Состав сварочной проволоки

Состав сварочной проволоки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

пщ 8I0413

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соаз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 02.04.79 (21) 2744922/25-27 с присоединением заявки Л (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень Хе 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (51) М. Кл.

В 23 К 35/32

С 22 С 19/03

Государственный комитет (53) УДК 621.791.042.

2. (088.8) по делам изобретений н аткрытнй (72) Авторы изобретения

А. Ф. Петраков, В. Е. Лазько, Л. И. Сорокин, В. Г. Ковальчук, P. С. Курочко, В. С. Волков, 1О. Е. Кузнецов, В. С. Т

В. М. Плетенев, В. T. Алымов, Б. С. Денисов, А. С.

В. Я. Ганчо и А. В. Николаев (71) Заявитель (54) СОСТАВ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ е 2

20,0 — 30,0

10,0 — 20,0

9,0 — 11,0

0,5 — 2,0

0,5 — 10,0

0,01 — 0,08

0,06 — 0,35

Хром

Никель

Вольфрам

Марганец

Железо

РВМ

Углерод

По крайней мере один компонент из группы: цирконий гафний

Алюминий

Кальций

Кобальт

0,02 — 0,15

0,2 — 0,15

0,02 — 0,15

0,01 — 0,03

Остальное

Эта марка сварочной проволоки о еспер сварочной проволоки обеспе- Должно при этом выполняться условие: чивает получение соединений при сварке цирконий + гафний + алюминий кобальтовых сплавов с пределом прочно- 30 =0,04 — 0,2.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для изготовления сплавов сварочной проволоки преимущественно для сварки кобальтовых сплавов и разнородных сталей.

В современном машиностроении для изготовления ответственных деталей применяются жаропрочные кобальтовые сплавы, а также разнородные соединения теплопрочных сталей. Сварка таких материалов известными сварочными проволоками не позволяет получить качественных соединений ввиду их склонности к образованию горячих трещин и недостаточных прочностных характеристик.

Известна сварочная проволока на кобальтовой основе, содержащая, вес. :

Хром 24 — 26,5

Никель 9,5 — 11,5

Вольфрам 6,0 — 8,0

Марганец До 1,0

Железо До 6,0

Иттрий До 1,0

Углерод 0,10 — 0,60

Бор До 0,05

Кобальт Остальное (1). сти только до cr, 80 кг/ммз. Однако такие соединения имеют высокую склонность к образованию горючих трещин.

С целью повышения конструктивной прочности и технологичности сварного соединения предлагаемый состав дополнительно содержит кальций и, по крайней мере, один компонент, выбранный из группы: цирконий, гафний, алюминий при сле10 дующем соотношении компонентов, вес. /О.

М 0413 о о

Б (Ч

t о

D о о ь с о с to со о>

D со

ttJ

+a<

Я t- v аo c с Ct

to

С) to о

ot со о со

ot с! с! (X о

Ж о

o и о

<Т>

° О

t ,-! о с о

X! ( о,o о (И

О о о

ОЪ

2, Ж о

v г! о о

< а

CO д . . с4

QJ х

Л> о о =!

tt: o (а ((» о >, а с> д

> о к х о о

ttl Д о

Р) о о о оо W о ) о

М с) х 2 о5

ttt о о о а о

Е о

15

25 )0

4О

Циркони!! Введен для из11сл! чения зерна и модпфицированпя каропдов, что способствует упрочнснию металла шва, повышению ударной вязкости и сопротивляемости ооразованию горячих трсщш!.

Гафний оказывает модифицирующее воздействие на морфологию кар бидной фазы и повышает жаропрочность и сопротивляемость образования горячих трещин.

Ллюмипий измельчает размер зерна металла шва, обеспечивает орошее раскислсние сварочной ванны и повышает жаропрочность, сопротивляемость образованию горячих трещин.

Введение кальция обеспечивает хорошее раскисленис сварочной ванны, способствует очищению границ зерна и предотвращению пограничных выделений, повышает прочностные характеристики и сопротивляемость образованию горячих трещин.

Повышенное содержание вольфрама в выбранных пределах обеспечивает получение максимальных прочностных свойств без снижения ударной вязкости и сопротивляемости образованию горячих трещин.

Повышение содержания никеля способствует увеличению ударной вязкости металла шва.

Ограниченное содер>канис редкоземельных металлов способствует получению оптимальных значений ударной вязкости и технологической прочности (сопротивляемост1! образованию горячих трещин).

Пониженное содержание углерода обеспечивает рост уровня технологической прочности и ударной вязкости при сохранении приемлемых значений предела прочности и жаропрочности.

Сравнение известных и предлагаемого составов сварочной проволоки представлены в табл. 1.

Из выплавленных сплавов указанного состава были получены сварочные проволоки, которые были использованы для сварки пластин из кобальтового сплава марки В)КЛК21, а также разнородного сочетания сталей марок 30Х1 СНА+

+13Х15Н4ЛМЗ с толщиной 15 мм. Перед сваркой пластины пз стали 30 Х ГСНЛ термически упрочнялись по режиму: закалка с 900 С в масло+отпуск 250 С, 2 ч, а пластины из стали 13Х15Н4МЗ термически упрочнялись по режиму: закалка с 1070 С в масло+ обработка холодом (— 70 С, 2ч)+отпуск 200 С, 1 ч; пластины из сплава В)КЛК21 не проходили термической обработки. После сварки термическая обработка не производилась. Пластины нарезались на образцы и проводились испытания а механические свойства. Испытания на склонность к образованию горячих трещин (технологическая прочность) проводились на плоских образцах толщиной

810413 иоо а

1ОО длительная прочность при 1000 С на базе 100 ч, кг/мм

Л,р — сопротивляемость образованию горячих трещин, мм/мин.

Принималось среднее значение результатов испытаний не менее трех образцов.

Механические свойства и технологическая прочность сварных швов с использо10 ванпем предлагаемого и известных составов сварочной проволоки представлены в табл. 2. в трещине, 100О

В при 1000 С, предел прочности кг/мма

Таблица 2

Показатель свойств

Свариваем ый материал

Номер состава

1000ан в

"100 а ту

1,5

1,5

1,5

8 4,0

10 1,5

15 10

20 15

25

0,5

2,0

0,5

5,0

ВКЛК-1

8,0

110

Как видно из табл. 2, механические свойства и технологическая прочность сварных швов с использованием предлагаемого состава сварочной проволоки заметно превосходят свойства известного состава.

Использование предлагаемой сварочной проволоки для сварки кобальтовых сплавов и разнородных соединений сталей обеспечивает по сравнению с известными проволоками следующие преимущества: возможность достижения равнопрочности сварного соединения с основным металлом без проведения последующей термообра- 25 ботки; надежное сохранение полученного уровня свойств в условиях высокотемпературного нагрева, а также приложения динамических нагрузок; предотвращения образования в сварных соединениях трещин. 80

Это значительно повышает качество и надежность изделий из указанных материалов и позволяет получить значительный экономический эффект за счет снижения веса конструкции, возможности устра- 35 нения термообработки после сварки и создания конструкций (крупногабаритных) нужной конфигурации, а также устранения брака при сварке.

Углерод

Хром

Никель

Вольфрам

Марганец

Железо

Редкоземельные металлы

Кальций

0,05 — 0,35

20 — 30

10 — 20

9 — 11

0,5 — 2

0,5 — 10

0,01 — 0,08

0,01 — 0,03

Компонент, выбранный из группы:

Цирконий

Гафний

Алюминий

Кобальт

0,02 — 0,15

0,02 — 0,15

0.02 — 0,15

Остальное

Состав сварочной проволоки преимущественно для сварки сталей и кобальтовых сплавов в защитной среде, содержащий 45

8 мм. При этом получены следующие характеристики: о — предел прочности, кг/мм2 ф — относительное сужение, ав — ударная вязкость по «Менаже», кгм/см2 а„— ударная вязкость кгм/см

Формула изобретения углерод, хром, никель, вольфрам, марганец, железо, редкоземельные металлы, кобальт, отл ич а ю щийся тем, что, с целью повышения конструктивной прочности и технологичности сварного соединения, состав дополнительно содержит кальций и, по крайней мере, один компонент, выбранный из группы: цирконий, гафний, алюминий при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Источники информацин, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ ¹ 1295849, кл. 40В 19/04, 1969,