до 373 К, а в некоторых случаях даже позволяет вести сварку без него, При этом трещины в ниженными характеристиками пластичности и вязкости сварного шва из-за повышенного содержания мрамора в покрытии, которое не обеспечивает со.держание углерода в наплавленномметалле менее 0,04.Целью изобретения является улучшение механических свойств сварногошва и уменьшение его склонности к образованию трещин.Поставленная цель достигается тем, 10 .что в электрод, состоящий из высоколегированного стержня, содержащегоуглерод, кремний, марганец, хром, никель и железо, и покрытия, содержащего мрамор, плавиковый шпат, двуокись титана, хром, хром азотированный и ферротитан, дополнительно вво-дят в стержень титан, азот, медь, молибден и по крайней мере один элемент из группы ( иттрий, цирконий и тантал) при следующем соотношении 2 Окомпонентов, вес.:Углерод 0,005-0,03Кремний 0,03-0,5Марганец 1,7 -8,0Хром 8,1-13,5 25Никель 4,0-14,0Молибден Ок 15-6,0Медь0,05-3,0Титан 0005 Ос 85Азот 0,005-0,08 ЗОПо крайней мереодин элемент изгруппы, содержащей иттрий, цирконий или тан-35тал 0,0005-0,3Железо Остальноеа в покрытие - полевой шпат, целлюлозу, каолин и слюду при следующем соотношении компонентов, вес.:Мрамор 12-18Плавиковый шпат 15-30Двуокись титана 27-44Хром металлический 1-4Ферротитан 1-10 45Хром азотированныйПолевой шпатЦеллюлозаКаолин 50Слюда сварных швах, выполненных на сталяхмартенситного, мартенситно-ферритного и аустенитно-мартенситного классов, отсутствуют. Улучшаются такжеотносительное удлинение и ударнаявязкость швов приудовлетворительнойпрочности ( таблица,З.Ограничение содержания мрамора впокрытии до 18 предотвращает науглероживание наплавленного металла, содержание углерода в йем не превышает0,03, Уменьшение содержания мраморав покрытии ниже 12 нецелесообразно,так как при этом повышается склонностьметалла шва к образованию пор,Введение в покрытие азотированного хрома и хрома металлического по зволяет регулировать содержание азотаи хрома в наплавленном металле в зависимости от его содержания в проволоке. Наличие в покрытии Ферротитанаспособствует снижению окислительногопотенциала покрытия н повышению перехода модифицирующих элементов (иттрияциркония или тантала) в шов. Введение целлюлозы и наличие слюды способствует повышению пластичности обмазочной массы.Введение каолина 0,5-3 в сочетании с выбранным соотношением остальных шлакообразующих ингредиентовобеспечивает высокие сварочно-технологические характеристики электродов,Для оценки технологических характеристик электродов; механическихсвойств швов и сварных соединений,склонности швов к образованию трещинбыли изготовлены опытные вариантыэлектродов с сердечником из проволок,указанных в табл. 1. Составы покрытийприведены в табл, 2. Коэффициент ве"са покрытия составлял 0,4.Электроды изготовляли методом опрессовки на стандартном оборудовании.После изготовления электроды просушивали при 293 К в течение 24 ч, а затем прокаливали при 593 К 2 ч.Опытными электродами сваривали стыки сталей ОЗХ 14 Н 12 МТ, ОЗХ 12 Н 9 Г 2 МД,ОЗХ 13 Н 9 Г 2 МД, ООХ 12 НЭД, ОЭХ 12 Н 1 ОМТ.Механические свойства при комнатной температуре швов, выполненныхэтими электродами, даны в табл. 3Проведенные испытания показали,что данные электроды обеспечиваютлучший комплекс свойств, чем известные, выбранные в качестве базовогообъекта 1По результатам проведенных работможно сделать вывод, что данные элект.роды обеспечивают качество швов в до"пустимых пределах и требуемые механические свойства сварных швов1 табл. 3, что не всегда. наблюдаетсяпри сварке электродами 13.3114 Ю ОО 1 1 3 Л 3 Л О О О Ос С О 3 Л 3 Л О М ООс О О Сс 333 сО О О с с О .О 3 Л О О с О сО О ЮсО ОсО сО Л О О с О О О О 3 С 3 О Ю О О% с Ю3 с Ю 13 Л О 3 Л О г О О с с О О 3 Л О О О с 1 О 3 Л О ОМсО 3 С 3 о Ю О с О3 Л О О О с о 1 3 ЛсО Ос сО О СО сЧ с О;Мрамор 12 15 18 Плавиковый адат Двуокись титана 30 27 1541,5 17 44 Хром металлическийФерротитан 18,5 2 10Хром азотированный 0,5 ПолеВой шпатЦеллюлоза 80,5 6,53 Каолин 3 5 2 8 0,5 Электрод Марка свариваемой стали 3 Х 14 Н 12 МТ 0 Предлагемый 8 8 8 ОЗХ 12 Н 9 Г 2 МД 8 Трещин нет (бподогрева ) 2 ЗХ 13 Н 9 Г 2 МД 8 0(проволоки ) Относительноеудлинение,В Ударнаявязкость,МДж/м Предел прочности сварно го со- единения, М Таблица 31 клонность швОВ образованию рещин998065 формула изобретения 1-41-10 Составитель Н, Гершанова Рецактор И. Николайчук Тексел М, Тепер Корректор Л.Вокшан Заказ"1023723 Тиран 1 Б 4 Подпйсное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 д Москва ХРащская наб.д д, 4,5 Филиал НПП пПатейтф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Электрод для сварки преимущественно коррозионностойких высокопрочных. сталей мартенситного,аустенитно-мартенситного и мартенситно-ферритногоклассов, работающих в интервале температур от 793 до 77 К, состоящий извысоколегированного стержня, содержащего углерод, кремний, марганец, хром,никель и железо, и покрытия, содержащего мрамор, плавиковый шпат, двуокись титана, хром, хром аэотированный и ферротитан, о т л и ч а ю щ и й-.с я тем, что, с целью улучшения механических свойств сварного шва иуменьшения его склонности к образованию трещин, стержень электрода дополнительно содержит титан, азот, медь,молибден, а также по крайней мереодин элемент иэ группы иттрий, цирконий и тантал) при следующем состношении компонентов, вес,%:Углерод 0,005-0,03Кремний О, 03-0,5Марганец 1,7-8,0,Хром 8,1-13 р 5 25Никель 4,0-14,0Молибден 0,15-6,0.Медь 0,05-3,00Титан 0,005-0,85 Азот 0,005-0,08 По крайней мереодин элемент изгруппы иттрий,цирконий, тан"тал) 0,0005-0,3 Железо Остальное а покрытие дополнительно содержит полевой шпат, целлюлозу, каолин и слюду при следующем соотношении компонентов, вес.Ж:Мрамор 12-18Плавиковый шпат 15-30Двуокись титана 27-44. Хром азотированный 0,5-5Полевой шпат 4-8Целлюлоза 0,5-3Каолин 0,5-3Слюда 3-8 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Японии Р 47-9248,кл. В 23 К 35/00,. 17.03.72.2. Авторское свидетельство СССРР 238692, кл. В 23 К 35/365,11.04,68 1 прототип),