Состав электродного покрытия для сварки сталей

Состав электродного покрытия для сварки сталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SLI„„ 42Ä22 А1 (ю 4 В 23 К 35/365

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ никель, железный порошок, а молибден введен в виде ферромолибдена при следующем соотношении компонентов,мас причем мрамор, окислы титана и плавиковый шлат взяты в соотношении

1:(1,8-2,2):(3,3-3,8), а суммарное содержание хрома, никеля, железного порошка, раскнслителей н ферромолибдена составляет не менее 23 мас.X.

2. Состав по п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве окислов титана он содержит двуокись тита-.. на и/или рутиловый концентрат.

3. Состав по и.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве раскислителей он содержит ферросилиций и/или марганец, и/или ферромарганец, и/или ферросиликокальций.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3648921/25-27 (22) 06. 10 ° 83 (46) 07.07.86. Бюл. М 25 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения

"ЦНИИТМАШ" (72) И.В. Гришин, Л.В. Витман, В.П. Пронин, А.С. Зубченко, О.С.Каковкин и С.И. Носов (53) 621.791.04(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 456699, кл. В 23 К 35/365.

2. Авторское свидетельство СССР

В 428894, кл. В 23 К 35/365, 14.09.72. (54)(57) 1. СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ ДЛЯ СВАРКИ СТАЛЕЙ, содержащий мрамор, окислы титана, плавиковый шлат, раскислители, хром, молибден, пластификаторы, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью улучшения сварочно-технологических свойств электрода со стержнем из стали ферритно-мартенситного класса, повышения механических свойств и ударной вязкости наплавленного металла при отрицательных температурах, состав дополнительно содержит окись хрома, Мрамор

Окислы титана

Ъ

Плавиковый шпат .

Раскислители

Ферромолибден

Окись хрома

Хром

Никель

Пластификаторы

Железный порошок

6-11

12-22

21-38, 5

3-9

О, 5-3

3-6

7-12

7-10

0,5-2

Остальное

1242322

35-50

3-5

2 0-30

Плавиковый шпат

Хром

Двуокись титана

Кремнефтористый натрий

Мрамор

5-15

Остальное

Недостатками указанного электродного покрытия являются невысокие и . нестабильные сварочно-технологические свойства электрода с известным покрытием, Наличие в указанном электродном покрытии кремнефтористого натрия приводит к низкой технологичности электрода при изготовлении, повышенной гигроскопичности покрытия и, как следствие этого, повышенному содержанию водорода в наплавленном металле.

Несбалансированное содержание фтористых компонентов, мрамора и двуокиси титана в гокрытии приводит к неудов летворительному формированию металла шва при сварке в вертикальном и потолочном положениях.

Наплавленный металл имеет низкую ударную вязкость при отрицательных температурах. Так, при -40 С ударная о вязкость наплавленного металла не превышает 18 Дж/см . Предел текучести и предел прочности наплавленного о металла составляют при +20 С 528 и 683 МПа соответственно и снижаются до -477 и 569 МПа при 350 С, что не позволяет использовать электрод с

Ф даиным покрытием при сварке ряда конструкций, работающих при повышенной температуре под давлением или при отрицательной температуре.

Известен также состав (21 электродного покрытия, содержащий следующие компоненты, мас.X:

3-25

30-50

20-30

NpaMop

Плавиковый шпат

Двуокись титана

Молибденовый порошок

1-5

Изобретение относится к области сварки и касается электродов, используемых преимущественно для сварки ферритно-мартенситных, мартенситных и аустенитно-мартенситных нержавеющих сталей, а также укаэанных сталей со сталями других структурных классов.

Известен состав f13 электродного

r покрытия, содержащий следующие компоненты, мас. :

4-9

6-10

0,3-0,7

Хром

Марганец

Поташ

Цель изобретения — улучшение сварочно-технологических свойств электрода со стержнем иэ стали ферритно,мартенситного класса, повышение механических свойств и ударной вязкости наплавленного металла при отрицательных температурах.

Для достижения указанной цели состав электродного покрытия для сварки сталей., содержащий мрамор, окислы титана, плавиковый шпат, раскислители, хром, молибден, пластификаторы, дополнительно содержит окись хрома, никель, железный порошок, а молибден введен в виде ферромолибдена при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

Мрамор 6-1 1

Окислы титана 12-22

Плавиковый шпат 21-38,5

Раскислители 3-9

Ферромолибден О, 5-3

Окись хрома 3-6

Хром 7-12

Никель 7-10

Пластификаторы 0,5-2

Железный порошок Остальное причем мрамор, окислы титана и плави— ковый шпат взяты в соотношении

1:(1,8-2,2):(3,3-3,8), а суммарное содержание хрома, никеля, железного порошка, раскислителей и ферромолибдена составляет не менее 23 мас.7.

В качестве окислов титана состав содержит двуокись титана и /или рутиловый концентрат.

В качестве раскислителей состав

% содержит ферросилиций и/или марганец, и/или ферромарганец, и/или ферросиликокальций.

В электродном покрытии мрамор является одним из основных компоненЯ тов, обеспечивающих газовую защиту зоны сварки. При содержании мрамора менее 6 мас.7. условия газовой защиты являются неудовлетворительными, что

Выполнение электродного стержня из стали аустенитного класса не позволяет с известным покрытием получить равнопрочное сварное соединение при сварке сталей ферритно-мартенситно10 ro мартенситного и аустенитно-мартенситного классов.

3 1242322 4 приводит к повьппению содержания азо- Раскислители уменьшают степень та в наплавленном металле. При содер- угара хрома и ферромолибдена, а такжании мрамора свьппе 11 мас. недо- же снижают содержание кислорода в пустимо возрастает переход углерода наплавленном металле. в наплавленный металл, что приводит 5 Ферромолибден, хром и никель позк снижению пластических свойств и воляют получить наплавленньп металл коррозионной стойкости наплавленно- с требуемым уровнем свойств. го металла. Изготовлено 15 составов электродВведение плавикового шпата и окис- ного покрытия. лов титана в указанных количествах по 10 Химический состав электродных отношению к мрамору при суммарном со- покрытий приведен в табл. 1 (состадержании в покрытии не менее 23 мас. вы 1-8 изготовлены в соответствии с хрома,. никеля, железного порошка, предлагаемым изобретением, составы раскислителей и ферромолибдена обес- 9-14 -изготовлены для подтверждения печивает высокие по сравнению с i5 правильности выбора предельных соизвестным составом сварочно-техноло- держаний мрамора, окислов титана и гические свойства электрода, т.е, плавикового шпата и их соотношений, высокую устойчивость горения дуги а также суммарного содержания хроо.

Э, хоробрую отделимость и саморастрес- ма, никеля,. железного порошка, раскивание шпаковой корки, гладкую мел- 20 кнслителей и ферромолибдена). кочешуйчатую поверхность наплавлен- Предлагаемое электродное покрыНого металла с вогнутым MeHHcKOM TIpH тие обладает высокой технологичноссварке в разделку, возможность свар- .тью при опрессовке электродов на ки во всех пространственных положе- электродообмазочном прессе. ниях. Указанные пределы содержания и 25 B табл. 2 приведены результаты . соотношения мрамора, плавикового шпа- оценки сварочно-технологических та и,окислов титана получены в ре- свойств электродов.с различньпчи поэультате многочисленных эксперимен- крытиями (оценку проводят по десятитов, построенных по симплекс-плану, бальной шкале, при этом для состава и являются оптимальными. 30 15 установлена оценка 5 баллов).

При введении мрамора, окислов ти- E табл. 3 приведены механические тана и плавикового шпата в количест- свойства (определяют на образцах тивах и соотношениях, отличных от пред- па II и IV) и ударная вязкость налагаемых, или при суммарном содержа- плавленного металла (определяют на нии хрома, никеля, железного порош- З обРазцах типа IX). ка, раскислителей и ферромолибдена Содержание газов и углерода в меньше 23 мас. сварочно-технологи- наплавленном металле приведено ческие свойства электрода резко в табл, 4. снижаются. Электроды с предлагаемьпч покрытидкись хрома уменьшает содержание 40 ем, изготовленные в соответствии с углерода в наплавленном металле и табл. 1 (составы 1-8), показали выулучшает отделимость шлаковой корки. сокие сварочно-технологические свойПри содержании окиси .хрома менее ства, т.е. стабильное горение дуги, 3 мас. содержание углерода в на- хоРошУю отделимость и саморастрескиплавленном металле превышает допус- 45 ванне шлаковой корки, гладкую мелтимые пределы. При содержании окиси кочешуйчатую поверхность наплавленхрома более б мас. недопустимо уве- ного металла с вогнУтым мениском личивается содержание кислорода в при сварке в разделку, возможность наплавленном металле. Кроме того, сварки во всех пространственных попри содержании окиси хрома менее 3. 50 ло*е"и"х ° или более б мас.Х ухудшается отдели- Как показывают результаты, примость шлаковой корки. веденные в табл ° 3 и 4, предлагаемое электродное покрытие по сравнению с известным позволяет получить наПластификаторы улучшают техноло- плавленный металл с более высоким

1 гичность электроДа при изготовлении. 55 уровнем ударной вязкости при отрицаV

В качестве пластификаторов может тельных температурах и пластичности быть использован, поташ, КИЦ, слюда (относительного удлинения и относии др. тельного сужения) благодаря пони1242322

Компонен- Содержание, 1 2 3 4 5 6 7

7,4

Мрамор

7,4

7,4

Рутиловый концентрат 12

4,3

Двуокись титана

16,3

16,3

Плавиковый шпат 21

38,5

24,4

28,1

28,1

Окись хрома

4,5

4,5

4,5

4,5

4,5

Ферромолибден 3

0,5

Ферромарганец 6

Ферросилиций

Ферросиликокальций

10

10

Железный порошок

7,5 16,6

16,7 20,4

16,5

19,7

0,5

1:2в2:3э8 1:2ь2:Зэ3 1:1э8:

:3,8

1:2:3,5 1:2:3,5 1:2 3,5

1:2:3,5 женному содержанию углерода, азота и водорода, с более высоким предеЪюм прочности и пределом текучести как при комнатной, так и при повышенных

Марганец

Хром

Никель

Пластификаторы (поташ)

Кремнефтористый натрий

Мрамор: окислы титана: плавиковый шпат температурах, и с более высокой теплоустойчивостью (предел текучести при 350 С не ниже величины предела текучести при 20 С).

1242322 мас.Х, в составе

8 9 10 1 1 12 13 14 15

5 12 8

8 8

12

10

16

12

2,4

26,4

17,5

28

24

4,5

4,5

4,5

4,5

3 5

0,1

13

10

10

5,8

20,5

19,7

12,5 20,5

20,5

12,5

2,5

0,1

1:1,8:3,3 1:2:3,5 1:2:3,5 1:2,5:3,5 1:1,5:3,5 1:2:4 1:2:3

1:2:3,5

Указанные преимущества позволяют использовать электрод с предлагаемым покрытием при изготовлении ответственных конструкций иэ высокопрочных сталей, эксплуатируемых под давлением, при повышенных и пониженных температурах, в частности,при сварке трубопроводов атомныхэлектростанций.

Т а б л и ц а

1242322

Компоне . TQ

Содержание, 42,5

25,0 42,5

42,7 46,4

45,7

Таблица 2

Сварочнотехиологические свойства

1 2 3

7 7 8 7 8 7 7 7 5 5 5 5 6 5

Отделимость шпака

6 6 5 6 5 5 5

7 8 8 9 7 7 7 В

8 7 В 8 8 В В 8

Поведение 8 8 7 7 8 7 7 7 анака нри сварке 7 7 8 7 8 9 8 7

5 6

7 6 5 5

7 В 7, 9 7 7 B 7 7 6 5 5

5 6

6 5

7 8 В 7 7 В В B В 5 6 6

Формирование ава 8 7 8 8 8 В 7 7 7 5 5 6 6 Ь 5

7 7. 9 9 9 7 8 В 7 6 5 5 5 6 ;уммарное содержание хрома,никеля, железного порошка, раскислителей и ферромолибдена 53

2 3 4 5 6

\ 1

Состав покрытия

4 5 б 7 8 9 tiD 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5

1242322

Продолжение табл.! мас.Х, в составе

I

8 9 10 11 12 13 14 15

38,5 46,5

38,5 46,5

19,9

58,0

45,7

3 4 5

8 7 7 8 7 9 8 . 8 7 5 5 6 5 5

7 8 7 7 8 8 8 7 7 6 6 5 5 б 5

8 8 8 7 8 8 9 7 б 5 6 б б 6

8 7 8 7 7 8 7 7 6 5 S 5

6 5

9 8 8 8 7 7 7 8 6 б б 5 5 6 5

8 7 7 7 ) 8 ) 7 Z 6

8 7 7 8 7 8 7 6 б S 5 5 5

7 7 8 7 8 7 8 7 6 б 5 5 6 S

Сварка в 8 потолочиом полоз еиии 8

7 7 7 7 7 7 8 7 б 5 S 5 5

Сварониотеииологические свойства

Устойчи" вость

r îðåния дуги

Сварка в вертикальИОН ПОЛО" жеиии

Продолжение табл.2

1 г

1242322 У еЧ О 00

Ф an

«0 О в в о л

° м

С 4 л м

° Ф

Е Ъ Ch CO

00 О с 4

О Ю >/>

1— ф сч м

Ф

/Ъ

° О е

/Ъ О

>/ъ е аО

М е о о ч> еч

Ф еЧ N

«>ъ е» Оъ

00 О /Ъ еч о

00 Ю

>/> сч

>» в

С«С ф> М

>/Ъ л >е>

Ch Ф а е

М е Ъ

0Ъ

00 00 >»

О 00 ф1 Щ >/Ъ

° с>ъ а в

0 N

° I м О О

>/Ъ Л >/Ъ

/ъ сч о

Оъ CO

В О >/Ъ е о о

Ъ/Ъ СЧ с"Ъ в о

00 с> °

° ф в л

CO е в о о в» сч сч л

° Ф 00 сО ъ«> е е в

«э еч an ce м сч с ъ м сч л О >/Ъ в >е /ъ еч ч>

C)

С 4 сч

ЪО

>/Ъ Е» >/Ъ в» 0 в е

° >/Ъ

СЧ .00 О О еч о а еч

ОЪ Е» >ЕЪ Ч>

О ОЪ в в

Ф м

>/Ъ м е

CV в

Ф «Ь

an л >/>

«Ф ч:> >» еч

О 00 00 О

Оъ О 0Ъ 1О

00 Ch Е»

00 СЧ СЧ 00 е а е

«>ъ е» ф «>ъ о м с \» / «О Оъ

00 О >Е> /Ъ ЕЧ >/Ъ /Ъ О

С> с» сч 00

СП е» ь/Ъ О ъ> о

Е4

>/Ъ в

СЧ О 00

>/Ъ»/Ъ с Ъ

IL е

>/Ъ . >/Ъ

\М е> CO О -ф а о,о

e e /Ъ ъо N сч м л сч î w o

СЧ 0 СЧ /> е в е °

0 сЧ О C4 «- 00 00

ОЪ с >/ъ ъО сч /Ъ . >/Ъ а о о е е о сч Ю» о е в е е Ъ

>/Ъ >/Ъ

C 4 сО

3 е» «4

Л 0Ъ

° О 04 а а с/Ъ >О

>/Ъ >/Ъ

01 о

tl в

Ф Ф еч Ф сч -э

«>Ъ О

CO ЧЭ о о сЧ /Ъ м

0> с>> С> ф V о о о сч >/ъ сч о

/Ъ соч о

U C0

«> ф

М

«>

М >>> ф

v о о

О Я

JRâ

>/Ъ 00 an о о

«Ф an сч

16

1242322

Таблица 4

1 (Элементы и их содержание, мас.7

Состав покрытия Углерод

Кислород Водород, см /100 г металла

Азот

1 0,016

2 0,022

3 0,028

1,8

1,5

4 0,020

1,7

1,4

1,6

1,5

1,7

1,8

1,6

0,066

0,062

0,058

0,063

0,066

1,5

1,7

3,6

Составитель Н. Иванова

Техред К,Боикало

Корректор Л. Патай

Редактор Н. Тупица

Заказ 3650/16 Тиразк 1001

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раутская наб., д. 4/5

Подпис ное

Производственно-.полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 0,019

6 0,018

7 0,018

8 0,020

9 0,014

10 О, 032

11 О, 025

12 О, 023

13 О, 028

14 0,021

15 0,035

О, 050

О, 042

О, 034

О, 044

О, 049

О, 046

0,045

0,046

0,075

0,028

0,050

0,048

0,046

0,042

О, 080

0,055

О, 064

Ъ, 068

О, 056

О, 061

О, 057

0,056

0,063

0,063

0,068