Порошовая проволока для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей

Порошовая проволока для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к материалам для электродуговой сварки и может быть использовано для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей, в частности при выполнении шва способом сверху вниз. Цель изобретения - увеличение скорости сварки и повьшение качества корневого шва при сварке кольцевых стыков трубопроводом способом сверху-вниз. Порошковая проволока ПП состоит из стальной оболочки и порошкообразной , шихтыо Шихта содержит компоненты при следующем соотношении, масо%: фторид щелочно-земельного металла 25-56; ферромарганец 1,5-4; ферротитан 1-5; алюминиевый порошок 2-4; лигатура с ниобием 0,5-3; отвальный шлак шахтных печей никелевого производства 3- 10; компонент с диоксидом титана шш циркония 8-20; железный порошок - остальное. Коэффициент заполнения Ш1 составляет 31%. В качестве фторидов щелочно-земельного металла использован фторид стронция или фторид магния. В качестве компонента с диоксидом титана или циркония использован -ильменитовый или цирконовый концентрат. В качестве лигатуры с ниобием использована лигатура алюминий-ниобий-кремний или феррониобий. Добавление лигатуры с ниобием приво- . дит к увеличению поверхностного натяжения жидкого металла сварочной ванны, что обеспечивает лучшее удержание жидкого металла сварочной ванной на весу. Введение отвального шлака шахтных печей никелевого производства повьш1ает межфазное натяжение на границе металлшлак, что обеспечивает увеличение скорости сварки способом 3-4 раза. 3 табл сверху,вниз ПП в (Л 4 9д d №

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ, РЕСПУБЛИК

„„SU„, 1461611 (5д 4 В 23 К 35/368

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4234038/31-27 (22) 25.03.87 (46) 28.02.89. Бюл. В 8 (71) Кубанский государственный университет и Краснодарский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института по монтажным и специальным строительным работам (72) Б.П.Бурылев, В.А.Смагина, Л.П.Мойсов, В.Д.Курмаз, А.Л.Богаевский В.Г.Хохлов, Л.С.Петрова и Л.Л.Митряшин (53) 621.791.042.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 315552, кл. В 23 К 35/36, 1971.

Авторское свидетельство СССР

Ф 683876, кл. В 23 К 35/36, 04.07.77 ° (54) ПОРОШКОВАЯ ПРОВОЛОКА ДЛЯ СВАРКИ

НИЗКОУГЛЕРОДИСТЫХ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к материалам для электродуговой сварки и может быть использовано для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей, в частности при выполнении шва способом нсверху вниз". Цель изобретения — увеличение скорости сварки и повышение качества корневого шва при сварке кольцевых стыков трубопроводом способом "сверху-вниз".

Порошковая проволока ПП состоит из

Изобретение относится к материалам для элек тродуговой сварки и может быть использовано для сварки низкоуглеродистых и низколегированных стальной оболочки и порошкообразной, шихты. Шихта содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: фторид щелочно"земельного металла 25-56> ферромарганец 1,5-4; ферротитан 1-5; алюминиевый порошок 2-4," лигатура с ниобием 0,5-3; отвальный шлак шахт- ных печей никелевого производства 310 компонент с диоксидом титана или циркония 8-20; железный порошок— остальное. Коэффициент заполнения

IIH составляет 3IX. В качестве фторидов щелочно-земельного металла использован фторид стронция или фторид магния. В качестве компонента с диоксидом титана или циркония использован ильменитовый или цирконовый концентрат. В качестве лигатуры с ниобием использована лигатура алюминий-ниобий-кремний или феррониобий.

Добавление лигатуры с ниобием приво- . дит к увеличению поверхностного натяжения жидкого металла сварочной ванны, что обеспечивает лучшее удержание жидкого металла сварочной ванной на весу. Введение отвального шлака шахтных печей никелевого производства повышает межфазное натяжение на границе металл -- шлак, что обеспечивает увеличение скорости сварки способом "сверху, вниз" ПП в

3 4 раза. 3 табл.

2 сталей, в частности при выполнении

И II корневого шва способом сверху вниз

Цель — ув елич ени е ско ро с ти сварки и повышение качества корневого шва

61611

35

Формула

45

50 и

Фторид щелочноземельного металла

Ферромарганец

Ферротитан

25-56

1, 5-4

1-5 з 14 при сварке кольцевых стыков трубопроводов способом сверху вниз

11 11

Повышение скрости сварки способом

"сверху вниз" объясняется тем, что введение в состав шихты лигатуры с ниобием, который при сварке переходит в металл шва, приводит к увеличению поверхностного натяжения жид" кого металла сварочной ванны, что обеспечивает лучшее удержание жидко го металла сварочной ванны на весу.

Кроме того, повышение поверхностного натяжения приводит к. образованию в точке свар1и обратного валика, обес" печивающего улучшение формирования корня шва.

Добавление ниобия к жидкому железу приводит к значительному увеличению растворимости углерода и, соответственно, карбидообразованию. В таких системах добавление легирующего элемента приводит к снижению активности углерода и, следовательно, улучшению структуры сплава.

Кррме того, добавление ниобия к жидкому железу приводит к увеличению растворимости азота и одновременно к нитридообразованию в системе. Нитриды укрепляют оксидную пленку на поверхности металла и существенно увеличивают коррозионную стойкость.

Применение отвального шлака шахтных печей никелевого производства заметно изменяет физико-химические свойства сварочного шлака. Повьппение межфазного натяжения на границе металл — шлак обеспечивает повышение в 3-4 раза скорости сварки способом

"сверху вниз". Корень шва формируется вогнутой формы с плавным переходом к .основному металлу.

Были изготовлены 6 составов порошковой проволоки (табл.1) и порошковая проволока, принятая эа прототип.

Для изготовления проволоки использовали ленту марки 08КП размером

0,3 12 мм по ГОСТ 503-81. Испытание проволок выполнено на пластинах размером 350х200х200 мм из стали ВСт.

Зсп. При сварке образцов использован источник питания дуги ВДУ-504 и сварочный полуавтомат типа -1197. Сварка выполнялась способом сверху вниз и

Механические свойства (ударную вязкость) металла шва определяли в соответствии с ГОСТ 6996-66.

Качество формирования два определяли при сварке корня шва кольценого трубного стыка диаметром 159 мм и толщиной стенки 8 мм.

Оценку качества формирования шва выполняли визуально. Удовлетворительным оценивали обратный валик корневого шва, имеющий неравномерную высоту, хорошим — валик шва, имею-щий равномерное проплавление и высоту по всей длине шва, неудовлетворительным считали обратный валик шва с прсбкогами, несплавлениями и неравномерностью высоты валика по длине.

Скорость сварки определяли хронометрированием с использованием регу. лируемого вращения. Эа максимальную скорость сварки принимали величину линейной скорости вращения трубы, при которой в шве отсутствовали дефекты.

Полученные результаты испытаний проволок приведены в таблицах: скорость сварки и качество корневого шва — в табл.2, механические свойст. ва металла шва — в табл ° 3.

Порошковая проволока предложенного состава шихты (составы 1-6) обеспечивает высокие механические свойства металла шва при отрицательных температурах, хорошее формирование корневого слоя шва на вертикальной плоскости при сварке способом "свер ху вниз", существенно (в 2-3 раза) позволяет увеличить скорость сварки. изобретения

1. Порошковая проволока для сварки ниэкоуглеропистых и низколегированных сталей, состоящая из стальной оболочки и порошкообразной шихты, с< держащей ферромарганец, ферротитан, алюминиевый порошок, железный порошок, отличающаяся тем, что, с целью увеличения скорости сварки и повышения качества корневого шва при сварке кольцевых стыков тру. бопроводов сцособом "сверху вниз", шихта дополнительно содержит фторид щелочно-земельного металла, лигатуру с ниобием, отвальный шлак шахтных печей никелевого производства и компонент с диоксидом титана или циркония при следующем соотношении компонентов мас.%:

146 1 611

Алюминиевый порошок 2-4

Лигатура с ниобием 0,5-3

Отвальный шлак

Шахтных печей никелевого производства

Компонент с диоксидом титана или циркония 8-20

Железный порошок Остальное причем коэффициент заполнения порошковой проволоки составляет 31+1,5%.

2. Проволока по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что в качестве фто3-10

Таблица

Содержание компонентов, мас,%, в составе

Компоненты

1 2 - 3 4 5 . 6

25 28 56

56 28 25

1,5 2 4 1,5 2 4

5 2 1 5 2 1

2 3 4 2 3 4

1 . 0,5 3

0,5 2

3 6

10.

10 . 3

20 14 8

8 14 20

43 43 14 23,5 44,5 33

Фторид щелочно-земельного металла: а) стронция б) кальция

Ферромарганец

Ферро титан

Алюминиевый порошок

Лигатура с ниобием: а) феррониобий б) лигатура алюминий - ниобий кремний

Отвальный шлак шахтных печей никелевого производства

Компоненты с диоксидом титана или циркония: а) ильменитовый концен трат б) циркониевый концентрат

Железный порошок рида щелочно-земельного металла использован фторид стронция или фторид магния.

3. Проволока по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что в качестве ком понента с диоксидом титана или циркония использован ильменитовый или цирконовый концентрат.

4. Проволока по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что в качестве лигатуры с ниобием использована лигату, .ра алюминий-ниобий-кремний или ферро,ниобий.

1461611

Таблица 2

Режим сварки

Скорость сварки, м/ч

Состав шихКачество шва ты

Налряжение дуги, В

Ток сварки, А

150-200

160-200

22-24

22-24

Неудовлетв.

Удовлет., 250-300

250-300

250-300

250-300

250-300

250-300

Хорошее

Удовлет.

Хорошее

Удовлет.

Хорошее

Т а б л,и ц а 3

Ударная вязкость, Дж/см . (на образцах "шарни") Предел прочности, МПа

Предел текуче сти,МП

Состав щихты

Отно сительное удлине ние, Х

+20 С "20 С -40 Ч:

500-650

460-500

440 20-22 80-100, 35-40

340 18-20 60-80 15-20

Составитель Н. Гершанова

Техред М. Мо pr ентал Корректор А.Обруч ар

Редактор А.Маковская

Заказ 631/12 Тираж 892 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., л. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина, 101

Прототип

Аналог

Предлагаемый3

2

4

Прототип

Аналог

Предлагаемый

2

4

650-700

650-700

650-700

650-700

650-700

650-700

28-32

30-32

29-31

30-32

28-30

29-32

490 22-24

490 22-24

490 22-24

490 22-24

490 22-24

490 22-24

12

l0

12

10

100-120

100.-120

100-120

100-120 .

100-120

1ОЕ-120

60-80

60-80

60-80

60-80

60-80

60-80

35"40

35-40

35-40

35-40

35-40

35-40