RU1799317C - Состав электродного покрыти дл холодной сварки чугуна - Google Patents

Abstract

Использование: составы электродных покрытий, примен емых дл  холодной сварки чугуна, заварки дефектов лить , ремонта чугунных деталей. В состав покрыти  вход т следующие компоненты, мас.%: мрамор 16,5-20,0; плавиковый шпат 8,0-12,0; полевой шпат 4,0-6,0; ферросилиций 9,0-11,0; феррованадий 45,0-55,0; лигатура РЗМ - 0,9-1,1; хромовокислый калий 0,5-1.5; слюда 3,5-5,0; сода 0,4-0,6, при этом ферросилиций , феррованадий и лигатура РЗМ ввод тс  в пропорции 10:50:1, а плавиковый и полевой шпат - в пропорции 2:1. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к сварке, в частности к составам электродных покрытий, примен емых дл  холодной сварки чугуна,

Целью изобретени   вл етс  улучшение сварочно-технологических свойств электродов и повышение качества наплавленного металла. Это достигаетс  тем, что в состав покрыти , содержащего мрамор, плавиковый шпат, ферросилиций, феррованадий и слюду, дополнительно ввод т полевой шпат, лигатуру редкоземельных металлов, калий хромовокислый и соду, причем ферросилиций, феррованадий и лигатура РЗМ ввод тс  в пропорции 10:50:1, а плавиковый и полевой шпат- в пропорции

2:1, при следующем соотношении компонентов , мас.%:

Мрамор16,5-20,0 Плавиковый шпат 8,0-12,0 Полевой шпат 4,0-6,0 Ферросилиций 9,0-11,0 Феррованадий 45,0-55,0 Лигатура РЗМ 0,9-1,1 Калий хромовокислый 0,5-1,5 Слюда 3,5-5,0 Сода 0,4-0,6. Новым по сравнению с прототипом  вл етс  введение в состав покрыти  полевого шпата, .лигатуры РЗМ, кали  хромовокислого и соды в указанных количеХ|

Ю

CJ

со

ствах, причем ферросилиций, феррованадий и лигатура РЗМ ввод тс  в пропорции 10:50:1, а плавиковый шпат и полевой шпат-в пропорции 2:1.

Применение ферросилици , феррованади  и лигатуры РЗМ в составе покрыти  дл  холодной сварки чугуна в пропорции 10:50:1 неизвестно и дает новый эффект- уменьшает ширину мартенситной прослойки по линии сплавлени  и позвол ет стабильно получать необходимую твердость наплавленного металла НВ 180-200. что исключает образование трещин в переходной зоне и наплавленном металле. При этом обеспечиваетс  высокое: качество наплавленного металла и возможность механической обработки сварного соединени . ;

За вл емое соотношение компонентов ферросилиций, феррованадий, лигатура РЗМ представл ет собой новую легирующую систему SI-V-P3M оптимального состава ... ... ; - .- .. :- . ..: Y:, ; /

Легирование высокоуглеродйстого с содержанием более 1 % С стального шва ванадием приводит к резкому снижению твердости наплавленного металла в результате образовани  карбидов ванади , которые св зывают основное количество углерода, обедн   им твердый раствор и способству  образованию ферритнрй матрицы . Карбид ванади  в виде дисперсных включений равномерно распредел етс ; в ферритной матрице, обеспечива  твердость наплавленного металла НВ 160-200.

Кремний, нар ду с расшсленйем сварочной ванны при сварке чугуна, уменьшает растворимость углерода в железе, так как межатомные св зи с железом у него сильнее , чем у углерода, что, в свою очередь, способствует уменьшению ширины мартен- ситной прослойки. V

Малые добавки РЗМ в высокоуглероди- стом сплаве оказывают графитизирующее воздействие за счет образовани  дополнительных центров кристаллизации графита, что, в свою очередь, снижает веро тность образовани  закалочных структур в зоне сплавлени , уменьшает ширину мартенситной прослойки, исключает образование трещин в наплавленном металле и переходной зоне. Кроме того, введение РЗМ, обладающих большим сродством к кислороду, сере, способствует очищению границ зерен ферритной матрицы за счет образовани  окси дов и оксисульфидов РЗМ и/Как следствие, повышает стойкость наплавленного металла и переходной зоны против образовани  трещин и пор.

В качестве лигатуры РЗМ могут использоватьс  лигатуры с РЗМ на железо-кремниевой основе марок ФсЗОРЗМЗО, ФсЗОРЗМ20 по ТУ 14-5-136-81. лигатура магний-иттрий-по ТУ 48-05-46-71, алюминий-иттрий по ТУ 48-0504-17-75 или кремний-иттрий по ТУ 14-141-97-87.

Введение ферросилици , феррованади  и лигатуры РЗМ в количествах соответ-. ственно менее 9, 45 и 0,9% и уменьшение соотношени  ферросилици , феррованади 

и лигатуры РЗМ менее 10:50:1 приводит к повышению твердости наплавленного металла и переходной зоны и увеличивает веро тность образовани  трещин.

При содержании ферросилици , феррованади  и лигатуры РЗМ в количествах соответственно более 1.1, 55 и 1,1% и увеличении соотношени  более 10:50:1 приводит к ухудшению сварочно-технологиче- с.ких свойств электродов из-за

недостаточного количества газо-и шлакроб- разующих компонентов покрыти , снижений; ) качества металла шва из-за загр знени  металла неметаллическими

ВКЛЮЧенИЯМИ. . : .

Введением в состав покрыти  электродов плавикового шпата и полевого шпата в

количествах «.ответственно 8-12 и 4Н5% при соотношении 2:1 достигаетс  оптимальна  газб-щлакова  защита высоколегиррванного аплава, образующегос  при плавлении электрода. Образующийс  шлак характеризуетс  хорошей газопронйцаемо ..стью, необходимой в зкостью и отличной отделимостью з.а счет введени  полев ого

шпата, что обеспечивает возможность заварки глубоких разделок и дефектов в отливках из чугуна без послойной очистки шлака. Приуменьшении количества.плавикового и

полевого шпата менее 8 и 4% и уменьшении пропорции менее 2:1 ухудшаетс  шлакова  защита металла шва и повышаетс  склонность к образованию пористости наплавленного металла. При увеличении содержани  плавикового и полевого шпата более 12 и 6% и увеличении пропорции более 2:1 повышаетс  склонность металла шва к зашлаковкам, затруднена заварка литейных дефектов без зачистки каждого валика, ухудшаетс  отделимость шлака, повышает- с  его в зкость.

Сода вводитс  в состав покрыти  в количестве 0,4-0,6% в качестве пластификатора обмазки при изготовлении электродов .методом опрессовки. Кроме того, сода вы- полн ег роль стабилизатора сварочной дуги и газовой защиты металла шва. При содержании соды в покрытии менее 0,4% ухудшаетс  процесс опрессовки электродов, а также снижаетс  стабильность горени  дуги ухудшаетс  газова  защита. При введении

оды в количестве более 0,6% увеличивает  разбрызгивание электродного металла, а прессовочные свойства покрыти  остают  такими же..

Хромовокислый калий вводитс  в сотав покрыти  в количестве 0,5-1,5% как 5 стабилизатор сварочной дуги. При содержании его в покрытии менее 0,5%. стабильность горени  дуги ухудшаетс , особенно в омент зажигани . Введение в покрытие более 1,5% хромовокислого кали  ухудгйэёт 1Q процесс изготовлени  электродов методом ; опрессовки из-за быстрого затвердевани  обмазочной массы, .:

Таким образом, вход щие в покрытие , мрамор, плавиковый шпат, полевой шпат. 15 ферросилиций, феррованадий, лигатура

РЗМ, калий хромовокислый, слюда и сода при отношении ферросилици , феррованади  и лигатуры РЗМ как 10:50:1: и отндше- нии плавикового шпата и полевогошпата 20 как 2:1 обеспечивают получение эффекта; выразившеес  в повышений качества наплавленного металла и улучшении свароч- : но-технологических свойств еварочиргА электрода.: / ....; ; :-- ;:;.:,.

Технологи  изготовлени  электродов с за вл емым покрытием не отличаетс :от из- вестной. В качестве электродного стержн ; используетс  сварочна  проволока марок Св08илй.Св08А ГОСТ , . , ;;:; 3

Изготовлены и испытаны электроды п ти вариантов с за вл емым -покрытием и электрод-прототип. Варианты изготовлен- ;: ых электродовi приведены в табл. .

Результаты технологической проверки 35 электродов С за вл емым составом покрыти  и протбтийа приведены в табл. 2;

ур,л  определени  кауества наплавлен ного. металла и сварочнр-технологичёских свойств электродов п рЬизвоДйли мн6го-40 слойную заварку разделки глубиной 20 мм и длиной 10б мм с углом раскрйти  70° на пластине из серого чугуне марки СЧ 21 толщиной 30 мм. Сварку производили электро- ; дами диаметром 4 мм на посто нном токе 45 обратной пол рности. Сила тока 1|бО-180 А;

Результаты испытаний сварочнр-тёхно- логических свойств и качества наплавленного металла показывают, что оптимальным  вл етс  состав покрыти  вариантов 2. 3 и 4, обеспечивающий высокое качество наплавленного металла (отсутствие трещин и пор, уменьшение ширины прослойки с по- выщенйрй твердостью, снижение твердости ) и хорошие сварочно-технологические свойства электрбдЬв при холодной сварке

Чугуна,. -;;Л:; ;;;; ;.:;. ::.;: .. :.:..;;.. :..

Эл роднрё покрытие вариантов 1 и 5, содержащее соответственно пониженное и flQ№ wft$& $&&i&jBo за вл емых компо- нентШ м « у ов тврр ющее указанным в ше Пропорци м, не обеспечивает достижений проставленной цели.;

образом, испбдьзование в покрытий указанных компойентЬв в ;определён- йрм v срчетании и о пределен н ых пропорци х, обеспечивают достижение по- 0тЙй :1 лй ;- вы срки:е:свароч 1о-техно-- лргйчесциё свойства электрода и качество наплавЛеннЬгр металла, позвол ют производить многослойную холодную электроду- говук) сварку чугунных деталей и заварку дефектр а; в йтливюах, создавать сварочно- /5и;тйе конструкции с обеспечением высокого качества швов и возможности их Обработки режущим инструментом.

/формула изобретени 

Способ электродного покрыти  дл  хо- лодной сва.рки чугуна, держащий мрамор, плавиковый шпат, ферросилиций, ферроаа- наДий и слюду, 6 т л и ч а ю Щ и и с   тем, что, с целью улучшени  сваррчно-технологи- ческих свойств электрода и повышени  качества нап авйённого металла, он дополнительно содержит лигатуру редкоземельных металлов, хр61мовокислый калий, полевой шпат и соду при следующем соотношении компонентов, мас.%: мрамор 16,5-2010; плавиковой шпат 8,0-12,0; лоле- вой шпат: 4vO--6,0; ферросилиций 9,0-11,0; феррованадий 45,0-55,0 лигатура РЗМ 0,9- слюда - 3,5-5,0; хромовокислый калий 0,5-1,5; сода 0,, Причем соотношение фёрросйлйцй ч феррованади  и лигатуры РЗМ рст вл ет 10:50:1,асрртношение пла- вйК10йог полевого шпата - 2:1.

Таблица 1

Таблица 2

Продолжение табл. 2