RU2217285C2

RU2217285C2 - Electrode coating composition

Info

Publication number: RU2217285C2
Application number: RU2001115464/02A
Authority: RU
Inventors: Л.П. Мойсов; В.Я. Шарафан; Г.Г. Акчурин; Г.Л. Мойсов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт по монтажным работам"
Priority date: 2001-06-05
Filing date: 2001-06-05
Publication date: 2003-11-27

Abstract

FIELD: manual electric arc welding of low-alloy steels. SUBSTANCE: electrode coating includes, mass%: ilmenite - rutile - zircon concentrate, 49 - 54; marbor, 12 - 18; talc, 10 -15; kaolin, 3 - 5; manganese containing component, 15 - 17.5; organic gas generator, 0.5 - 3.0. Ilmenite-rutile-zircon concentrate may be used as mixture of ilmenite, rutile and zircon taken in relation 1 : 0.5 : 0.25. Such coating allows to reduce melt metal splashing. EFFECT: improved stability of welding arc, lowered cost price of electrodes. 2 cl, 5 tbl

Description

Изобретение относится к сварочным материалам для дуговой сварки низкоуглеродистых сталей и используется преимущественно в качестве покрытия (обмазки) электрода. The invention relates to welding materials for arc welding of low carbon steels and is used primarily as a coating (coating) of the electrode.

Известны электроды с титансодержащим компонентом АНО-6, МР-3Т, НЭ-5 и другие, которые позволяют выполнять качественную сварку в нижнем положении, но сварка в вертикальном и потолочном положениях этими электродами затруднена. Known electrodes with a titanium-containing component ANO-6, MP-3T, NE-5 and others, which allow high-quality welding in the lower position, but welding in the vertical and ceiling positions by these electrodes is difficult.

Наиболее близким является покрытие электродов на основе рутилового концентрата (Пиолунковский Г.М., Шнейдеров Р.Г. и Хохлов В.Г. Новые электроды с покрытиями на рутиловой основе. В сб. Организация процессов сварки, резки и пайки, наплавки и металлизации. Выпуск 24. - Центральный институт технико-экономической информации. М., 1961 г.). The closest is the coating of electrodes based on rutile concentrate (Piolunkovsky G.M., Shneiderov R.G. and Khokhlov V.G. New electrodes with coatings on a rutile basis. Organization of welding, cutting and soldering, surfacing and metallization processes. Issue 24. - Central Institute of Technical and Economic Information. M., 1961).

Такое покрытие имеет состав, мас.%:
Рутиловый концентрат - 50
Мрамор - 18
Тальк - 10
Каолин - 5
Ферромарганец - 15,5
Целлюлоза - 1,5
Обеспечивает сварку во всех пространственных положениях и хорошие сварочно-технологические свойства, однако не по всем параметрам отвечает современным требованиям, а именно сравнительно низкая стабильность горения дуги, что является следствием разбрызгивания металла, высокая стоимость покрытия из-за высокой стоимости рутилового концентрата.Such a coating has a composition, wt.%:
Rutile concentrate - 50
Marble - 18
Talc - 10
Kaolin - 5
Ferromanganese - 15.5
Cellulose - 1.5
It provides welding in all spatial positions and good welding and technological properties, however, it does not meet modern requirements in all respects, namely, relatively low stability of arc burning, which is a consequence of metal spraying, high coating cost due to the high cost of rutile concentrate.

Цель изобретения - повысить стабильность горения дуги и уменьшить разбрызгивание расплавленного металла в процессе сварки, а также снизить себестоимость изготовления электродов. The purpose of the invention is to increase the stability of arc burning and to reduce the spraying of molten metal during the welding process, as well as to reduce the cost of manufacturing electrodes.

Поставленная цель решается путем введения в покрытие электрода природного коллективного ильменитрутилцирконового концентрата Бешпагирского месторождения (Ставропольский край) или добавлением смеси ильменитового (ТiFеО₃), рутилового (ТiO₂) и цирконового (ZrSiO₄) концентратов в пропорции 1:0,5:0,25 со следующим соотношением других компонентов, мас.%:
Ильменитрутилцирконовый концентрат - 49-54
Мрамор - 12-18
Тальк - 10-15
Каолин - 3-5
Марганецсодержащий компонент - 15-17,5
Органический газообразователь - 0,5-3
Наличие в коллективном концентрате оксидов циркония стабилизирует горение дуги, улучшает внешний вид валика шва и. как следствие, снижает разбрызгивание расплавленного металла.The goal is achieved by introducing into the electrode coating the natural collective ilmenrutyl zircon concentrate of the Beshpagir deposit (Stavropol Territory) or by adding a mixture of ilmenite (TiFeO ₃ ), rutile (TiO ₂ ) and zircon (ZrSiO ₄ ) concentrates in a ratio of 1: 0.5: 0.25 with the following ratio of other components, wt.%:
Ilmenrutyl zircon concentrate - 49-54
Marble - 12-18
Talc - 10-15
Kaolin - 3-5
Manganese-containing component - 15-17.5
Organic blowing agent - 0.5-3
The presence of zirconium oxides in the collective concentrate stabilizes arc burning, improves the appearance of the weld bead and. as a result, reduces splashing of molten metal.

Найденное оптимальное содержание ильменитового, рутилового и цирконового концентратов способствовало улучшению свойств шлаковой фазы, обеспечивая сварку во всех пространственных положениях. The found optimum content of ilmenite, rutile and zircon concentrates contributed to the improvement of the properties of the slag phase, providing welding in all spatial positions.

Снижение содержания рутилового концентрата позволило снизить себестоимость изготовления покрытия электрода. The decrease in the content of rutile concentrate allowed to reduce the cost of manufacturing the electrode coating.

Кроме того, использование силикомарганца или марганцевой руды вместо ферромарганца дополнительно позволяет снизить себестоимость покрытия без ухудшения сварочно-технологических свойств электродов. In addition, the use of silicomanganese or manganese ore instead of ferromanganese additionally reduces the cost of the coating without compromising the welding and technological properties of the electrodes.

Составы вариантов смесей покрытия электродов приведены в табл.1. The compositions of the options for electrode coating mixtures are given in table 1.

Для испытания вариантов покрытия на электродообмазочном прессе изготавливали электроды диаметром 4 мм с постоянной толщиной покрытия (Кп-36%) мм. Сварку электродами выполняли в нижнем, вертикальном и потолочном положениях. Сваривались пластины из стали Ст.3сп толщиной 20 мм. Сварку выполняли от трансформатора переменного тока марки ТДМ-502УЗ на режимах: ток сварки - 180 А, напряжение дуги - 24-28 В. To test the coating options on an electro-lubricating press, electrodes with a diameter of 4 mm were made with a constant coating thickness (Kp-36%) mm. Electrode welding was performed in the lower, vertical, and ceiling positions. Welded plates made of steel St.3sp 20 mm thick. Welding was performed from an AC transformer of the TDM-502UZ brand in the modes: welding current - 180 A, arc voltage - 24-28 V.

Испытания сварочно-технологических свойств электродов показало, что наиболее оптимальными явились составы покрытий вар.2 и вар.5. Также установлено что оптимальным содержанием ильменитрутилцирконового концентрата является диапазон 49-54 мас.%. Снижение или увеличение этих граничных значений приводит к изменению свойств шлака и, как следствие, ухудшению внешнего вида валика шва. Testing of the welding and technological properties of the electrodes showed that the most optimal coatings were var. 2 and var. 5. It was also found that the optimal content of ilmenrutyl zirconium concentrate is a range of 49-54 wt.%. A decrease or increase in these boundary values leads to a change in the properties of the slag and, as a consequence, a deterioration in the appearance of the weld bead.

Механические испытания металла шва выполняли на образцах, сваренных вариантами 2 и 5 (табл.2). Mechanical tests of the weld metal were performed on samples welded with options 2 and 5 (Table 2).

По механическим свойствам и химическому составу (табл.3) наплавленного металла электроды с покрытием вар.2 и вар.5 соответствуют требованиям ГОСТ 9466-75 и ГОСТ 9467-75 к типу Э46. According to the mechanical properties and chemical composition (Table 3) of the deposited metal, electrodes coated with var. 2 and var. 5 meet the requirements of GOST 9466-75 and GOST 9467-75 to type E46.

По сравнению с широко известными электродами марки МР-3 типа Э46 предлагаемые электроды имеют низкое разбрызгивание расплавленного металла в процессе сварки (табл.4). Compared with the well-known electrodes of the MP-3 grade, type E46, the proposed electrodes have low spatter of molten metal during welding (Table 4).

Себестоимость изготовления предлагаемых электродов в 3 раза ниже, чем при изготовлении прототипа электродов марки МР-3 (табл.5). The cost of manufacturing the proposed electrodes is 3 times lower than when manufacturing a prototype electrodes of the brand MP-3 (table 5).

Использование коллективного природного ильменитрутилцирконового концентрата Бешпагирского месторождения или смеси ильменита, рутила и циркона в соотношении 1:0,5:0,25 позволяет получить новые полезные свойства электрода, а главное улучшить широко применяемые многие десятилетия электроды марки МР-3 в части снижения разбрызгивания, заметного снижения себестоимости изготовления и улучшения внешнего вида валика шва, при сохранении сварочно-технологических свойств (возможность сварки во всех пространственных положениях) и высоких механических свойств металла шва. The use of collective natural ilmenrutyl zircon concentrate of the Beshpagirskoye field or a mixture of ilmenite, rutile and zircon in a ratio of 1: 0.5: 0.25 allows to obtain new useful properties of the electrode, and most importantly to improve the MP-3 electrodes widely used for many decades in terms of reducing spatter, noticeable reduce manufacturing costs and improve the appearance of the weld bead while maintaining welding and technological properties (the ability to weld in all spatial positions) and high mechanical Sgiach properties of the weld metal.

Применение ильменитрутилцирконового концентрата или их смеси в электродном покрытии позволит получить экономический эффект более 1500 млн. рублей. The use of ilmenutrutyl zircon concentrate or a mixture thereof in an electrode coating will provide an economic effect of more than 1,500 million rubles.

Claims

1. The composition of the electrode coating for welding low carbon steels, including a manganese-containing component, marble, talc, kaolin, an organic blowing agent, characterized in that it additionally contains ilmenrutyl zirconium concentrate in the following ratio of these components, wt.%:

Ilmenrutyl zircon concentrate 49-54

Marble 12-18

Talcum 10-15

Kaolin 3-5

Manganese-containing component 15-17.5

Organic blowing agent 0.5-3.0

2. The composition of the electrode coating according to claim 1, characterized in that ilmenutrutyl zircon concentrate is taken in the ratio, including:

Ilmenite 1

Rutile 0.5

Zircon 0.25