Порошковая проволока

Порошковая проволока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сварочным материалам для сварки чугуна и может быть применено для заварки дефектов чугунного литья, а также для сварки чугуна. Цель - снижение склонности сварного соединения к образованию трещин и пор, снижение потерь на угар и разбрызгивание при сварке. Порошковая проволока (ПП) состоит из медной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей компоненты при следующем соотношении (в мас.%): ферросилиций 1,0-1,5; плавиковый шпат 2-3; лантан 0,8-2; бор 0,2-0,7; никель 70- 76; алюминий 1,3-2; хром 5-15; борфтористый натрий 8-10; плавленая бура 2-2,5. Коэффициент заполнения ПП 23%. Соотношение буры плавленой и натрия борфтористого в составе ПП должно составлять 1:4. При этом соотношении температура плавления сплава буры плавленой и натрия борфтористого 270°С. Прокалка при t 300-320°С после изготовления ПП скрепляет между собой частички порошка шихты. Длавиковый шпат начинает растворяться в расплаве буры плавленой и натрия борфтористого. В результате расплав затвердевает и закупоривает поры сердечника . При остывании ПП воздух не может попасть в сердечник. В процессе сварки натрий борфтористый выделяет фторид бора, защищающий зону сварки. Лантан способствует удалению серы из жидкого металла. Элементы-карбидообразователи улучшают смачивание графита чугуна жидким металлом, измельчают зерно. Упрочнение шва происходит за счет образования алюминида никеля. 2 табл. с € (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) 0 33 А1 (д11 4 В 23 К 35/368

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4160800/31-27 (22) 12.12.86 (46) 07.06,88. Вюп. Р 21 (71) Краматорский индустриальный институт (72) В.Т.Катренко, А.И.Кучеренко, А.M.Седенков, B.M.Супрун, В.M.Äîöåíêo и А.В.Грановский (53) 621.791.042.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 363303, кл. В 23 К 35/368, 17.07.70.

Пропилов Л.Я. Советы заводскому технологу. — Л.: Лениздат, 1975, с. 93. (54) ПОРОШКОВАЯ ПРОВОЛОКА (57) Изобретение относится к сварочным материалам для сварки чугуна и может быть применено для заварки дефектов чугунного литья, а также для сварки чугуна. Цель — снижение склонности сварного соединения к образованию трещин и пор, снижение потерь на угар и разбрызгивание при сварке. Порошковая проволока (ПП} состоит из медной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей компоненты при следующем соотношении (в мас.7): ферросилиций 1 0-1,5; плавиковый шпат 2-3; лантан 0,8-2; бор 0,2-0,7; никель 7076; алюминий 1,3-2; хром 5-15; борфтористый натрий 8-10; плавленая бура 2-2,5 ° Коэффициент заполнения ПП

237. Соотношение буры плавленой и натрия борфтористого в составе ПП должно составлять 1:4. При этом соотношении температура плавления сплава буры плавленой и натрия борфтористого 270 С. Прокалка при t = 300-320 С после изготовления ПП скрепляет между собой частички порошка шихты. Ллавиковый шпат начинает растворяться в расплаве буры плавленой и натрия борфтористого. В результате расплав затвердевает и закупоривает поры сердечника. При остывании ПП воздух не может попасть в сердечник. В процессе сварки натрий борфтористый выделяет фторид бора, защищающий зону сварки.

Лантан способствует удалению серы из жидкого металла. Элементы-карбидообразователи улучшают смачивание графита чугуна жидким металлом, измельчают зерно. Упрочнение шва происходит за счет образования алюминида никеля.

2 табл.

1400833

Изобретение относится к сварочным материалам для сварки чугуна и может быть применено для заварки дефектов чугунного литья, а также для сварки чугуна.

I

Цель изобретения — снижение склонности сварного соединения.к образованию трещин и пор, снижение потерь на угар и разбрызгивание при сварке.

Ферросилиций в порошковой проволоке применен в качестве раскислителя, графитизатора, ферросилиций способствует смачиванию графита жидким металлом сварочной ванны, При содержании ферросилиция менее 1Х его влияние не проявляется в должной степени, при содержании ферросилиция более 1,57 снижается пластичность наплавленного металла. 20

Плавиковый шпат снижает содержание водорода в металле шва, отшлаковывает ,тугоплавкие окислы алюминия, кремния.

При содержании плавикового шпата менее 2Х в металле шва появляются поры, 25 увеличивается разбрызгивание, при содержании плавикового шпата более 37 ухудшается стабильность горения дуги.

Лантан связывает серу и фосфор, переходящие из чугуна в металл шва, 30 и способствует их удалению из метал, ла шва. Лантан модифицирует металл

1 шва, измельчает его структуру, спо1 собствует совместно с ферросилицием и хромом смачиванию углерода чугуна жидким металлом ванны, таким образом лантан препятствует трещинообразованию в сварном шве.

При содержании лантана менее 0,87 указанные эффекты не проявляются в достаточной степени. При содержании лантана более 27 увеличивается расход лантана без дальнейшего улучшения свойств металла шва.

Бор служит активным раскислителем, растворяясь в жидком металле ванны, 45 он реагирует с кислородом, препятствуя реакции кислорода с углеродом, переходящим из чугуна, а также кислорода с фосфором и серой, переходящими из чугуна. Так как при реакции кислорода с серой, углеродом и фосфором образуются газообразные окислы, при реакции бора с кислородом — легкоплавкий окисел бора, то отсутствует выделение газов из сварочной ванны, а следовательно, уменьшается разбрызгивание. Сера и фосфор являются вредными примесями, способствующими образованию трещин в металле шва, так KBK в данном случае отсутствует окисление этих элементов киспородом, то необходимо применение лантана для удаления из них шва. Углерод связывается в карбиды, в том числе карбид бора.

Мелкодисперсные карбиды бора, лантана, кремния являются центрами кристаллизации и способствуют измельчению зерна сварного шва.

При содержании бора менее 0.27 его влияние недостаточно, при содержании бора более 0,77 ухудшается обрабатываемость наплавленного металла, Никель обеспечивает аустенитную структуру шва, растворяет в себе железо, препятствует образованию структур отбела, никель растворяет водород в большей степени, чем железо, поэтому препятствует образованию пор в металле шва, так как водород оказывается растворенным в металле шва и не выделяется в виде пузырьков. Никель образует с алюминием соединениеалюминид никеля, которое повышает прочность шва, При содержании никеля менее 707 в шве возможно возникновение трещин. При содержании никеля более 767 заметного улучшения свойств сварного шва не наблюдается, расход никеля увеличивается.

Алюминии совместно с никелем упрочняет металл шва, он — активный раскислитель, который совместно с бором препятствует кипению сварочной ванны и, соединяясь с кислородом, дает тугоплавкую окись алюминия, которая частично поднимается на поверхность, частично создается в металле шва, служа центрами начала кристаллизации, При содержании алюминия менее 1,37 снижается прочность сварного шва. При содержании алюминия более 27. в металле шва появляются шлаковые включения.

Хром является карбидообразующим элементом, связывающим углерод, он улучшает связь металла шва с углеродом чугуна. Тугоплавкие окислы хрома совместно с окислами лантана, алюминия повышают вязкость шлака, улучшают его кроющую способность, что обеспечивает меньшее насыщение металла шва газами и способствует снижению угара и разбрызгивания электродного металла при многопроходной сварке.

Оптимальное содержание хрома 5-157., l 4008 33

55 при содержании хрома менее 5Х не достигаются желаемые эффекты.

Бура плавленая является шлакообразующим компонентом, отшлаковывающим окислы меди, никеля, и способствует смачиванию чугуна жидким металлом, что обеспечивает хорошее формирование сварного шва. Натрий борфтористый служит раскислителем и шлакообразующим компонентом, способствующим отшлакованию окислов кремния, алюминия.

Предварительно бура плавленая сплавляется с натрием борфтористым, затем после остывания полученный сплав дробят и в виде порошка вводят в состав порошковой проволоки. Отношение буры плавленой к натрию борфтористому 1:4, тогда температура плавления их сплава

I о около 270 С. При прокаливании порошковой проволоки после ее изготовления при 300-320 С сплав плавится, при этом вследствие нагрева содержащийся в проволоке воздух расширяется и выходит из проволоки.

Плавящийся сплав буры плавленой и натрия борфтористого частично заполняет поры между частицами порошка, скрепляет частицы порошка между собой, закупоривает проходы для воздуха. Однако в процессе прокаливания жидкий сплав солей растворяет третью соль — плавиковый шпат ° Растворяясь в сплаве буры и борфтористого натрия, плавиковый шпат повышает их температуру плавления, что приводит к затвердеванию сплава солей и фиксации частиц порошка в нем. Таким образом при прокалке проволоки идут три процесса: удаление частиц воздуха за счет его расширения при нагреве, плавление сплава буры плавленой и натрия борфтористого и смачивание им частиц порошка, застывание сплава и фиксация частиц порошка в нем вследствие растворения в сплаве плавикового шпата.

Таким образом, затвердевание сплава буры плавленой и натрия борфтористого происходит при температуре прокалки проволоки, поэтому, когда после прокалки она остывает, поры оказываются закупоренными и не заполняются воздухом, вследствие чего сердечник имеет пониженное содержание воздуха.

При горении дуги распад натрия борфтористого ведет к образованию газообразного фтористого бора, который и создае т з ащитную атмосферу дуги.

Фтористый бор является восстановителем, что при минимальном содержании воздуха в проволоке обеспечивает в целом восстановительную атмосферу в зоне горения дуги. При этом отсутствует кипение сварочной ванны, снижается разбрызгивание металла, улучшается формирование сварного шва.

Оптимальное содержание натрия борфтористого 8-107, при содержании его менее 87 ухудшается формирование шва, при содержании его более. 10Ж снижается стабильность горения дуги. Бура плавленая должна содержаться в пределах 2-2,5Х, при ее содержании вне этих пределов повышается температура плавления сплава солей — натрия борфтористого и буры плавленой, что мешает удалению воздуха из сердечника порошковой проволоки.

Изготавливают порошковые проволоки трубчатого сечения диаметром

3,2 мм. Конкретные составы порошковых проволок приведены в табл. 1.

Для изготовления порошковой проволоки применяется медная лента марки N1 сечением 0,6 х 15 мм. Выполняется сварка пластин из чугуна марки

С412-28 на следующих режимах: напряжение на дуге 37-40 В, ток дуги 160180 А, полярность обратная.

В табл. 2 приведены технико-экономические показатели предлагаемой и известной порошковых проволок.

Как следует из приведенных данных, предлагаемая порошковая проволока обеспечивает лучшее качество сварного шва, меньшие потери на угар и разбрызгивание, чем известная. При содержании компонентов в порошковой проволоке больше или меньше оптимальных технико-экономические показатели порошковой проволоки ухудшаются.

Формула изобретения

Порошковая проволока, преимущественно для сварки чугуна, состоящая из медной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей ферросилиций и плавиковый шпат, отличающаяся тем, что, с целью снижения склонности сварного соединения к образованию трещин и пор, снижения потерь на угар и разбрызгивание при сварке, шихта дополнительно содержит никель, ланКомпонент Содержание компонентов, мас.Е, в составе

1 2 3 4 5

ФерросилиIJHH

Плавиковый

1 1,2 1,5 1,7

2 2,4 3 3,2

0,8 шпат

1,2 2 2,3

0,8

0,7

Лантан

02050708

0,1

Бор

74 76 77

67

Никель

1,3 0,8

1,7

2,2

Алюминий

7 5 0,7

9,6 10 10,8

Хром

Натрий борфтористый

Бура плавленая

2,5 2,7

2,4

1,5

Таблица2

Показатели

Состав порошковой проволоки

Пористость, Потери на угар Внешний вид сваршт/100 MM и раэбрызги- ного шва, налишва ванне чие трещин

Неровность наплавленного вали19 ка, трещин нет

Трещин нет

Трещин нет

14

Нет

Нет

Трещин нет

Нет

Наплывы, трещин нет

Плохое формирование сварного шва.

По зоне сплавлеИзвестный ния трещина длиной 22 мм

I I

ВНИИПИ Заказ 2753/16 Тираж 921 Подписное

Произв.-полигр, пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 14008 тан, бор, алюминий, хром, борфтористый натрий, плавленую буру,.при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Ферросилиций 1 0-1 5

У У

Пл ав ик овый шпат 2-3

Лантан 0,8-2

Бор 0,2-0,7

Никель 70-76

33 6

Алюминий 1,3-2

Хром 5-15

Борфтористый натрий 8-10

Плавленая бура 2-2, 5 при коэффицие нте з аполнения порошковой проволоки 237, причем отношение содержания плавленой буры к содержанию борфтористого натрия составляет 1:4.

Таблица!