Электрод для сварки и наплавки чугуна

Электрод для сварки и наплавки чугуна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕНИЯ с".еюэ C,ееетсттттх

Социалистических

Республик

К kETOPCIIOMt C5 NRTEhhCI3V (61) Дополнительное к ввт. сеид-ву(22) ЗаЯвлено 081079 (21) 2849118/25-27 (51) М с присоединением заявки М

В 23 К 35/02

В 23 К 35/08

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений н открытий (23)ПрнорнтетОпубликовано 1%0981. Бюллетень h8 34

Дата опубяияования описания 150981 (53) УДК 821 791. .042.3(088.8) Е .Н .Матвейшин, С .Л.Миличенко, Н.С.Гам в и Г.Н.Камель (72) Авторы изобретения

Запорожский машиностроительный институт нм. В.Я. Чубаря (73 } Заявитель (54) ЭЛЕКТРОД ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВОК

ЧУГУНА

Изобретение относится к сварке, в частности к электроду для сварки чугуна.

Иэвестен электрод для сварки и наплавки чугуна, состоящий из медной оболочки и металлического стержня, выполненного иэ никелевой и алюминиевой проволок, при следующем соотношении компонентов, вес,Ъ:

Никелевая проволока 40-60

Алюминиевая проволока 1-4

Медная оболочка Остальное

Данный электрод обеспечивает хорошее качество швов при холодной сварке чугуна, заварке дефектов в отливках и наплавке антикорроэионных слоев на поверхность чугунных деталей (1).

Недостатком известного электрода является низкая износостойкость сварных швов и наплавленного металла, нанесенных на поверхность чугунных деталей, подвергающихся изнашиванию в агрессивных средах. Обусловлено это низкими прочностными свойствами и твердостью металла сварочных ва" ликов, наплавленных известным электродом, Цель изобретения - разработка таких электродов для сварки и наплавКи чугуна, которые обеспечивали бы более высокие прочностные свойства и износостойкость .металла сварных швов и наплавленного металла облицовочных слоев, нанесенных на поверхность чугунных деталей.

Цель достигается тем, что электродный стержень для холодной сварки чугуна, состоящий из медной оболочки и сердечника из никелевой и алюминиевой проволок, дополнительно содержит титановую проволоку при следующем соотношении компонентов, вес.Ът

Никелевая проволока 40-60

Алюминиевая проволока 1-4

Титановая проволока 1,5-4,5

Медная проволока Остальное

39 Введение титановой проволоки в медноникелевые электроды заметно повышает прочностные свойства матрицы сплава, а также твердость и износостойкость металла однопроходных

25 швов и двухслойной наплавки на чугунийх деталях.

Влияние содержания титана в электродном стержне на износостойкость, 39. твердость и предел прочности метал863262

Содержание титана в стерж не, %

Твердость НВ, кг/мм.

Потери массы при изнашивании мг

Двухслой ная наплавка

Однопроходнойшов

Однопроходной шов

Двухслойная наплавка

Однопроходной шов

--ж

36,2

Двухслойная наплавка

0 75

0,8 78

1,6 92

3,2 101

4,8 109

7,7 125

99 104 149

24,6

102 108 152 34,0 23 2

113 134 187 26,6 18,8

119 187 192 20,8 16,6

l2I 217 302 17,8 13,4

146 235 388 15 1 10 2

Таблица 2

Потери массы за 3 ч, испытания, мг

Удельная длина трещин,мм/100 мм

rasa

Микротвердость . линии сплавления кг/мм

Твердость НВ, кг/мм >

Содержание титана ф

Двухслойная наплавка

Однопроходной шов

Однопроходной шов

Двухслойная наплавка

Однопроходной шов

Двух слой" ная наплавка

36,2

24,6

23,2

34,0 лической основы сварочных валиков, наплавленных на серый чугун меднони-, Предел прочности основы наплав енного металла, кг/мм

Определение истинного предела 25 прочности металлической основы медноникелевого сплава, наплавленного на серый чугун, производится расчетным путем по реэультатчм замера ее микротвердости при различных нагрузках. рр

Износостойкость образцов оценивают по величине потери массы за 3 ч испытаний при изнашивании их эксцентрично вращающимся роликом на реконструированной машине МИ-1. Испытание образцов производится в среде варочного щелока целлюлозно-бумажного производства при 120 С и давлении 12 атм.

Из представленных данных видно, что наиболее интенсивно повышаются прочностные свойства металла сварных швов и его износостойкость при введении титана свыше 1,6% ° При этом в металле rasa, наплавленном электро" дами с 7,7% титана, появляются единичные трещины на поверхности сварочных валиков. Их появление обусловлено, о-видимому, повышенной твердостью и низкой пластичностью наплавленного металла. С целью опреде0 240 104 149

0,8 242 108 152 келевым сплавом, содержащим 40% Ni и 2,4Ъ М, приведено в табл,. 1.

Т а б л и ц а 1 ления оптимального содержания титана в электродном стержне изготовляют восемь партий стержней с различным содержанием титана. На стержни наносят покрытие на базе мрамора и плавикового шпата с коэффициентом веса

0,25-0,27 и выполняют опытные наплавки на литые чугунные пластины ф

28 мм. B процессе испытаний накладываются единичные валики, а также производится двухслойная наплавка участков размером 80х100 мм. После остывания пластин внешним осмотром проверяется наличие трещин в наплавленном металле, а затем вырезаются образцы для определения износостойкасти, замера твердости рабочего слоя и микротвердости линии сплавления чугун - медноникелевый сплав.

Результаты испытаний и влияние содержания титана в медноникелевом электродном стержне с 40% Ni и 2,4 А на качество сварочных валиков, наплавленных ручной дуговой сваркой на пластины иэ серого чугуна, представлены в табл, 2.

863262

Продолжение табл.2

Потери массы

8а 3 ч, испытания, MI

Удельная длина трещин,мм/100мм шва

Твердость НВ, кг/мм >

Содержание титана

Микротвердость линии спланления, кг/,2

Однойроходной шов

Двухслойная наплавка

Однопроходной шов

Двухслойная наплавка

Однопроходной шов

Двухслойная наплавка

25,9 18,2

1, 5 258 132 175

2,4 282 162 188

3,4 295 195 204

22,0 13 0

19,9 15,6

4,5 324 212 296 - 0,2 18,0 13,8

5,0 380 220 308

1,2 6,8 16,1 12,0

7,6 540 234 385

4,7

14,9

15 1

10,2

Формула изобретения

Из представленных данных видно, что введение титана в количестве 25

1,5% и выше заметно уменьшает потери массы образцов при изнашивании и увеличивает твердость металла свар" ных швов. Однако при содержании титана свыие 4,5% значительно возрастает микротвердость линии сплавления, а также общая твердость наплавленного слоя, вследствие чего снижается. его пластичность и н сварных швах образуются трещины. Следовательно, оптимальное содержание титановой проволоки в медноникелевом электродном стержне для холодной сварки чугуна 1,5-4,5%. Такие электроды обеспечивают более высокие прочностные свойства и износостойкость метал- 4О ла щва по сравнению с известным электродом при хорошем качестве фор мирования сварочных наликов, отсутствии пор, трещин и других дефектов в наплавленном слое. OHH могут использоваться для ручной дуговой сварки и наплавки н сочетании гаэошлакозащитного покрытия иа базе мрамора и плавикового шпата, а также для механизированных способов сваркИ и наплавки в среде инертных газов йли под безмарганцовистыми ииэкокремнистыми флюсами °

В качестне одного из составов электрода для промышленного использования может быть рекомендован следую- щий состав, вес.%s

Никелевая проволока 40

Алюминиевая проволока 2

Титановая проволока 3

Медная проволока Остальное,Щ

Предложенный состав электрода может найти широков применение для.

ВНИИПИ Заказ 7656/21

Филиал ППП "Патент",г.ужг холодной сварки чугуна и наплавки изношенныя поверхностей чугунных деталей в различных отраслях народного хозяйства и в первую очередь в нефтехимической .и целлюлоз.;о-бумажной промышленности. Использование предложенных электродов только для напланки. изношенных поверхностей чугунных корпусов насосов высокого давления и цапф вакуум-фильтров установок непрерывной варки целлюлозы обеспечивает увеличение их срока службы н

1,5-2 раза в год. Технология иэготонления предложенного. электрода подобна технологии изготовления электродов известного состава с композитным медноникелевым с. ержнем.

Электрод для сварки и наплавок чугуна, состоящий иэ медной оболочки и металлического стержня„ выполненного из алюминиевой и никелевой проволок, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и износостойкости металла шва, стержень дополнительно содержит титановую проволоку прй следующем соотношении компонентов, вес.%:

Никелевая цроволока 40-60

Алюминиевая проволока 1-4

Титановая проволока 1,5-4,5

Медная оболочка Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 487736 кл, В 23 К 35/02,25,09.73 (прототип) .

Тираж 1151 Подписное

F ород, ул. Проектная 4