Патент на изобретение №2371291
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ
(57) Реферат:
Изобретение может быть использовано для изготовления электродов типа Э-46 для сварки конструкций из углеродистых сталей. Покрытие содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: карбонат 10-15, органический газообразователь 2-5, минерал из группы силикатов 12-22, титансодержащий минерал 20-55, марганецсодержащий компонент 10-20, гематит 8-20. В качестве минерала группы силикатов покрытие содержит слюду, или полевой шпат, или кварцевый песок. В качестве титансодержащего минерала содержит ильменит или титансиликат. В качестве марганецсодержащего компонента содержит силикомарганец или порошок легированной стали. Электрод с приведенным покрытием обеспечивает низкое содержание неметаллических включений в металле шва и высокую ударную вязкость, покрытие изготовлено из нетоксичных, сравнительно недорогих и недефицитных компонентов. 3 з.п.ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к сварке, а именно к электродным покрытиям для изготовления покрытых электродов, и может быть использовано для сварки ответственных конструкций из углеродистых сталей с временным сопротивлением разрыву до 50 кгс/мм2 (490 МПа). Для сварки вышеуказанных сталей наибольшее распространение получили электроды с покрытием на основе рутилового концентрата, однако его высокая стоимость требует поиска новых композиций покрытия электродов. Наиболее близким к заявляемому составу является электродное покрытие (а.с.
Такой состав обеспечивает широкий диапазон рабочих токов, однако металл шва сильно загрязнен неметаллическими включениями. Цель изобретения – снизить содержание неметаллических включений в металле шва. Для достижения поставленной цели в состав электродного покрытия для сварки углеродистых сталей, содержащий карбонат, органический газообразователь, минерал из группы силикатов, титансодержащий минерал, марганецсодержащий компонент, дополнительно введен гематит при следующем соотношении компонентов (мас.%):
Для проведения испытаний в качестве конкретных компонентов покрытия взяты: карбонат-мрамор или магнезит; марганецсодержащий компонент-силикомарганец марки СМн17, или СМн22, или СМн26. В качестве минерала из группы силикатов взяты слюда, или тальк, или нефелин, или полевой шпат. В качестве органического газообразователя взяты крахмал, или целлюлоза, или лигнин. Введение в покрытие электрода в определенном массовом соотношении гематита снизило содержание неметаллических включений в металле шва и повысило его ударную вязкость. Достижение поставленной цели объясняется тем, что неметаллические включения в шве, главным образом это комплексные оксиды продуктов раскисления кремния, марганца, алюминия и титана, разрушаются кислородом гематита. Например, включения кварца (SiO2) и корунда (Аl2О3), попадая в сварной шов из покрытия электрода, не успевают всплыть на поверхность сварочной ванны в процессе сварки из-за малого времени существования ванны в жидком состоянии. Поступая в металл шва, эти включения взаимодействуют с FeO (продукт диссоциации гематита), образуя более сложные и обычно более легкоплавкие оксидные включения, переходящие в шлаковую фазу. Это способствует значительному снижению количества неметаллических включений в шве. Заявляемый состав электродного покрытия по своим свойствам отличается от прототипа и обеспечивает достижение высокого положительного эффекта – снижение количества неметаллических включений в металле шва и повышение его ударной вязкости. При разработке покрытия были подготовлены и испытаны 6 вариантов покрытия, которые приведены в таблице 1.
При изготовлении электродов в качестве связующего использовали жидкое калиево-натриевое стекло. Покрытие наносилось на стержни проволок Св08А диметром 4 мм методом опрессовки. При сварке в качестве источника питания дуги использован трансформатор ТД-500. Сила сварочного тока составляла 180-200 А. Перед сваркой электроды прокаливали при температуре 180°С в течение 90 мин. Количество неметаллических включений определяли путем электролитического растворения металла шва. Полученные данные приведены в таблице 2.
Испытания показали, что снижения содержания карбонатов менее 10 мас.% снижает защитные свойства шлаковой фазы, а увеличение свыше 15 мас.% нарушает формирование шва. Увеличение содержания гематита более 20 мас.% затрудняет формирование шва в вертикальном и потолочном положениях пространства, а снижение менее 8 мас.% снижает механические свойства металла шва. Увеличение количества минерала из группы силикатов более 22 мас.% резко увеличивает вязкость шлака и нарушает формирование, а менее 12 мас.% не оказывает необходимого влияния на свойства шлака. Увеличение титаносодержащего минерала свыше 55 мас.% нарушает стабильность горения дуги, а снижение менее 20 мас.% нарушает формирование шва. Увеличение органического газообразователя свыше 5 мас.% приводит к сильному разбрызгиванию, а снижение менее 2 мас.% нарушает защиту расплавленного металла. В сравнении с прототипом предлагаемый состав покрытия обеспечивает низкое содержание неметаллических включений в металле шва и высокую ударную вязкость. Состав покрытия содержит низкотоксичные, сравнительно недорогие и недефицитные компоненты и весьма технологичны в изготовлении.
Формула изобретения
1. Состав электродного покрытия для изготовления электродов типа Э-46 для сварки конструкций из углеродистых сталей, содержащий карбонат, органический газообразователь, минерал из группы силикатов, титансодержащий минерал, марганецсодержащий компонент, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гематит при следующем соотношении компонентов, мас.%:
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве минерала группы силикатов он содержит слюду, или полевой шпат, или кварцевый песок. 3. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве титансодержащего минерала содержит ильменит или титансиликат. 4. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве марганецсодержащего компонента содержит силикомарганец или порошок легированной стали.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
841873 от 30.01.81 г.), которое содержит следующие компоненты (мас.%):
в, МПа
, %