CS219213B1

CS219213B1 - Base electrode with nickel alloy core

Info

Publication number: CS219213B1
Application number: CS154081A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Blazek
Original assignee: Jaroslav Blazek
Priority date: 1981-03-04
Filing date: 1981-03-04
Publication date: 1983-03-25

Abstract

Účelem vynálezu je nalezení složení obalové hmoty, která zabezpečuje dobré svařovací vlastnosti elektrod a optimální mechanické vlastnosti, chemické a metalurgické složení svarových kovů na bázi slitin s vysokým obsahem niklu. Uvedeného účelu je dosaženo obalovou hmotou, obsahující uhličitan vápenatý a fluorid vápenatý v poměru 1,3 až 1,4 : 1, přičemž jejich celkový obsah je 60 až 70 hmot. %, kryolit v obsahu 7 až 15 hmot. °/o, železný prášek 10 až 18 hmot. %, přírodní rutll 1 až 6 hmot. %, legující složky 0,1 až 15 hmot. %, desoxidační přísady 2 až 8 hmot. %, ionizační složky 1 až 4 hmot. %, a plastifikační přísady 0,1 až 2 hmot. %. Vynález může být využit při výrobě elektrod, určených pro svařování slitin niklu, svařování ocelí nelegovaných a nízkolegovaných s vysokolegovanými nebo svařování vysokolegovaných tvářených nebo litých ocelí pro pracovní teploty —260 °C až 850° Celsia, např. v chemickém strojírenství a petrochemii.The purpose of the invention is to find a composition of a coating material that ensures good welding properties of electrodes and optimal mechanical properties, chemical and metallurgical composition of weld metals based on alloys with a high nickel content. The stated purpose is achieved by a coating material containing calcium carbonate and calcium fluoride in a ratio of 1.3 to 1.4 : 1, with their total content being 60 to 70 wt. %, cryolite in a content of 7 to 15 wt. %, iron powder 10 to 18 wt. %, natural rutile 1 to 6 wt. %, alloying components 0.1 to 15 wt. %, deoxidizing additives 2 to 8 wt. %, ionizing components 1 to 4 wt. %, and plasticizing additives 0.1 to 2 wt. %. The invention can be used in the production of electrodes intended for welding nickel alloys, welding unalloyed and low-alloyed steels with high-alloyed steels or welding high-alloyed wrought or cast steels for working temperatures of -260°C to 850°C, e.g. in chemical engineering and petrochemicals.

Description

Vynález se týká obalu bazického charakteru, určeného pro elektrody s jádrem ze slitin niklu, obsahujícího 50 až 85 % Ni.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a basic coating intended for electrodes with a nickel alloy core containing 50 to 85% Ni.

Tyto elektrody jsou určeny pro svařování slitin shodného nebo podobného složení, dále pro svařování ocelí legovaných niklem, určené pro práci do —260 ^CC, pro spojovací svary ocelí nelegovaných nebo nízkolegovaných s ocelemi vysokolegovanými, jakož i svařování ocelí vysokolegovaných, tvářených nebo litých, pracujících až do teploty 850 °C.These electrodes are intended for welding of alloys of the same or similar composition, further for welding of nickel alloyed steels intended for work up to –260 ^° C, for connecting welds of unalloyed or low-alloy steels with high-alloy steels and welding of high-alloy steels up to 850 ° C.

Rozsah použití, pokud se týká sortimentu svařovaných ocelí a slitin i pokud se týká rozsahu pracovních teplot vyžaduje velmi vysokou jakost svarových kovů, jmenovitě minimální obsahy nečistot chemického charakteru a nečistot charakteru metalurgického.The range of applications with regard to the range of welded steels and alloys as well as the range of working temperatures requires a very high quality of weld metals, namely the minimum contents of chemical and metallurgical impurities.

Je známé, že hlavní předností obalu bazického charakteru jsou reakce jeho složek, zabezpečující podle stávajících znalostí nejvyšší metalurgickou čistotu svarového kovu a snížení obsahu fosforu a síry na nejnižší obsahy. Funkční účinky obalu jsou ve značné míře úměrné stupni bazlcity. Výsledným účinkem jsou vysoké hodnoty, mechanických vlastností v širokém teplotním rozsahu, zvýšená odolnost proti korozním účinkům prostředí a případně v kombinaci s vhodným legováním i zvýšená odolnost proti tvorbě trhlin za tepla.It is known that the main advantages of the basic coating are the reactions of its constituents, which according to the present knowledge ensure the highest metallurgical purity of the weld metal and reduce the phosphorus and sulfur contents to the lowest contents. The functional effects of the coating are largely proportional to the degree of baseness. The resulting effect is high values, mechanical properties over a wide temperature range, increased resistance to environmental corrosion effects, and possibly in combination with suitable alloying also increased resistance to hot cracking.

Charakteristický pro obaly bazického typu je vysoký obsah uhličitanů kovů alkalických zemin a vysoký obsah fluoridu vápenatého. Obal dále obsahuje složky dezoxidační a legující, jakož i anorganické, případně organické plastifikační látky. Obvykle obsahují i složky ovlivňující příznivě vlastnosti svarového kovu, např. působící na zjemnění zrna, zvýšení výtěžku, omezující výskyt necelistvostí apod. Vhodným výběrem surovin lze některé ze žádoucích účinků dosáhnout jednou složkou.The basic type of packaging is characterized by a high content of alkaline earth metal carbonates and a high content of calcium fluoride. The coating further comprises deoxidizing and alloying components as well as inorganic or organic plasticizers. They usually also contain components affecting the properties of the weld metal, for example, acting on grain refinement, increasing yield, limiting the incidence of imperfections, etc. By appropriate selection of raw materials, some of the desired effects can be achieved with one component.

Při aplikaci stávajících obalů na jádrový drát ze slitin Ni nebylo dosaženo ani částečně vyhovujících výsledných vlastností elektrod ani svarových kovů. Elektrody se odtavovaly nepravidelně ve velkých kapkách a velkým rozstřikem, kresba svarových housenek byla nerovnoměrná a nepravidelná. Struska byla obtížně odstranitelná a její viskozita neregulovatelná. Důvodem jsou zásadně odlišné fyzikálně-chemické vlastnosti jádra elektrody i svařovacích materiálů od vysokolegovaných ocelí chromniklových nebo chromniklmolybděnových.The application of the existing coatings to the Ni-alloy core wire did not achieve partially satisfactory final properties of the electrodes or weld metals. The electrodes melted irregularly in large drops and large spatter, the pattern of the weld beads being uneven and irregular. The slag was difficult to remove and its viscosity was unregulated. The reason is fundamentally different physico-chemical properties of the electrode core and welding materials from high-alloy chromium-nickel or chromium-nickel-molybdenum steels.

Naznačené nedostatky řeší bazický obal podle vynálezu. Elektrody zhotovené nalisováním obalu (se složením podle vynálezu) na jádro ze slitin niklu jsou charakterizovány jednoduchou přípravou hmoty a dobrou lisovatelností. Jejich svařovací vlastností, zejména vlastnosti strusky (odstranitelnost, viskozita, formovací vlastnosti) jsou dobré, stejně jako další charakteristické vlastnosti, jmenovitě pravidelné, měkké hoření a úhledná kresba svarových housenek. O správném metalurgickém působení obalů svědčí plně vyhovující výsledky výsledného svarového kovu.The basic packaging according to the invention solves the indicated drawbacks. The electrodes made by pressing the casing (with the composition according to the invention) onto a nickel-alloy core are characterized by simple mass preparation and good compressibility. Their welding properties, especially slag properties (removability, viscosity, forming properties) are good, as are other characteristic properties, namely regular, soft burning and neat drawing of weld beads. The correct metallurgical effect of the packaging is confirmed by the fully satisfactory results of the resulting weld metal.

Zachování bazického charakteru je zabezpečeno obsahem uhličitanu vápenatého* a fluoridu vápenatého v celkovém obsahu 60 až 70 % hmot., přičemž poměr obsahu uhličitanu vápenatého k fluoridu vápenatému v hmotnostních % je 1,3 až 1,4 : 1. Zabezpečení zvýšené odolnosti proti pórovitosti, pro regulaci odtavování, zabezpečení příznivých lisovacích vlastností je řešeno* přídavkem kryolitu v objemu 7 až 15 °/o hmot. Pro zlepšení odtavovacích charakteristik a s doplňkovým legováním i pro zvýšení výtěžku obsahuje obal 10 až 18 % hmot. železného prášku. Obal dále obsahuje 1 až 6 % hmot. přírodního rutilu, dále 0,1 až 15 % hmot. legujících složek ve formě kovů nebo feroslitin, 2 až 8 % hmot. složek desoxidačních, 1 až 4 % doplňkových složek ionizačních, případně 0,1 až 2 % hmot. organických plastifikačních přísad.The preservation of the basic character is ensured by the content of calcium carbonate * and calcium fluoride in a total content of 60 to 70% by weight, the ratio of the content of calcium carbonate to calcium fluoride in weight% being 1.3 to 1.4: 1. for the control of deposition, ensuring favorable pressing properties is solved by adding cryolite in a volume of 7 to 15% by weight. In order to improve the melting characteristics and with additional alloying as well as to increase the yield, the coating contains 10 to 18% by weight. iron powder. The coating further comprises 1 to 6 wt. % natural rutile, further 0.1 to 15 wt. % of alloying components in the form of metals or ferro-alloys, 2 to 8 wt. % of deoxidizing components, 1 to 4% of additional ionizing components; organic plasticizers.

Obalené elektrody podle vynálezu byly ověřeny na jádrovém materiálu základního složení 0,02 % C, 70 % Ni, 15 % Cr, 7 % Fe, 2 % Nb a alternativně legovány manganem a molybdenem v rozsahu celého průměrového sortimentu ve více tavbách a několika vsázkách obalové hmoty v rozsahu vynálezu. Byly vyrobeny elektrody, jejichž obal obsahoval podle obsahu 61 % hmot. uhličitanu vápenatého a fluoridu vápenatého v poměru 1,32:1; 8,5 hmot. % kryolitu, dále 16 hmot. °/o železného prášku, 3 hmot. proč. rutilu přírodního, 6 hmot. % feromolybdenu, 3 % desoxidačních slitin (ferosilícia, feromanganu, ferotitanu), 2 % ionizační sloučeniny (hexafluorokřemičitan dvojsodný) a 0,5 % karboxymetylcelulázy.The coated electrodes according to the invention were verified on core material of the basic composition 0.02% C, 70% Ni, 15% Cr, 7% Fe, 2% Nb and alternatively alloyed with manganese and molybdenum over the whole range of products in multiple melts and several batches. compositions within the scope of the invention. Electrodes were produced in which the coating contained 61% by weight of the electrodes. calcium carbonate and calcium fluoride in a ratio of 1.32: 1; 8.5 wt. % cryolite, further 16 wt. % Of iron powder, 3 wt. why. natural rutile, 6 wt. % ferro molybdenum, 3% deoxidizing alloys (ferro-silicon, ferro-manganese, ferrotitanium), 2% ionizing compound (disodium hexafluorosilicate) and 0.5% carboxymethylcellulose.

V jiné partii elektrod bylo použité složení obalové hmoty následující: 62 hmot. % uhličitanu vápenatého a fluoridu vápenatého v poměru 1,38:1; 12 % kryolitu, 10 % železného prášku, 3,7 hmot. °/o rutilu přírodního, 5 hmot. % kovového mangamu, 5 % hmot. desoxidačních slitin (ferosilici-a, feromanganu, ferotitanu), 2 hmot. % ionizační sloučeniny (hexafluorokřemičitan dvojsodný) a 0,3 hmot. % karboxymetylcelulózy.In another portion of the electrodes, the packaging composition used was 62 wt. % calcium carbonate and calcium fluoride in a ratio of 1.38: 1; 12% cryolite, 10% iron powder, 3.7 wt. Rutile natural, 5 wt. % mangam metal, 5 wt. of deoxidizing alloys (ferro-silicon, ferro-manganese, ferrotitanium), 2 wt. % ionizing compound (disodium hexafluorosilicate) and 0.3 wt. % carboxymethylcellulose.

Dosažené operativní vlastnosti elektrod a všechny sledované vlastnosti svarového kovu odpovídaly hodnotám požadovaným.The achieved operational properties of the electrodes and all observed properties of the weld metal corresponded to the required values.

Základní hodnoty mechanických vlastností byly nalezeny v následujících rozmezích: pevnost 630 až 680 MPa, mez kluzu (R_p02) 405 až 450 MPa, tažnost 35,5 až 41 %, kontrakce 45 až 47 %, vrubová houževnatost (KCU 3 20 °C) 115 až 150 Jcm², vrubová houževnatost (KCU3 — 196 °C) 91 až 115 Jcm“² Zkouška celistvosti prozářením svaru vykázala hodnocení klasifikačním st. 1. Zkouška odolnosti proti praskavosti za tepla (zkouška podle DIN 50 129, Thomas2 13 2The basic values of mechanical properties were found in the following ranges: strength 630 to 680 MPa, yield strength (R _p 02) 405 to 450 MPa, elongation 35,5 to 41%, contraction 45 to 47%, notch toughness (KCU 3 20 ° C) ), 115 to 150 Jcm ^2, impact strength (KCU3 - 196 ° C) 91 to 115 Jcm ^"2 test integrity welds showed radiographic evaluation classification Wed. 1. Hot crack resistance test (test according to DIN 50 129, Thomas2 13 2

-Schaeíflera; ČSN 05 5100), zkouška odolnosti proti mezikrystalové korozi (podle ČSN 03 8169 a GOST 6032-75, metoda AM) a hodnocení metalurgické čistoty [hodnocení podle stupnice JERNKONTORET (CSN 42 0240)] vykázaly předepsané ukazatele. Změny chemického* složení svarového kovu mimo· obalem legované prvky ve srovnání se složením jádrového drátu charakterizují následující hodnoty: C (+0,025 % max),-Schaeifler; ČSN 05 5100), test of resistance to intergranular corrosion (according to ČSN 03 8169 and GOST 6032-75, method AM) and metallurgical purity evaluation (evaluation according to JERNKONTORET scale (CSN 42 0240)) showed prescribed indicators. Changes in the chemical * composition of the weld metal outside of the alloyed elements compared to the core wire composition are characterized by the following values: C (+ 0.025% max),

Mn (—0,45 % max), Si (+0,22 % max),Mn (- 0.45% max), Si (+ 0.22% max),

P (+0,006 % max), S (+0,003 % max).P (+0.006% max), S (+0.003% max).

Získané výsledky odpovídají požadavkůmThe results obtained correspond to the requirements

Claims

SUBJECT

Base electrode shell with nickel alloy core for welding nickel alloys, welding of non-alloyed or low-alloy steels with high-alloy steels or for welding of high-alloy wrought or cast steels, characterized in that it contains calcium carbonate and calcium fluoride . %, cryolite from 7 to 15 wt. %, iron powder laid on electrodes and adequate weld metals and are anchored in the processed technical-supplier documentation.

The electrodes having a sheath according to the invention are. suitable for welding nickel alloys over a wide range of concentrations, for joining welds of high-alloy steels with unalloyed or low-alloy steels, for welding other high-alloy wrought and cast steels of a wide alloy range for working temperatures in the range of –260 to 850 ° C.

10 to 18 wt. %, natural rutile from 1 to 6 wt. %, alloying components in the form of metals or ferro-alloys from 0.1 to 15 wt. %, deoxidizing additives from 2 to 8 wt. % ionizing components from 1 to 4 wt. %, And agents improving the compression properties from 0.1 to 2 wt. the ratio of the weight of calcium carbonate to the weight of calcium fluoride * is 1.3 to 1.4: 1.