Патент на изобретение №2198774
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ
(57) Реферат: Изобретение может быть использовано для сварки ответственных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей. Электродное покрытие содержит, мас.%: доломит 50-55, плавиковый шпат 12-18, туфогенный песок 8-10, ферросилиций 3-8, ферромарганец 4-6, ферротитан 8-12, кальцинированная сода 0,5-1, целлюлоза 0,5-1. Состав обеспечивает улучшение пластических свойств обмазочной массы, а также сварочно-технологических свойств электродов за счет повышения стабилизирующих свойств покрытия и облегчения отделимости шлака. 3 табл. Изобретение относится к сварке плавлением, в частности к составам электродных покрытий, и может быть использовано для сварки ответственных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей в различных областях промышленности и строительства, где применяется ручная дуговая сварка. Известен состав электродного покрытия, содержащий мрамор, плавиковый шпат, ферромарганец, ферросилиций, ферротитан, фторопроизводные этилена, кварц (А. с. 625880, МПК7 В 23 К 35/365, 1977 г.) при следующем соотношении компонентов, мас.%: Плавиковый шпат – 1 – 10 Кварцевый песок – 5 – 10 Феррросилиций – 5 – 15 Ферромарганец – 5 – 10 Ферротитан – 10 – 15 Фторопроизводные этилена – 4 – 15 Мрамор – Остальное Недостатком этого покрытия является слабое проплавляющее действие, повышенное разбрызгивание электродного металла, а также высокая “вязкость” шлака, что ведет к образованию пор и затрудняет сварку в вертикальном и потолочном положениях. Наиболее близким к предлагаемому составу покрытия является состав, содержащий мрамор, плавиковый шпат, ферромарганец, ферросилиций, ферротитан, оксалат кальция, кварц (А. с. 1090519, МПК7 В 23 К 35/365, 1983 г.) при следующем соотношении компонентов, мас.%: Мрамор – 50 – 54 Плавиковый шпат – 12 – 18 Кварцевый песок – 7 – 9,75 Ферросилиций – 3 – 8 Ферромарганец – 4 – 6 Ферротитан – 10 – 12 Оксалат кальция – 0,25 – 5 Электроды с покрытием этого состава не технологичны в изготовлении. Покрытие быстро затвердевает и имеет малую пластичность, что приводит при изготовлении к эксцентричности. Поэтому при сварке часто возникают поры при изменении длины сварочной дуги. Задачей данного технического решения является создание электродного покрытия с высокими сварочно-технологическими свойствами за счет улучшения проплавляющего действия электродов, облегчения отделимости шлака. Технический результат заключается в улучшении пластических свойств обмазочной массы и повышении стабилизирующих свойств электродного покрытия. Этот технический результат достигается тем, что в известный состав электродного покрытия, содержащий плавиковый шпат, ферромарганец, ферросилиций, ферротитан, дополнительно введены доломит, туфогенный песок, кальцинированная сода и целлюлоза при следующем соотношении компонентов, мас.%: Доломит – 50 – 55 Плавиковый шпат – 12 – 18 Туфогенный песок – 8 – 10 Ферросилиций – 3 – 8 Ферромарганец – 4 – 6 Ферротитан – 8 – 12 Кальцинированная сода – 0,5 – 1 Целлюлоза – 0,5 – 1 Введение в состав электродного покрытия кальцинированной соды позволяет снизить склонность покрытия к образованию трещин в процессе опрессовки и прокалки электродов. Плавиковый шпат вводится в состав электродного покрытия в количестве 12-18% с целью более полного удаления водорода из зоны сварки путем связывания его в стойкое соединение HF, которое переходит в шлак. Плавиковый шпат увеличивает жидкотекучесть шлака, что способствует более полному выделению газов из сварочной ванны. Снижение содержания плавикового шпата ниже 12% не обеспечивает удаление водорода в необходимом количестве, а при содержании более 18% ухудшается стабильность горения дуги из-за влияния ионов фтора. Ферромарганец, ферросилиций, ферротитан вводятся в покрытие в качестве раскислителей. Содержание ферромарганца, ферросилиция, ферротитана ниже 4%, 2%, 5% соответственно не обеспечивает достаточного раскисления металла шва, снижает пластические показатели наплавленного металла. Повышение содержания ферросплавов свыше 3% ферросилиция, 7% ферротитана, 5% ферромарганца способствует образованию шлака более “вязкого”, густого, тягучего, плохо обтекающего валик. Введение доломита в состав электродного покрытия снижает чувствительность электродов к образованию “козырька”, что связано с изменением физико-химических свойств покрытия и улучшением опрессовываемости электродов. Обеспечивается концентричное покрытие, позволяющее получить качественный наплавленный металл без газовых пор и зашлаковок, глубокое проплаление свариваемого металла за счет увеличения газодинамического потока плазмы сварочной дуги с формированием обратного валика правильной формы. При сварке электродами с доломитом вместо мрамора в покрытии улучшается перенос электродного металла во всех пространственных положениях, повышается стабильность горения дуги, уменьшается разбрызгивание металла. Применение в электродном покрытии тонкоизмельченного туфогенного песка вместо кварцевого песка обеспечивает равномерное распределение компонентов при изготовлении шихты покрытия, что исключает образование дефектов в наплавленном металле, позволяет получить легкоэкструдируемые массы с достаточно высокой пластической прочностью. Изготовление электродов с предлагаемым покрытием возможно на электродных прессах низкого и среднего давления с использованием меньшего количества жидкого стекла по сравнению с существующими марками электродов аналогичного назначения. Остаточная влажность предлагаемого покрытия ниже, чем аналогичных, за счет снижения содержания жидкого стекла. Это в свою очередь снижает насыщение наплавленного металла кислородом и водородом. Введение туфогенного песка в состав покрытия электродов за счет повышенного содержания в нем Na2O и К2О повышает стабильность горения дуги на постоянном и особенно переменном токах. Использование в качестве шлакообразующего элемента туфогенного песка, в котором SiO2 находится в химическом соединении с другими оксидами, т.е. связан в комплексы, позволяет уменьшить окислительный потенциал покрытия. Это способствует улучшению отделимости шлаковой корки, возникновению в шлаке упругих напряжений, вызывающих его саморастрескивание и саморассыпание. Результаты испытаний электродов при сварке в различных пространственных положениях показали, что хорошая отделимость шлаковой корки с поверхности шва, а также высокие сварочно-технологические свойства электродов обеспечиваются при содержании в покрытии 8-10% туфогенного песка. При этом образующиеся шлаки обладают хорошей кроющей способностью и обеспечивают получение мелкочешуйчатых швов с плавным переходом усиления к основному металлу. Предлагаемое покрытие позволяет производить сварку в различных пространственных положениях, чем значительно облегчается проведение сварочных операций в монтажных условиях. Изготовление электродов с указанным покрытием не требует изменения известной технологии. Для оценки свойств электродов с указанным покрытием были изготовлены опытные партии по 5 кг каждая. Составы покрытий приведены в табл.1. Стержни электродов изготавливались из сварочной проволоки Св-08А по ГОСТ 2246-70. После естественной сушки в течение 24 ч электроды прокаливали при 350oС в течение 1,5 ч. Испытания электродов проводились в соответствии с ГОСТ 9466-75. При этом исследовались сварочно-технологические свойства электродов; химический состав металла шва (табл.2); механические свойства металла шва (табл.3). Наилучшие результаты наблюдались при сварке электродами 2. Наплавленный металл с предложенным составом покрытия электродов относится к типу Э 50 А по ГОСТ 9467-75 и обеспечивает требуемые значения по механическим свойствам. Содержание вредных примесей в наплавленном металле соответствовало нормам технической документации на этот тип электродов. Использование предлагаемого состава электродного покрытия по сравнению с прототипом обеспечивает хорошее формирование шва, значительно снижает разбрызгивание металла, обеспечивает высокую стабильность горения дуги и хорошую отделяемость шлаковой корки от наплавленного металла. Формула изобретения
Доломит – 50-55 Плавиковый шпат – 12-18 Туфогенный песок – 8-10 Ферросилиций – 3-8 Ферромарганец – 4-6 Ферротитан – 8-12 Кальцинированная сода – 0,5-1 Целлюлоза – 0,5-1 РИСУНКИ
QB4A Регистрация лицензионного договора на использование изобретения
Лицензиар(ы): Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет)
Вид лицензии*: НИЛ
Лицензиат(ы): Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие “Сварочные Материалы и Технологии”
Договор № РД0010118 зарегистрирован 07.07.2006
Извещение опубликовано: 20.08.2006 БИ: 23/2006
* ИЛ – исключительная лицензия НИЛ – неисключительная лицензия
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 31.07.2008
Извещение опубликовано: 20.07.2010 БИ: 20/2010
|
||||||||||||||||||||||||||
