CS245356B1

CS245356B1 - Basic electrode casing for manual arc welding

Info

Publication number: CS245356B1
Application number: CS723882A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Blazek
Original assignee: Jaroslav Blazek
Priority date: 1982-10-11
Filing date: 1982-10-11
Publication date: 1986-09-18

Abstract

Je řešen problém vhodného složení bazické obalové hmoty elektrod pro svařování způsobem svisle shora dolů za současné vysoké produktivity svařování a vysokých jakostních ukazatelů svarového kovu. Bazický obal elektrody podle vynálezu obsahuje struskotvorné látky, tj. uhličitan hořečnatý v obsahu 0,5 až 3 %, fluorid vápenatý v obsahu 0,5 až 3 %, přírodní rutil v obsahu 6 až 15 % a uhličitan vápenatý v obsahu 18 až 35 %, ve vzájemném poměru 1 : 1 : 4 až 7 : 12 až 20, přičemž poměr součtu jejich obsahů k součtu obsahu složek dezoxidačních, legujících a železného prášku je 30 až 50 : 70 až 50. Elektrody jsou určeny pro svařování potrubí a konstrukcí z nelegovaných a nlzkolegovaných ocelí v montážních polohách.The problem of a suitable composition of the basic coating material of electrodes for welding in the vertical top-down method with simultaneous high welding productivity and high quality indicators of the weld metal is solved. The basic coating of the electrode according to the invention contains slag-forming substances, i.e. magnesium carbonate in a content of 0.5 to 3%, calcium fluoride in a content of 0.5 to 3%, natural rutile in a content of 6 to 15% and calcium carbonate in a content of 18 to 35%, in a mutual ratio of 1 : 1 : 4 to 7 : 12 to 20, while the ratio of the sum of their contents to the sum of the contents of the deoxidizing, alloying and iron powder components is 30 to 50 : 70 to 50. The electrodes are intended for welding pipelines and structures made of unalloyed and low-alloyed steels in assembly positions.

Description

Vynález se týká složení bazického obalu elektrod pro ruční obloukové svařování.The present invention relates to a composition of a basic electrode sheath for manual arc welding.

Obal svařovacích elektrod, zejména elektrod s nelegovaným jádrem, určuje zásadně jejich, vlastnosti, jakož i vlastnosti svarových kovů. V těch případech, že jsou na vlastnosti svařenců, zhotovených ručním obloukovým svařováním, kladeny nejvySší požadavky, jsou používány výhradně elektrody s bazickým obalem.The packaging of welding electrodes, in particular electrodes with an unalloyed core, essentially determines their properties as well as the properties of the weld metals. In cases where the highest requirements are placed on the properties of weldments made by manual arc welding, only basic-coated electrodes are used.

Příčinou výborných účinků elektrod s bazickým obalem je dobrá ochrana svařovacího oblouku plynem vznikajícím z obalu a dobrá ochrana povrchu tuhnoucího svarového kovu etruskou. Ochranné účinky jsou u dosud známých obalů elektrod zajiětěny přítomností uhličitanů, fluoridů a přírodního rutilu. Nejčastěji jsou používány uhličitany alkalických zemin, např. uhličitan vápenatý, uhličitan hořečnatý nebo jejich knmbinace, případně uhličitany jiné. Nejčastější fluorid v obalech bazických elektrod je přírodní fluorid vápenatý, dále je používán fluorid hlinitý, hexafluorohlinitan sodný a jiné. Součet obsahů všech složek je vyšší než 60 % hmotbnstních a poměr obsahů uhličitanů k obsahům fluoridů je 1,5 ί 1 až 1 : 1,2 (% hmotnostních) a poměr obsahu uhličitanů k obsahu přírodního rutilu je 8 až 6 : 1. Tyto poměry určují, kromě jiných vlastností strusky, také její viskozitu a tím použití elektrod pro svařování v polohách. Stávající elektrody s bazickým obalem nelze . používat pro svařování v poloze svislé shora dolů.The cause of the excellent effects of the electrodes with a basic coating is good protection of the welding arc by the gas resulting from the coating and good protection of the solidifying weld metal surface by Etruscan. The protective effects of the known electrode shells are ensured by the presence of carbonates, fluorides and natural rutile. Alkaline earth carbonates, such as calcium carbonate, magnesium carbonate or their combinations, or other carbonates, are most commonly used. The most common fluoride in basic electrode shells is natural calcium fluoride, aluminum fluoride, sodium hexafluoroaluminate and others. The sum of the contents of all components is greater than 60% by weight and the ratio of carbonate to fluoride contents is 1,5 1 to 1: 1,2 (% by weight) and the ratio of carbonate to natural rutile is 8 to 6: 1. determine, among other properties of the slag, its viscosity and thus the use of electrodes for position welding. Existing electrodes with a basic coating cannot be used. Use for vertical to top welding.

Přítomnost fluoridů v obsahu nad 15 % hmotnostních je pro stávající obaly charakteristická, protože zabezpečuje nízké obsahy škodlivého vodíku ve svarových kovech. Bez mimořádných opatření nelze však dosáhnout obsahu difuzního vodíku nižšího než 5 ml ve 100 g svarového kovu. Současně však přítomnost fluoridů brání použití výhodného střídavého proudu při svařování.The presence of fluorides above 15% by weight is characteristic of existing packaging because it ensures low levels of harmful hydrogen in the weld metals. However, a diffusing hydrogen content of less than 5 ml in 100 g of weld metal cannot be achieved without extraordinary measures. At the same time, however, the presence of fluorides prevents the use of an advantageous alternating current in welding.

Složení obalů elektrod má zásadní vliv také na produktivitu svařování, vyjádřenou rychlostí svařováni a výtěžkem svarového kovu. Ve srovnání s jinými typy obalů umožňuje obal bazický pomalejší svařování, činící 18 až 25 cm. min. Zvýšeni výtěžku svarového kovu se dosahuje přídavkem železného prášku do obalu v obsahu max. 30 % hmot., kterým se zvyšuje výtěžek na hodnotu nejvýše 110 % hmotnostních vztaženo na hmotnost jádra. Výtěžek vyšší nelze u stávajících elektrod s bazickým obalem dosáhnout, aniž by byly zachovány svařovací vlastnosti v jiných polohách, než v poloze svařování vodorovné shora. Obsah železného prášku spolu s nezbytně přítomnými dezoxidačními kovovými složkami, např. feromanganem, ferosiliciem a ostatními kovovými složkami legovacími, např. kovovým niklem, chromém, ferochromem, feromolybdenem a další nemůže překročit 40 % hmotnostních.The composition of the electrode shells also has a major influence on the welding productivity in terms of the welding speed and the weld metal yield. Compared to other types of packaging, the packaging allows basic slower welding of 18 to 25 cm. min. The increase in the weld metal yield is achieved by adding iron powder to the casing at a maximum content of 30% by weight, which increases the yield to a value of at most 110% by weight based on the weight of the core. Higher yields cannot be achieved with existing electrodes with a basic coating without maintaining the welding properties in positions other than the horizontal welding position from above. The iron powder content together with the necessarily present deoxidizing metal constituents, such as ferro-manganese, ferro-silicon and other metal alloying constituents, such as nickel metal, chromium, ferrochromium, ferro molybdenum and others cannot exceed 40% by weight.

Uvedené nevýhody odstraňuje bazický obal elektrod podle vynálezu, který obsahuje 18 až 35 % hmotnostních uhličitanu vápenatého, 6 až 15 % hmotnostních přírodního rutilu, 0,5 až 3 % hmotnostní fluoridu vápenatého, 0,5 až 3 % hmotnostní uhličitanu hořečnatého, 10 až 20 % složek dezoxidačních, např. feromanganu, ferosilicia, ferotitanu a legujících, např. feromanganu, manganu, ferosilicia, ferochromu, chrómu, feromolybdenu, niklu ve směsi nebo jednotlivě a 40 až 50 % hmotnostních železného prášku, přičemž vzájemný poměr složek struskotvorných,'tj. uhličitanu hořečnatého ku fluoridu vápenatému : přírodnímu rutilu s uhličitanu vápenatému je v poměru 1 : 1 : 4 až 7 : 12 až 20 a poměr součtu složek struskotvorných ku součtu složek dezoxidačních, legujících a železného prášku je 30 až 50 : 70 až 50.The above-mentioned disadvantages are overcome by the basic electrode sheath according to the invention comprising 18 to 35% by weight of calcium carbonate, 6 to 15% by weight of natural rutile, 0.5 to 3% by weight of calcium fluoride, 0.5 to 3% by weight of magnesium carbonate, 10 to 20%. % of deoxidizing components, e.g., ferro-manganese, ferro-silicon, ferrotitanium, and alloys, e.g., ferro-manganese, manganese, ferro-silicon, ferro-chromium, chromium, ferro molybdenum, nickel in the mixture or individually, and 40 to 50% by weight of iron powder; . magnesium carbonate to calcium fluoride: natural rutile with calcium carbonate is in a ratio of 1: 1: 4 to 7: 12 to 20 and the ratio of the sum of slag-forming components to the sum of deoxidizing, alloying and iron powder components is 30 to 50: 70 to 50.

Elektrody s bazickým obalem zhotoveným podle vynálezu mají o 50 % vyšší rychlost svařování a o 10 až 20 % vyšší výtěžek a tím i dvojnásobně vysokou produktivitu svařování.The electrode with the basic sheath made according to the invention has a 50% higher welding speed and a 10 to 20% higher yield and thus a twice as high welding productivity.

Lze s nimi svařovat způsobem shora dolů, zejména v montážních polohách, např. při svařování potrubí. Obsah difuzního vodíku jako jeden z hlavních ukazatelů klesl pod hodnotu 5 ml . 100 g^-1svarového kovu. Lze je použít i pro svařování střídavým proudem. Koncepce bazického obalu dovoluje doplňkové legováni a tím i jeho širší použití.They can be welded from top to bottom, especially in mounting positions, eg when welding pipes. The diffuse hydrogen content dropped below 5 ml as one of the main indicators. 100 g ^{-1 of} weld metal. They can also be used for AC welding. The basic packaging concept allows additional alloying and thus its wider use.

Pro ověřování vlastností bazického obalu podle vynálezu byly zhotoveny elektrody, jejichž obalová hmota měla toto konkrétní složení dle hmotnosti: uhličitan vápenatý 21 %, přírodní rutil 8,5 %, fluorid vápenatý 1,5 %, uhličitan hořečnatý 1,5 % a dále dezoxidační složky - 4 % feromanganu, 6 % ferosilicia a 7 % ferotitanu, složky legující - 1 % niklu a 49,5 % železného prášku. Poměr obsahu uhličitanu hořečnatého : obsahu fluoridu vápenatého : obsahu přírodního rutilu : obsahu uhličitanu vápenatého je 1 : 1 : 5,6 : 14. Poměr součtu obsahů struskotvorných látek : součtu obsahů látek dezoxidačních, legujících a železného prášku je 32,5 : 67,5.In order to verify the properties of the basic coating according to the invention, electrodes were produced whose coating composition had the following specific composition by weight: calcium carbonate 21%, natural rutile 8.5%, calcium fluoride 1.5%, magnesium carbonate 1.5% and deoxidizing components - 4% ferro-manganese, 6% ferro-silicon and 7% ferro-titanium, alloying constituents - 1% nickel and 49,5% iron powder. The ratio of magnesium carbonate content: calcium fluoride content: natural rutile content: calcium carbonate content is 1: 1: 5,6: 14. The ratio of the sum of slag-forming substances: the sum of deoxidizing, alloying and iron powder contents is 32.5: 67.5 .

Dále byly připraveny elektrody s obalovou hmotou podle vynálezu tohoto složení: uhličitan vápenatý 32 i, přírodní rutil 13 %, fluorid vápenatý 2 % a uhličitan hořečnatý 2 %, jako složky dezoxidační 4 % feromanganu, 4 % ferosilicia, 3 % ferotitanu a 40 % železného prášku. Poměr obsahu uhličitanu hořečnatého : obsahu fluoridu vápenatého : obsahu přírodního rutilu : obsahu uhličitanu vápenatého je 1 : 1 :6,5 : 16. Poměr součtu obsahů látek struskotvorných : součtu obsahů látek dezoxidačních, legujících a železného prášku je 49 : 51.In addition, electrodes having a coating composition according to the invention were prepared: calcium carbonate 32 i, natural rutile 13%, calcium fluoride 2% and magnesium carbonate 2% as deoxidizing components 4% ferro-manganese, 4% ferro-silicon, 3% ferro-titanium and 40% iron powder. The ratio of magnesium carbonate content: calcium fluoride content: natural rutile content: calcium carbonate content is 1: 1: 6.5: 16. The ratio of the sum of slag-forming substances: the sum of de-oxidizing, alloying and iron powder contents is 49: 51.

Byly rovněž připraveny elektrody, jejichž obalová hmota podle vynálezu obsahovala 26,5 % uhličitanu vápenatého, 6 % přírodního rutilu, 1,5 % fluoridu vápenatého, 1,5 % uhličitanu hořečnatého, dále 5 % feromanganu, 7 i ferosilicia, 7 % ferotitanu, 1,5 % niklu a 44 S železného prášku. Poměr obsahu uhličitanu hořečnatého : obsahu fluoridu vápenatého : obsahu přírodního rutilu : obsahu uhličitanu vápenatého je 1 : 1 : 4 : 17,6. Poměr součtu obsahů látek struskotvorných : součtu obsahů látek legujících, dezoxidačních a železného prášku je 35,5 : 64,5.Electrodes were also prepared whose coating composition according to the invention contained 26.5% calcium carbonate, 6% natural rutile, 1.5% calcium fluoride, 1.5% magnesium carbonate, 5% ferro-manganese, 7% ferro-silicon, 7% ferro-titanium, 1.5% nickel and 44 S iron powder. The ratio of magnesium carbonate content: calcium fluoride content: natural rutile content: calcium carbonate content is 1: 1: 4: 17.6. The ratio of the sum of the contents of slag-forming substances: the sum of the contents of the alloying, deoxidizing and iron powder substances is 35.5: 64.5.

Vyrobené elektrody s bazickým obalem podle vynálezu prokázaly plně vyhovující vlastnosti ve všech svařovacích polohách, včetně polohy svislé shora dolů a ostatních montážních polohách, používaných např. při svařování potrubí. Obsah difuzního vodíku ve svarových kovech byl stanoven v rozmezí 2,0 až 4,0 ml difuzního vodíku ve 100 g svarového kovu.The manufactured electrodes having a basic coating according to the invention have shown fully satisfactory properties in all welding positions, including the vertical downward position and other mounting positions used, for example, in pipe welding. The diffusing hydrogen content of the weld metals was determined to be in the range 2.0 to 4.0 ml of diffusing hydrogen in 100 g of the weld metal.

S přijatelným výsledkem byla prokázána i možnost použiti střídavého proudu.The possibility of using alternating current has also been demonstrated with an acceptable result.

Rychlost svařování byla stanovena v intervalu hodnot 30 až 38 cm . min^-^ a výtěžek v rozmezí 120 až 130 %.The welding speed was determined in the range of 30-38 cm. min ^-1 and a yield ranging from 120 to 130%.

Elektrody vyhověly i dalším technickým požadavkům.The electrodes also met other technical requirements.

Claims

Basic arc welding electrode sheath comprising 18 to 35% by weight calcium carbonate, 6 to 15% by weight natural rutile, 0.5 to 3% by weight calcium fluoride, 0.5 to 3% by weight magnesium carbonate, 10 to 20% by weight of deoxidizing components such as ferro-manganese, ferro-silicon, ferrotitanium and alloys such as ferro-manganese, manganese, ferro-silicon, ferrochromium, chromium, ferro molybdenum, nickel in a mixture or individually and 40 to 50% by weight of iron powder; the ratio of slag-forming components, i.e. magnesium carbonate: calcium fluoride: natural rutile: calcium carbonate, is in the ratio of 1: 1: 4 to 7: 12 to 20, and the ratio of the sum of slag-forming components to the sum of to 50: 70 to 50.