RU1797545C

RU1797545C - Состав сварочной проволоки

Info

Publication number: RU1797545C
Application number: SU914926701A
Authority: RU
Inventors: Владимир Владимирович Ветер; Геннадий Анатольевич Белкин
Original assignee: Владимир Владимирович Ветер
Priority date: 1991-03-11
Filing date: 1991-03-11
Publication date: 1993-02-23

Abstract

Использование: сварка открытой дугой низкоуглеродистых низколегированных сталей. Сущность изобретени : сварочна проволока содержит, мас.%: углерод 0,30- 0,45: кремний 0,60-0,90; марганец 0,60- 1,20; хром 0,20-0.40; никель 0,10-0,20; титан 0,1-0,2; алюминий 0,20-0,50; церий 0,30-0,45; кальций 0,05-0,10; остальное - железо. Позвол ет одновременно повысить прочность и пластичность сварного шва. 2 табл.

Description

Изобретение относитс к сварочным материалам и может быть использовано при сварке низкоуглеродистых низколегированных сталей в воздухе.

Известна проволока. (1). содержаща , мас.%:

Углерод0.09-0,16 Кремний 0.40-0,80 Марганец . 0,30-0,70 Хром 1,90-2,40 Никель 0,80-1,20 Молибден 0,35-0,60 Церий 0,03-0.06 Железо Остальное Недостатком известной проволоки вл етс низка прочность и пластичность сварного шва при сварке открытой дугой.

Наиболее близкой по химическому составу и назначению вл етс проволока (2), содержаща , мас.%:

Углерод0.17-0,23 Кремний 0,60-0,90 Марганец 0,90-1.20 Хром -ьО.ЗО Никель -S0.40 / Титан 0,10-0,20

Алюминий0,20-0.50 Церий 0,30-0,45 Недостатком известной сварочной проволоки вл етс низкие значени прочности и пластичности сварного шва при сварке открытой дугой. . . Цель изобретени - повышение прочности и пластичности сварного шва.

Поставленна цель достигаетс тем, что в состав сварочной проволоки дополнительно вводитс кальций и компоненты вз ты в следующем соотношении, мае, %:

Углерод0,30-0,45 Кремний 0.60-0,90 Марганец 0,60-1,20 Хром 0,20-0,40 Никель 0,10-0.40 Титан 0.10-0,20 Алюминий 0,20-0,50 Церий . 0,30-0,45 Кальций 0,05-0,10 Железо Остальное. Известное и предложенное технические решени имеют общие признаки: оба вл ютс сварочными материалами, оба содержат легирующие элементы - углерод,

VJ

ю VI ел

4

ел

со

кремний, Марганец, хром, никель, титан, алюминий, церий.

Отличие за вл емой проволоки состоит в том, что она дополнительно содержит кальций и в ней увеличено содержание углерода.

Указанные отличительные признаки про вл ют в своей совокупности новые свойства, не присущие им в известных технических решени х (уменьшить содержание кислорода и азота в сварном шве), Это позвол ет достичь цель изобретени - одновременно повысить прочность и пластичность сварного шва и свидетельствует о соответствии предлагаемого технического решени критерию Существенные отличи .

Положительный эффект изобретени заключаетс в повышении механических характеристик сварного соединени и в целом сварной конструкции. Кремний и марганец ввод тс как раскислитёли сварочной ван- ны, а также как.легирующие добавки. Причем гфи содержании кремни и марганца .менее 0,60% слабо про вл ютс их раскисл ющие свойства, а при 51 0,90% и Мп 1-2% незначительны их упрочн ющие свой- ства по сравнению с другими легирующими элементами проволоки.

Никель в количестве 0,10-0,40% способствует повышению пластичности металла шва, а следовательно, снижению чувствительности к концентраторам напр жений . Хром в количестве 0,20-0,40% вводитс дл повышени прочности металла шва, ... . : . - -... ; . -ч /ч ; -

Использование цери (0,30-0,45%) при соответствующем содержании никел , кремни и марганца способствует повышению в зкости металла и пластичности, измельчает зёр.но, способствует дееульфурацмй металла. Имеет высокое сродство к кислороду, что особенно имеет значение При сварке в воздухе. Титан (0,10- 0,20%) вл етс сильным раскйслителем, уменьшает склонность к старению от азота, так как активно с ним св зываетс .-А/ломи- ний вл етс хорошим раскислителем, кроме того его микродобавки в количестве 0,20-0,50% способствуют измельчению зерна, ч/ . . :, . ; ., v . -.

При сварке открытой дугой необходимо повышенное содержание углерода (0,30- 0,45%), т.к. он имеет повышенное сродство к кислороду, активно с ним взаимодейству- ет, образу i пузырьки СО и СОз- Образов,э- ние пузырьков способствует удалению азота, т.к. он легко диффундирует внутрь них и уноситс ими из сварочной ванны. Небольшие добавки кальци (0,05-0,10%) необходимы дл удалени азота из свароч-; ной ванны..Так при высоких температурах

сварочной дуги и ванны кальций взаимодействует с углеродом с образованием соединени СаСа, который взаимодействует с азотом/растворенным в сварочной ванне с образованием нитрида кальци CaaNj и цианамида кальци CaCNz, которые имеют малый удельный вес, быстро всплывают и переход т в шлак. Таким образом, введение в состав проволоки титана, алюмини , цери и углерода обеспечивает защиту сварочной ванны от вредного вли ни кислорода воздуха, который, как известно, снижает пластичность металла.

Небольшие добавки кальци позвол ют уменьшить содержание азота в шве, который сильно охрупчивает металл даже при небольших его количествах. Исход из вышеизложенного , повышенное содержание углерода необходимо дл раскислени сварочной ванны, образовани нитрида и цианамида кальци , а также дл получени устойчивых карбидов хрома, титана, цери , что приводит к повышению прочности сварного шва. Одновременное этим уменьшаетс содержание кислорода и азота в шве, что приводит к повышению его пластических характеристик.

Ниже приведены примеры конкретного выполнени предлагаемой сварочной проволоки . Изготавливалась сери проволок табл.1 диаметром 1,6 мм по известной в металлургии технологии. ;

Исследуемыми проволоками и проволокой - прототипом производилась сварка в воздухе пластин из Ст 3 встык на режимах:- ток 120 А, напр жение 22 В, скорость сварки 25 м/ч. Из шва вырезались образцы на раст жение по ГОСТ 9651-84 тип 111 № 9. Результаты экспериментальных данных приведены в табл.2..

Как видно из табл.2, шов, сваренный Проволокой-прототипом, имеет пониженные прочность и пластичность. Состав 1 имеет небольшое количество углерода и кальци , что не приводит к значительному повышению механических свойств. В составе 5 имеетс повышенное содержание углерода и( легирующих компонентов, что приводит к повышению прочности, но охрупчивает металл вследствие увеличени подкалки при сварке. Оптимальным сочетанием прочностных и пластических свойств обладают швь сваренные проволоками 2-4. Технико-экономические преимущества сварочной проволоки состо т в том, что ее применение позволит повысить механические характеристики сварного шва и, следовательно, долговечность сварной конструкции в целом.

Claims

Формула изобретени Состав сварочной проволоки преимущественно дл сварки открытой дугой, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, титан, алюминий, церий, железо , отличающийс тем, что, с целью повышени одновременно прочности и пластичности металла сварного шва, состав содержит дополнительно кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%:

й

0,30-0,45

0,6-0,9

0,6-1,2

0,2-0,4

0,1-0,4

0,1-0,2

0,2-0,5

0,30-0,45

0,05-0,10

Остальное

П р и м ё ч а н и е: остальное железо

Та б л и ц,Ј 1

Таблица 2