Состав электродного покрытия
Патент 941116
Авторы
Состав электродного покрытия
Иллюстрации
Реферат
< >94Ш6
ОПИСАНИЕ
ИЗОВРЕТЕН И Я
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.07.80 (21) 2956218/25-27 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.07.82. Бюллетень № 25 (45) Дата опубликования описания 07.07.82 (51) М.Кл.s В 23 К 35/365
В 23 КЗЫ02
Государственный комитет
: ио делам изобретений и открытий (53) УДК 621.791. .042.4 (088.8) (72) Авторы изобретения
Л. А. Киселев, С. И. Ан, В. И. Маркин и А. I Григорьев. .-:,Ъ у Ъ 1
Р
I (71) Заявитель (54) СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ
Изобретение относится к сварочным материалам, а именно к составу электродного покрытия для нанесения на конец неплавящегося электрода.
Известны различные электродные покрытия, например состав, содержащий двуокись циркония (1).
Однако это покрытие возможно изготовить только в условиях специалированного производства. Так как до температуры
1200 двуокись циркония является электроиэолятором, то электродами с покрытием из двуокиси циркония с большим объемом покрытия затруднен процесс возбуждения дуги, в начальный момент сварки вольфрамовая нить подвергнута высоким токовым нагрузкам, что выводит ее из строя.
Наиболее близким к изобретению является покрытие, наносимое на подслой молибдена и содержащее водный раствор жидкого стекла и одного или нескольких окислов циркония, бария, стронция или цезия (2).
Однако это покрытие имеет малый срок службы и низкую стойкость к токовым нагрузкам. Возникают значительные трудности в обеспечении постоянства плотности покрытия на всей поверхности электрода как при нанесении пасты, из-за колебаний зернистости порошков в широких диапазонах (10 †5 мкм), так и при нанесении покрытия методом окунания и опрессовки, из-за появления эксцентричности распределения покрытия. Неравномерная. плотность приводит к неравномерному распределению токовых нагрузок по сечению электрода, что сказывается на устойчивости горения дуги и стойкости покрытия к
10 разрушению. Кроме того, такое покрытие обладает гигроскопическими свойствами, что связано с обязательной просушкой и прокалкой электродов перед эксплуатацией.
15 Заостренная часть рабочего конца неплавящегося электрода, как правило, подвергается шлифовке, а покрытие, наносимое на шлифованную поверхность, имеет низкую сцепляемость с основой, происхо20 дят сколы покрытия, что сказывается на качестве и стабильности горения дуги, стойкости рабочего стержня и разрушению.
Цель изобретения — повышение ста25 бильности горения дуги.
Цель достигается тем, что состав электродного покрытия для нанесения на конец неплавящегося электрода на подслой молибдена, содержащий двуокись циркония, дополнительно содержит окись каль941116 ция и окись калия, при следующем соотношении компонентов, вес. ..
Окись кальция
Окись калия
Двуокись циркония
2 — 12
0,5 — 5
Остальное.
При этом толщина наружного слоя покрытия задается величиной
1О
1„/;0 +1
h<" — — —
4 где h — толщина покрытия в мм;
D — диаметр электродного стрежня, 15 мм.
Причем толщина подслоя молибдена составляет не более 0,3 мм.
Покрытие наносят на вольфрамовый стержень.
Рабочий конец электродного вольфрамового стержня заострен. Электродное покрытие наносят в два слоя. В качестве подслоя используют наносимый толщиной
0,1 — 0 3 мм молибден. На поверхности электрода для повышения его эмиссионных свойств наносят окислы тугоплавких металлов, например окислы циркония. Покрытие из двуокиси циркония наносят газотермическим способом. Однако в этом случае оно имеет низкую стойкость против растрескивания в процессе нагревания и охлаждения в связи с тем, что в покрытиях из технически чистой двуокиси циркония изменяется кристаллическая структура с уменьшением удельного объема примерно на 7%. Установлено, что термостойкость покрытия из двуокиси циркония повышается, если покрытие наносить из 40 двуокиси циркония, стабилизированной окислами щелочных и щелочноземельных металлов. Введение в состав двуокиси циркония окислов кальция и калия ста билизирует структуру покрытия, а также 45 позволяет повысить:качество наружного слоя покрытия, получить его равномерным по толщине и одинаковой плотности по сечению.
При эксплуатации вольфрамовых электродов с покрытием сердечник подвергается нагреву и охлаждению. Интенсивный нагрев и охлаждение вольфрама сопровождается сужением и расширением сердечника, а также последующим растрес- 55 киванием покрытия. Для защиты покрытия от тепловых ударов на вольфрамовый сердечник нанесен промежуточный (барьерный) слой из материала, имеющего примерно одинаковые параметры крис- 60 таллической решетки с вольфрамом (например, молибден) и одновременно имеющего промежуточные значения теплофизических величин, но более близкие к вольфраму. Кроме того, молибден обладает 65 высокой температурой плавления, менее склонен к окислению и имеет высокие эмиссионные свойства. Равномерность покрытия по толщине и по плотности достигается нанесением обоих слоев газотермическим напылением, а для наружного слоя — введением в состав двуокиси циркония окислов кальция и калия. Экспериментально получено, что покрытие наружного слоя из двуокиси циркония, стабилизированного окислами калия и кальция, имеет наиболее высокие эксплуатационные свойства, имеющие толщину покрытия, определяемую по формуле:
I/ D-; — 1
) Компоцспты, вес., Покрытие окись калия двуокись циркоиия окись кальция
5,0
2,0
92,5
1,5
12 0,5
87,5
Испытания показали, что надежность покрытия в работе, устойчивость горения дуги при эксплуатации электрода с данным покрытием вы(ше и более высокие эксплуатационные характеристики покрытия. Введение окислов кальция в состав покрытия повышает стойкость покрытия к растрескиванию, что способствует получению равномерной по сечению объемной плотности. Введение окислов калия повышает сцепление покрытия с подложкой.
Электрод был изготовлен и опробован в лабораторных условиях. Электрод с напылением слоев молибдена и двуокиси циркония, стабилизированный кальцием и калием, может быть изготовлен в лабораторных условиях и в заводских условиях процесс может .быть механизирован, причем нанесение покрытия возможно одновременно на партию электродов в количестве до 30 штук, для чего используют специальные оправки. Применение данного электрода позволяет также повысить качество сварки (увеличить глубину провара на 20 — 30%, снизить количество дефектов, уменьшить ыирину,шва в 1,3—
1,5 раза).
Изобретение позволяет увеличить срок службы электрода в 1,5 — 2 раза, что где h — толщина наружного слоя в мм;
D — диаметр электродного стержня, мм.
Содержание компонентов, входящих в состав электродного покрытия, приведено в таблице.
941116
2 — 12
0,5 — 5
Остальное.
Окись псальция
Окись калия
Двуокись циркония
Составитель Н. Козловская
Корректор С. Файн
Редактор Е. Хейфиц
Техред А. Камышникова
Заказ 722/619 Изд. М 193 Тираж 1 151 Подпнсно"
НПО «Поиск> Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, iK-35, Раушская наб., д. 4/5
Тип. Харьк. фил. пред. «Патеитъ уменьшает расход дорогостоящего вольфрама на 30 — 40 Введение в состав покрытия окислов кальция и калия позво.ляет избежать расщепления конца электрода в процессе сварки, повышает надежность работы электрода. Нанесение покрытия из двуокиси циркония, стабилизированой окислами кальция и калия, газотермическим напылением улучшает эксплуатационные качества покрытия (достигнута равномерная плотность и толщина покрытия), при этом исключается растрескив ание покрытия, повышается его стойкость против разрушения при нагреве.
Улучшаются механические свойства покрытия.
Формул а изобретения
Состав электродного покрытия для нанесения на конец неплавящегося электрода на подслой молибдена; содержащий двуокись циркония, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения стабильности горения дуги, он дополнительно содержит окись кальция и Окись калия, при следующем соотношении компонентов, вес. о/о..
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Авторское свидетельство СССР № 421458, кл. В 23 К 35/02, 1972.
2. Патент ФРГ № 1170760, кл. 49 h
36/01, 1968 (прототип).