Способ сварки открытой дугой

Способ сварки открытой дугой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано при сварке или наплавке крупногабаритных изделий. Цель изобретения - повышение ударной вязкости и пластичности сварного шва. При сварке открытой дугой с использованием голой или порошковой проволок в горящую дугу вводят оксиды кальция и углеродсодержащие материалы. В качестве углеродсодержащего материала в горящую дугу можно вводить графит в количестве , превышающем количество оксида кальция в 8-12 раз, или полиэтилен в количестве , превышающем количество оксида кальция в 6-12 раз, или фторопласт в количестве , превышающем количество оксида кальция в 5-12 раз. Способ исключает необходимость изготовления специальных проволок и расход дорогостоящих легирующих металлов. 3 з.п. ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s В 23 К 9/14

ГОСУДАРСТВ E ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4664400/27 (22) 21.03.89 (46) 23.11.91. Бюл, N. 43 (71) Липецкий политехнический институт (72) В.B.Båòåð (53) 621.791,75 (088.8) (56) Новожилов Н.M. Основы металлургии дуговой сварки в активных защитных газах, — М.: Машиностроение, 1972, с. 78.

Патон Б.Е. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением. —.

М.: Машиностроение, 1974, с, 716. (54) СПОСОБ СВАРКИ ОТКРЫТОЙ ДУГОЙ (57) Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано при сварке или наплавке крупногабаритИзобретение относится к сварочному производству и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства, где производится сварка ответственных металлоконструкций или при восстановлении методом наплавки крупногабаритных иэделий, например спорных валков прокатных станов, роликов машин непрерывного литья и др, Цель изобретения — повышение ударной вязкости и пластичности сварного шва путем связывания азота и кислорода.

Способ осуществляют следующим образом.

При дуговой сварке голой электродной проволокой в открытую дугу вводят оксиды кальция и углеродсодержащие вещества. В качестве углеродсэдержащего материала в горящую дугу можно вводить графит в количестве, меньшем количества оксида кальция в 8-12 раз, или полиэтилен в количестве,,,!Ж „„1692783 А1 ных изделий. Цель изобретения — повышение ypàðíîé вязкости и пластичности сварного шва. При сварке открытой дугой с использованием голой или порошковой проволок в горящую дугу вводят оксиды каль. ция и углеродсодержащие материалы. В качестве углеродсодержащего материала в горящую дугу можно вводить графит в количестве, превышающем количество оксида кальция в 8 — 12 раз, или полиэтилен в количестве, превышающем количество оксида кальция в 6 — 12 раз, или фторопласт в количестве, превышающем количество оксида кальция в 5 — 12 раз. Способ исключает необходимость изготовления специальных проволок и расход дорогостоящих легирующих металлов. 3 з.п. ф-лы. меньшем количества оксида кальция в 6-12 раз, или фторопласт в количестве, меньшем количества оксида кальция в 5-12 раз, За счет высокой температуры в реакционной зоне дуги и сварочной ванны идут эндотермические реакции образования карбидов металлов.

Образующиеся карбиды. обладая высоким средством к азоту, взаимодействуют с ним, образуют цианамиды щелочноземельных металлов, всплывающие иэ расплава на поверхность в виде шлаковой корки.

Этим обеспечивается удаление азота, а также кислорода и уменьшается насыщение углеродом металла шва, При температуре дуги углерод (графит) и частицы оксидов щелочноземельных металлов находятся в диспергированном состоянии на поверхности сварочной ванны и, будучи в этих условиях в активном состоя1692783 нии, легко вступают во взаимодействие с образованием новых соединений;

2СаО+ 5С = 2CaCz+ СО;

2MgO+ 5С = 2МдСг+ СО2, В условиях горящей дуги карбиды суще- 5 ствуют также в диспергированном состоянии и поэтому.не попадают врасплав,,как то случается при использовании твердых ,карбидов, обладающих высокими темпера турами плавления и значительной плотно- 10 ( стью.

Диспергированные карбиды при температуре дуги легко взаимодействуют как с кислородом, так и с азотом

2СаСг + 30г = 2СаО + 4СО; 15

2МдС2+ 302 = 2MgO+ 4СО; и СаС + Мг = CaCNz+ С;

МдС2+ Nz = МдСМ + С.

Образующиеся цианамиды кальция и магния всплывают на поверхность расплава 20 и переходят в шлак, а элементарный углерод и часть углерода из графита окисляются

2С+ 02 = 2СО

Образование пузырьков оксида углерода способствует дополнительному удале- 25 нию азота, так как он легко диффундирует внутрь этих пузырьков и уносится ими из атмосферы ванны.

Вследствие химических процессов, иду, щих параллельно, а также процессов испа- 30 рения и вторичных химических процессов ! между продуктами реакции существуют определенные соотношения между содержа. нием оксидов щелочноэемельных металлов и графита,, обеспечивающие минимальное 35 остаточное содержание азота и кислорода в металле шва.

При введении в дугу полиэтилена происходит его диссоциация

СгН4 -2С+ 2Н2. 40

Образующий углерод, будучи практически в атомарном состоянии, вступает в реакции с оксидами щелочноземельных металлов, как это происходит в случае с графитом, Аналогично же проходят процессы с 45 азотом и кислородом.

Выделяющийся водород снижает парциальное давление азота и кислорода под сварочной ванной и в высокотемпературной области, находясь в атомарном состоянии,,50 может вступать во взаимодействие с азотом, йг + 6Н = 2ИНз.

Этот процесс также способствует удалению азота. 55

Введение фторопласта обуславливает процессы, сходные с описанными случаями с графитом и полиэтиленом. При температуре дуги тетрафторид углерода диссоциирует

CF4 +С+2Е2, Углерод вступает во взаимодействие с оксидом кальция, как это происходит в случае с полиэтиленом. В условиях дуги фтор существует в атомарном состоянии и может взаимодействовать с водородом,. всегда присутствующем в атмосфере сварочной ванны, а также в диссоциированном состоянии

Н2+ 2F = 2HF.

Образующийся.при этом фтористый водород в значительной степени снижает парциальное давление азота и водорода, уменьшая вероятность попадания их в металл сварного шва.

Фтор также может взаимодейстовать с оксидом кальция.

СаО + Ег = СаР2+ Oz;

2СО + Ог = 2СОр.

Образующийся фторид кальция улучшает смачиваемость стали.

Пример 1. Проводили сварку пластин из стали 3 сварочной проволокой Св — 08 диаметром 1,6 мм с одновременной подачей в сварочную ванну шихты, состоящей из оксида кальция и графита (углерода), Режимы сварки: сила тока!д = 190 — 210 А, напряжение Ug = 17 — 19 В, скорость сварки Vcs =

=25 м/г.

Il р.и м е р 2. Проводили сварку пластин иэ стали 3 сварочной проволокой Св-08 диаметром 1,6 мм при режимах по п.1, с одновременной подачей в сварочную ванну смеси, состоящей из оксида кальция и полиэтилена.

Пример 3, Проводили сварку пластин из стали 3 сварочной проволокой Св — 08 диаметром 1,6 мм при режимах по п,1, с одновременной подачей в сварочную ванну смеси оксида кальция и фторопласта.

Проведенные исследования механических свойств сварных соединений показали повышение ударной вязкости и пластичности металла сварного шва. Использование изобретения повышает экономическую и технологическую эффективность, так как исключает необходимость в изготовлении специальных проволок и расхода дорогостоящих легирующих металлов, а также допускает получение дополнительного экономического эффекта при массовом производстве за счет утилизации образующихся при сварке шлаков, содержащих цианамид кальция.

Формула изобретения

1. Способ сварки открытой дугой, при котором используют голую или порошковую .электродную проволоку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения ударной

1692783

Составитель Г. Тютченкова

Техред М.Моргентал Корректор М. Шароши

Редактор А. Мотыль

Заказ 4038 Тираж. ПоДписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 вязкости и пластичности сварного шва путем связывания азота и кислорода, в горящую дугу вводят оксиды кальция и углеродсодержащие материалы, 5

2. Способ по п.1,отл ича ю щи йся

;. тем, что в качестве углеродсодержащего материала в горящую дугу вводят графит в количестве, меньшем количества оксида кальция в 8 — 12 раэ. 10

3, Способ по п.1, отличающийся тем, что, в качестве углеродсодержащего материала в горящую дугу вводят полиэтилен в количестве, меньшем количества оксида кальция в 6-12 раэ.

4, Способ по п1, отл и ча ющи йс я тем, что в качестве углеродсодержащего материала в горя цую дугу вводят фторопласт в количестве, меньшем количества оксида кальция в 5-12 раз.