RU2117563C1

RU2117563C1 - Composition of electrode coating

Info

Publication number: RU2117563C1
Application number: RU95101192A
Authority: RU
Inventors: Н.А. Мариев; В.Н. Макаров; А.Я. Ханин
Priority date: 1995-01-27
Filing date: 1995-01-27
Publication date: 1998-08-20
Also published as: RU95101192A

Abstract

FIELD: welding, in particular, compositions of electrode coatings; may be used in manufacture of electrodes for manual electric-arc welding of low-carbon and low-alloyed steels in any spatial position. SUBSTANCE: coating in the capacity of base and deoxidizer contains titanium product with the following amount of components, wt.%: titanium product, 35-55; metal carbonate, 5-20; ferromanganese, 10-15; mica concentrate, 1721; magnesium hydrosilicate, 2-10; cellulose, 1-3. Besides, the composition may contain iron powder in the amount of 10-15 wt.%. Titanium product is produced by alumothermal processing of ilmenite and contains, wt.%: titanium oxide, 62-64; silicon oxide, 1.5-2; aluminum oxide, 2-6; calcium oxide, 16-18; magnesium oxide, 3-5; iron oxide, 2-3; phosphorus in terms of P₂O₅, not above 0.002. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к сварке, в частности к составам электродных покрытий, и может быть использовано при изготовлении электродов для ручной электродуговой сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей во всех пространственных положениях. The invention relates to welding, in particular to compositions of electrode coatings, and can be used in the manufacture of electrodes for manual arc welding of low carbon and low alloy steels in all spatial positions.

Известно использование в составах электродных покрытий в качестве основы раскислителя рутилового концентрата с содержанием оксида титана TiO₂>95% (ГОСТ 22938-78). Однако этот материал дефицитный и дорогой.It is known that rutile concentrate with a titanium oxide content of TiO ₂ > 95% (GOST 22938-78) is used as a base in the electrode coating compositions. However, this material is scarce and expensive.

Известен также материал, содержащий природный ильменитовый концентрат оксид титана Златоустовского ГОК ТУ14-187-46-92. Однако этот природный материал содержит слишком много окислов железа кремния, соединений серы и около 10% воды, что не позволяет получить металл шва на уровне требований ГОСТ 9466-75, ГОСТ 9467-75. По этой причине природный ильменит применять не имеет смысла. Also known material containing natural ilmenite concentrate titanium oxide Zlatoust GOK TU14-187-46-92. However, this natural material contains too many oxides of silicon silicon, sulfur compounds and about 10% water, which does not allow to obtain a weld metal at the level of requirements of GOST 9466-75, GOST 9467-75. For this reason, natural ilmenite does not make sense.

С целью повышения качества природного ильменитового концентрата (ТУ14-187-46-92), он был переплавлен с помощью алюмотермии, в результате чего получен титановый продукт, содержащий следующие компоненты, мас.%:
Оксид титана - 62,4
Оксид кремния - 2,1
Оксид алюминия - 4,9
Оксид кальция - 16
Оксид магния - 3,2
Окись железа - 2,5
Фосфор в пересчете на P₂O₅ - 0,002
Известен состав электродного покрытия [1] преимущественно для сварки низкоуглеродистой стали при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Компонент, содержащий оксид титана - 35-55
Карбонат металла - 5-20
Ферромарганец - 10-15
Концентрат флогопитовый - 8-35
Целлюлоза - 1-3
Однако при использовании в качестве компонента, содержащего оксид титана, рутилового концентрата (ГОСТ 22938-78) или ильменитового концентрата (ТУ 48-4-267-73) повышается себестоимость изготовления электродов, т.к. рутиловый концентрат достаточно дорогой и дефицитный, а также нарушается стабильность горения дуги, наблюдается чрезмерное разбрызгивание и снижение прочности металла шва, т.к. ильменитовый концентрат содержит до 32% окислов железа.In order to improve the quality of natural ilmenite concentrate (TU14-187-46-92), it was remelted using aluminothermy, resulting in a titanium product containing the following components, wt.%:
Titanium Oxide - 62.4
Silica - 2.1
Alumina - 4.9
Calcium Oxide - 16
Magnesium Oxide - 3.2
Iron Oxide - 2.5
Phosphorus in terms of P ₂ O ₅ - 0.002
The known composition of the electrode coating [1] mainly for welding low carbon steel in the following ratio of components, wt.%:
Component Containing Titanium Oxide - 35-55
Metal Carbonate - 5-20
Ferromanganese - 10-15
Phlogopite Concentrate - 8-35
Cellulose - 1-3
However, when a rutile concentrate (GOST 22938-78) or ilmenite concentrate (TU 48-4-267-73) is used as a component containing titanium oxide, the cost of manufacturing the electrodes increases, because rutile concentrate is quite expensive and scarce, and the stability of arc burning is violated, excessive spatter and a decrease in the strength of the weld metal are observed, because ilmenite concentrate contains up to 32% of iron oxides.

Наиболее близким по составу к изобретению является состав электродного покрытия [2] для сварки низкоуглеродистых сталей, содержащий следующие компоненты, мас.%:
Компонент, содержащий оксид титана (рутил) - 46-52
Карбонат металла (мрамор) - 8-13
Ферромарганец - 11-13
Слюдяной концентрат - 17-21
Алюмосиликат натрия - 2-5
Целлюлоза - 1-3
В качестве слюды в этот состав вводится концентрат мусковитовый. Данный состав обеспечивает получение хороших механических свойств сварного соединения.The closest composition to the invention is the composition of the electrode coating [2] for welding low carbon steels, containing the following components, wt.%:
Component containing titanium oxide (rutile) - 46-52
Metal Carbonate (Marble) - 8-13
Ferromanganese - 11-13
Mica Concentrate - 17-21
Sodium Aluminosilicate - 2-5
Cellulose - 1-3
Muscovite concentrate is introduced into this composition as mica. This composition provides good mechanical properties of the welded joint.

Однако себестоимость изготовления электродов также высока, т.к. рутиловый концентрат весьма дорогой и дефицитный материал, кроме этого, алюмосиликат натрия имеет высокое содержание оксидов кремния, что в сочетании с мусковитовым концентратом делает шлак вязким. However, the cost of manufacturing electrodes is also high, because rutile concentrate is a very expensive and scarce material, in addition, sodium aluminosilicate has a high content of silicon oxides, which in combination with muscovite concentrate makes the slag viscous.

Цель изобретения - повышение сварочно-технологических свойств при изготовлении и сварке, а также снижение себестоимости изготовления электродов. The purpose of the invention is to increase the welding and technological properties in the manufacture and welding, as well as reducing the cost of manufacturing electrodes.

Поставленная цель достигается за счет того, что в состав электродного покрытия преимущественно для сварки низкоуглеродистых сталей, содержащий карбонат металла (мрамор), ферромарганец, целлюлозу, а также слюдяной концентрат, введен гидросиликат магния, а в качестве раскислителя введен титановый продукт при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Титановый продукт - 35-55
Карбонат металла (мрамор) - 5-20
Ферромарганец - 10-15
Слюдяной концентрат - 17-21
Гидросиликат магния (тальк) - 2-10
Целлюлоза - 1-3
Кроме того, состав может дополнительно содержать железный порошок в количестве 10-15%.This goal is achieved due to the fact that the electrode coating mainly for welding low carbon steels containing metal carbonate (marble), ferromanganese, cellulose, as well as mica concentrate, magnesium hydrosilicate is introduced, and a titanium product is introduced as a deoxidizer in the following ratio of components, wt.%:
Titanium Product - 35-55
Metal Carbonate (Marble) - 5-20
Ferromanganese - 10-15
Mica Concentrate - 17-21
Magnesium hydrosilicate (talc) - 2-10
Cellulose - 1-3
In addition, the composition may additionally contain iron powder in an amount of 10-15%.

Незначительное количество примесей других элементов значительного влияния не оказывают и в составе не приводятся. A small amount of impurities of other elements do not have a significant effect and are not given in the composition.

Разработан технологический процесс получения титанового продукта из природного ильменита, включающий в себя очистку его от оксидов железа, кремния, фосфора и соединений серы, а также введение в его состав оксидов кальция, магния, алюминия, положительно влияющих на повышение основности шлака. A technological process has been developed to obtain a titanium product from natural ilmenite, which includes cleaning it from oxides of iron, silicon, phosphorus and sulfur compounds, as well as the introduction of calcium, magnesium, and aluminum oxides in its composition, which positively affect the increase in basicity of slag.

Для экспериментальной проверки предлагаемого состава электродного покрытия был исследован состав, в котором компоненты введены при следующем соотношении, мас.%:
Титановый продукт - 45
Мрамор эл.М-97Б ГОСТ 4416-73 - 10
Ферромарганец ФMn 90 ГОСТ 4755-80 - 14
Слюда флогопит молотая электродная ТУ 36.44.15-18-90 - 18
Тальк молотый ТМК-28 ГОСТ 22938-78 - 10
Целлюлоза ЭЦ ТУ13-730-8001-393-83 - 3
В качестве стержней использовалась проволока Св-08А диаметром 3, 4, 5. Коэффициент массы покрытия составляет Км.п. = 36-37%. В качестве связующего использовано жидкое калиево-натриевое стекло с модулем 2,85-3,05 и плотностью 1,44 - 1,46 г/см². При опрессовке отмечена высокая технологичность покрытия.For experimental verification of the proposed composition of the electrode coating was investigated the composition in which the components are introduced in the following ratio, wt.%:
Titanium Product - 45
Marble el.M-97B GOST 4416-73 - 10
Ferromanganese FMn 90 GOST 4755-80 - 14
Mica phlogopite ground electrode TU 36.44.15-18-90 - 18
Talc powder TMK-28 GOST 22938-78 - 10
Cellulose EC TU13-730-8001-393-83 - 3
Sv-08A wire with a diameter of 3, 4, 5 was used as rods. Coating mass coefficient is Km.p. = 36-37%. As a binder, liquid potassium-sodium glass with a module of 2.85-3.05 and a density of 1.44 - 1.46 g / cm ^{2 was used} . When crimping, high manufacturability of the coating was noted.

Испытания механических характеристик проводились согласно ГОСТ 9466-75; ГОСТ 9467-75. Полученные данные сведены в таблицу. Tests of mechanical characteristics were carried out according to GOST 9466-75; GOST 9467-75. The data obtained are summarized in a table.

Кроме того, отмечается легкое возбуждение дуги и ее стабильное горение, легкая отделимость шлаковой корки, хорошее формирование шва. In addition, there is a slight excitation of the arc and its stable burning, easy separability of the slag crust, good formation of the seam.

Claims

1. The composition of the electrode coating mainly for welding low carbon and low alloy steels containing a component with titanium oxide, metal carbonate, ferromanganese, mica, cellulose, characterized in that it additionally contains sodium hydrosilicate, and as a component with titanium oxide includes a titanium product in the following the ratio of components, wt.%:
Titanium Product - 35 - 55
Metal carbonate (marble) - 5 - 20
Ferromanganese - 10 - 15
Mica (mica concentrate) - 17 - 21
Magnesium Hydrosilicate - 2 - 10
Cellulose - 1 - 3,
while the titanium product includes the following components, wt.%:
Titanium Oxide - 62 - 64
Silica - 1.5 - 2.0
Alumina - 2 - 6
Calcium Oxide - 16 - 18
Magnesium Oxide - 3 - 5
Iron oxide - 2 - 3
Phosphorus in terms of P ₂ O ₅ - Not more than 0.002
2. The composition according to claim 1, characterized in that it additionally contains iron powder in an amount of 10 to 15 wt.%.