RU2230644C1 - Electrode for manual electric arc surfacing of steel layer - Google Patents
Electrode for manual electric arc surfacing of steel layer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2230644C1 RU2230644C1 RU2002135394/02A RU2002135394A RU2230644C1 RU 2230644 C1 RU2230644 C1 RU 2230644C1 RU 2002135394/02 A RU2002135394/02 A RU 2002135394/02A RU 2002135394 A RU2002135394 A RU 2002135394A RU 2230644 C1 RU2230644 C1 RU 2230644C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- coating
- electrode
- surfacing
- electric arc
- Prior art date
Links
Landscapes
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области сварочного производства, конкретно к толстопокрытому электроду для ручной дуговой наплавки слоя стали высокой твердости.The invention relates to the field of welding production, specifically to a thick-coated electrode for manual arc surfacing of a layer of high hardness steel.
На предприятиях железнодорожного транспорта и других областях техники при восстановлении наплавкой деталей из низколегированной и углеродистой сталей в настоящее время применяются электроды, обеспечивающие, в основном, получение слоя наплавленного металла низкой и средней твердости.At the enterprises of railway transport and other fields of technology, when welding parts from low alloy and carbon steel are restored by surfacing, electrodes are currently used that provide, mainly, a layer of deposited metal of low and medium hardness.
В то же время для наплавки сильноизнашиваемых деталей в ряде случаев наплавка слоя стали средней твердости является недостаточной для получения требуемой работоспособности.At the same time, for surfacing highly wear parts in some cases, surfacing of a layer of steel of medium hardness is insufficient to obtain the required performance.
Известен электрод для ручной дуговой наплавки слоя стали средней твердости, состоящий из стержня из низколегированной проволоки и покрытия, содержащего компоненты при следующем соотношении, мас.%:Known electrode for manual arc welding of a layer of steel of medium hardness, consisting of a rod of low alloy wire and a coating containing components in the following ratio, wt.%:
Мрамор 2-6Marble 2-6
Плавиковый шпат 8-22Fluorspar 8-22
Ферромарганец 1-2Ferromanganese 1-2
Ферросилиций 1-4Ferrosilicon 1-4
Ферротитан 6-10Ferrotitanium 6-10
Магнезит 18-37Magnesite 18-37
Сода 0,5-0,95Soda 0.5-0.95
Слюда 1-5,6Mica 1-5.6
Железный порошок ОстальноеIron Powder Else
(см. авторское свидетельство СССР №1738566, кл. В 23 К 35/36, 1990 г.).(see USSR author's certificate No. 1738566, class B 23 K 35/36, 1990).
Электроды с таким покрытием обеспечивают хорошее формирование валиков при наплавке на постоянном токе, но при восстановлении наплавкой сильно изнашиваемых деталей, их работоспособность не всегда бывает достаточной.Electrodes with such a coating provide good formation of the rollers when surfacing at a constant current, but when restoring hard-wearing parts by surfacing, their performance is not always sufficient.
Наиболее близким из известных по своей технической сущности и достигаемому результату является выбранный в качестве прототипа электрод для ручной дуговой наплавки слоя стали средней твердости, преимущественно, при восстановлении узлов и деталей железнодорожного транспорта, включающий стержень из низкоуглеродистой проволоки и покрытие, содержащее компоненты при их следующем соотношении, мас.%:The closest known from its technical essence and the achieved result is an electrode selected as a prototype for manual arc surfacing of a medium hard steel layer, mainly when restoring nodes and parts of railway transport, including a rod of low-carbon wire and a coating containing components in the following ratio , wt.%:
Мрамор 10,0-18,0Marble 10.0-18.0
Рутил 12,0-17,0Rutile 12.0-17.0
Плавиковый шпат 4,0-8,0Fluorspar 4.0-8.0
Полевой шпат 2,5-4,5Feldspar 2.5-4.5
Ферромарганец 5,5-7,5Ferromanganese 5.5-7.5
Ферросилиций 3,2-5,0Ferrosilicon 3.2-5.0
Алюмомагниевый порошок 0,3-1,0Magnesium-aluminum powder 0.3-1.0
Органические пластификаторы 1,0-1,9Organic plasticizers 1.0-1.9
Феррохром углеродистый 0,6-1,1Carbon ferrochrome 0.6-1.1
Феррованадий 0,05-0,25Ferrovanadium 0.05-0.25
Железный порошок ОстальноеIron Powder Else
(см. патент РФ №2104140, кл. В 23 К 35/36, опубл. 1998).(see RF patent No. 2104140, class. 23 K 35/36, publ. 1998).
Данные электроды позволяют восстанавливать детали с различной по площади изношенной поверхностью без последующей механической обработки и обеспечивают в ряде случаев требуемую их работоспособность.These electrodes allow you to restore parts with a worn surface of various sizes without subsequent machining and in some cases provide their required performance.
Однако они не позволяют получить требуемую износостойкость восстановленных деталей, работающих в условиях интенсивного трения и больших нагрузок.However, they do not allow to obtain the required wear resistance of the restored parts working under conditions of intense friction and heavy loads.
Задачей заявляемого технического решения является повышение твердости и износостойкости наплавленного металла с целью увеличения срока службы восстановленных деталей, работающих в условиях интенсивного трения и больших нагрузок.The objective of the proposed technical solution is to increase the hardness and wear resistance of the weld metal in order to increase the service life of the restored parts working in conditions of intense friction and heavy loads.
При этом качество наплавки должно обеспечивать возможность исключения механической обработки за счет хорошего формирования валиков.At the same time, the quality of surfacing should provide the possibility of excluding machining due to the good formation of the rollers.
Решение поставленной задачи достигается за счет выбора легирующей основы покрытия с оптимальным содержанием компонентов. Повышение твердости наплавленного металла достигается за счет определенного повышения его легирования марганцем и дополнительного легирования титаном, при этом снижение легирования кремнием позволяет сохранить требуемую технологическую прочность наплавленного металла.The solution to this problem is achieved by choosing an alloying coating base with an optimal content of components. The increase in hardness of the deposited metal is achieved due to a certain increase in its alloying with manganese and additional alloying with titanium, while reducing the alloying with silicon allows you to save the required technological strength of the deposited metal.
Выбранные соотношения содержания шлакообразующих компонентов при интенсивном комплексном раскислении марганцем, кремнием и титаном обуславливают получение шлака с физико-химическими свойствами, которые обеспечивают высокие сварочно-технологические свойства электродов, особенно в части формирования и растекаемости валиков. Такое формирование валиков позволяет получать качественную поверхность при наплавке на больших площадях без последующей механической обработки.The selected ratios of the content of slag-forming components during intensive complex deoxidation with manganese, silicon and titanium determine the production of slag with physico-chemical properties that provide high welding and technological properties of the electrodes, especially in terms of the formation and spreadability of the rollers. This formation of the rollers allows you to get a high-quality surface when surfacing in large areas without subsequent mechanical processing.
Указанные свойства предлагаемых электродов получаются при содержании компонентов покрытия в следующем соотношении, мас.%:The indicated properties of the proposed electrodes are obtained when the content of the coating components is in the following ratio, wt.%:
Мрамор 11,0-16,0Marble 11.0-16.0
Рутил 12,0-17,0Rutile 12.0-17.0
Плавиковый шпат 4,0-7,0Fluorspar 4.0-7.0
Полевой шпат 2,0-3,5Feldspar 2.0-3.5
Органические пластификаторы 1,0-1,9Organic plasticizers 1.0-1.9
Феррохром углеродистый 1,0-1,6Carbon ferrochrome 1.0-1.6
Феррованадий 0,1-0,25Ferrovanadium 0.1-0.25
Ферросилиций 1,5-2,6Ferrosilicon 1.5-2.6
Ферромарганец 8,0-10,0Ferromanganese 8.0-10.0
Ферротитан 1,2-2,4Ferrotitanium 1.2-2.4
Железный порошок ОстальноеIron Powder Else
Для наплавки стали высокой твердости при восстановлении изделий и деталей могут быть использованы электроды с покрытием составов I-V, которые приведены в таблице 1. В этой же таблице приведены составы VI и VII, в которых содержание компонентов покрытия находятся за пределами граничных.For surfacing high hardness steel during the restoration of products and parts, electrodes with a coating of compositions I-V can be used, which are shown in Table 1. The same table shows the compositions VI and VII, in which the content of the coating components is outside the boundary.
Для изготовления электродов с указанным покрытием могут быть использованы стержни из проволоки Св-08. При изготовлении обмазочной массы электрода используется калиево-натриевое жидкое стекло с модулем 2,7-3,0, плотностью 1,38-1,46 и вязкостью 400-800 Пз, количество жидкого стекла 22-25. Плотность, вязкость и количество жидкого стекла корректируются в зависимости от модуля. Чем он выше, тем меньше плотность и вязкость применяемого жидкого стекла и тем меньше его количество требуется для получения необходимой пластичности и прочности обмазочной массы, наносимой методом опрессовки.For the manufacture of electrodes with the specified coating can be used rods of wire Sv-08. In the manufacture of the coating material of the electrode, potassium-sodium liquid glass with a module of 2.7-3.0, a density of 1.38-1.46 and a viscosity of 400-800 Pz, the amount of liquid glass is 22-25. Density, viscosity and the amount of liquid glass are adjusted depending on the module. The higher it is, the lower the density and viscosity of the liquid glass used and the less its quantity is required to obtain the necessary plasticity and strength of the coating mass applied by crimping.
Электроды после опрессовки подвергаются сушке в течение 15-24 ч при температуре 20-30°С, после чего проводят их термообработку в камерных печах при (360-400±10°C) в течение 1,5-2 ч.After crimping, the electrodes are dried for 15-24 hours at a temperature of 20-30 ° C, after which they are heat treated in chamber furnaces at (360-400 ± 10 ° C) for 1.5-2 hours.
Введение в заявляемых пределах в состав покрытия мрамора, плавикового шпата, рутила и полевого шпата позволяют получать требуемые сварочно-технологические свойства шлака, которые обеспечивают хорошее формирование валиков в части их растекаемости и плавных переходов к основному металлу.The introduction of the claimed limits in the composition of the coating of marble, fluorspar, rutile and feldspar allows to obtain the required welding and technological properties of slag, which provide good formation of the rollers in terms of their spreadability and smooth transitions to the base metal.
Повышение содержания мрамора и плавикового шпата выше заявляемого предела приводит к ухудшению формирования валиков, а введение их ниже заявляемых пределов приводит к снижению стойкости наплавленного металла против образования пор.An increase in the content of marble and fluorspar above the claimed limit leads to a deterioration in the formation of rollers, and their introduction below the claimed limits leads to a decrease in the resistance of the deposited metal against pore formation.
При содержании рутила в покрытии в количестве, меньшем заявляемого, снижается растекаемость (ширина) валиков, а при увеличении больше заявляемого шлак неравномерно покрывает валики и также ухудшается их растекаемость и переход к основному металлу.When the content of rutile in the coating is in an amount less than the claimed, the spreadability (width) of the rollers decreases, and when increasing more than the claimed slag, the rollers unevenly cover and their flowability and transition to the base metal also worsen.
Введение полевого шпата ниже заявляемого предела снижает стойкость наплавленного металла против образования пор, а выше заявляемого к появлению прилипшего шлака и ухудшению отделимости шлаковой корки.The introduction of feldspar below the claimed limit reduces the resistance of the deposited metal against the formation of pores, and above declared to the appearance of adhering slag and the deterioration of the separability of the slag crust.
Выбранные содержания феррохрома углеродистого, ферромарганца и ферротитана в заявляемых пределах обусловлены необходимостью получения наплавленного металла высокой твердости с благоприятной структурой, обеспечивающей достаточную его технологическую прочность.The selected contents of carbon ferrochrome, ferromanganese and ferrotitanium in the claimed range are due to the need to obtain a deposited metal of high hardness with a favorable structure, providing sufficient technological strength.
Увеличение содержания ферромарганца и ферротитана выше заявляемого предела приводит к повышению твердости, но при этом ухудшается отделимость шлака и снижается стойкость наплавленного металла против образования холодных трещин. А при введении их ниже заявляемых пределов снижается твердость наплавленного металла и растекаемость валиков.An increase in the content of ferromanganese and ferrotitanium above the claimed limit leads to an increase in hardness, but at the same time, the separability of the slag deteriorates and the resistance of the deposited metal against the formation of cold cracks decreases. And when introduced below the declared limits, the hardness of the weld metal and the spreadability of the rollers decreases.
Введение феррохрома и феррованадия выше заявляемых пределов приводит к повышению твердости наплавленного металла, но на поверхности валиков образуется прилипший шлак типа “шпинель” и ухудшается отделимость шлаковой корки. Снижение их содержания ниже заявляемых пределов приводит к заметному понижению твердости наплавленного металла.The introduction of ferrochrome and ferrovanadium above the stated limits leads to an increase in hardness of the deposited metal, but adhering slag of the spinel type forms on the surface of the rollers and the separability of the slag crust worsens. The decrease in their content below the claimed limits leads to a noticeable decrease in the hardness of the weld metal.
Повышение содержания ферросилиция выше заявляемых пределов приводит к ухудшению отделимости шлака, а снижение ниже заявляемых пределов к ухудшению растекаемости наплавленного металла.An increase in the content of ferrosilicon above the declared limits leads to a deterioration in the separability of slag, and a decrease below the declared limits leads to a deterioration in the spreadability of the deposited metal.
Выбранное содержание органических пластификаторов (ЭЦ+КМЦ) обусловлено необходимостью обеспечения обмазочной массе требуемых технологических свойств при изготовлении электродов. Повышение суммарного содержания ЭЦ и КМЦ выше заявляемых пределов приводит к снижению термостойкости покрытия, а снижение - к ухудшению технологических свойств обмазочной массы.The selected content of organic plasticizers (EC + CMC) is due to the need to ensure the coating mass of the required technological properties in the manufacture of electrodes. An increase in the total content of EC and CMC above the declared limits leads to a decrease in the heat resistance of the coating, and a decrease leads to a deterioration in the technological properties of the coating mass.
В таблице 2 приведены результаты испытаний опытных электродов диаметром 4 мм с покрытием заявляемого состава (I-V), а также с покрытием, содержащим компоненты по количеству выходящих за пределы граничных значений - составы (VI-VII). В этой же таблице для сравнения приведены результаты испытаний металла, наплавленного известными электродами такого же диаметра. Электроды имели диаметр покрытия 8,8 мм, коэффициент массы покрытия составлял 1,5-1,6. Испытания проводились при ручной дуговой наплавке слоя металла на сталь 25 ГЛ на режиме Iсв=180-200 А; Uд=30-32 В. Скорость наплавки во всех случаях составляла ~8,0 м/ч. Производилась однослойная наплавка металла толщиной 4-6 мм. Твердость по Бринелю определялась по диаметру отпечатка шарика диаметром 10 мм. При нагрузке 3000 кг.Table 2 shows the test results of experimental electrodes with a diameter of 4 mm with a coating of the claimed composition (I-V), as well as with a coating containing components in terms of the number beyond the boundary values - compositions (VI-VII). In the same table, for comparison, the test results of the metal deposited by known electrodes of the same diameter are given. The electrodes had a coating diameter of 8.8 mm, the coating mass coefficient was 1.5-1.6. The tests were carried out with manual arc surfacing of a metal layer on 25 GL steel at the mode Isv = 180-200 A; Ud = 30-32 V. The surfacing speed in all cases was ~ 8.0 m / h. A single-layer surfacing of metal with a thickness of 4-6 mm was performed. Brinell hardness was determined by the diameter of the imprint of a ball with a diameter of 10 mm With a load of 3000 kg.
Износостойкость металла оценивалась по величине износа наплавленного слоя металла со значительной нагрузкой образцов с наплавкой в специальной машине. За критерий бралась величина износа наплавленного металла в мм (В мм) за одно и то же время трения образцов и при одной и той же нагрузке. В таблице 2 приведены результаты износа наплавленного металла за ~1000 ч испытания образцов.The wear resistance of the metal was estimated by the amount of wear of the deposited metal layer with a significant load of the samples with surfacing in a special machine. The criterion was taken as the amount of wear of the deposited metal in mm (V mm) for the same friction time of the samples and at the same load. Table 2 shows the results of wear of the weld metal over ~ 1000 h of test samples.
Сварочно-технологические характеристики электродов оценивались по внешнему формированию валиков, отделимости шлаковой корки, состоянию поверхности и ширине (растекаемости) валиков.Welding and technological characteristics of the electrodes were evaluated by the external formation of the rollers, the separability of the slag crust, the surface condition and the width (spreadability) of the rollers.
Как видно из таблицы 2, электроды заявляемого состава обеспечивают получение более твердого наплавленного металла и существенное повышение износостойкости. При этом они имеют хорошие сварочно-технологические характеристики в части формирования валиков и отделимости шлаковой корки.As can be seen from table 2, the electrodes of the claimed composition provide a harder weld metal and a significant increase in wear resistance. Moreover, they have good welding and technological characteristics regarding the formation of rollers and the separability of the slag crust.
Электроды заявляемого состава прошли всестороннюю сравнительную проверку в лабораторных условиях, а также опытную проверку при восстановлении наплавкой сцепкой железнодорожных вагонов. Испытания показали, что заявляемые электроды обладают стабильно высокими сварочно-технологическими характеристиками.The electrodes of the claimed composition have undergone a comprehensive comparative test in laboratory conditions, as well as an experimental test during restoration by surfacing by hitching railway cars. Tests have shown that the inventive electrodes have consistently high welding and technological characteristics.
В достаточно широком диапазоне режимов в наплавленном металле не наблюдается трещин, пор и других дефектов.In a fairly wide range of modes, no cracks, pores, or other defects are observed in the deposited metal.
Испытания также показали, что заявляемые электроды позволяют повысить твердость наплавленного металла и за счет этого его износостойкость. При этом высокие сварочно-технологические характеристики заявляемых электродов в части формирования поверхности валиков позволяют восстанавливать детали с различной по площади изношенной поверхностью без последующей механической обработки.Tests also showed that the inventive electrodes can increase the hardness of the weld metal and due to this its wear resistance. At the same time, the high welding and technological characteristics of the inventive electrodes in terms of the formation of the surface of the rollers make it possible to restore parts with a worn surface of various sizes without subsequent machining.
Применение электродов заявляемого состава в производстве при восстановлении узлов и деталей из низколегированных сталей позволит повысить их срок службы, а также получить за счет этого существенный экономический эффект.The use of electrodes of the claimed composition in production when restoring components and parts from low alloy steels will increase their service life, as well as obtain a significant economic effect.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002135394/02A RU2230644C1 (en) | 2002-12-30 | 2002-12-30 | Electrode for manual electric arc surfacing of steel layer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002135394/02A RU2230644C1 (en) | 2002-12-30 | 2002-12-30 | Electrode for manual electric arc surfacing of steel layer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2230644C1 true RU2230644C1 (en) | 2004-06-20 |
| RU2002135394A RU2002135394A (en) | 2004-08-10 |
Family
ID=32846625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002135394/02A RU2230644C1 (en) | 2002-12-30 | 2002-12-30 | Electrode for manual electric arc surfacing of steel layer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2230644C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102554503A (en) * | 2011-12-22 | 2012-07-11 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | Abrasion-resisting surfacing flux-cored wire for coal milling roller |
| CN114367763A (en) * | 2022-01-18 | 2022-04-19 | 南京工程学院 | Wear-resistant surfacing electrode for improving surface performance of Q235 steel and cladding method |
-
2002
- 2002-12-30 RU RU2002135394/02A patent/RU2230644C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102554503A (en) * | 2011-12-22 | 2012-07-11 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | Abrasion-resisting surfacing flux-cored wire for coal milling roller |
| CN102554503B (en) * | 2011-12-22 | 2014-10-15 | 洛阳双瑞特种合金材料有限公司 | Abrasion-resisting surfacing flux-cored wire for coal milling roller |
| CN114367763A (en) * | 2022-01-18 | 2022-04-19 | 南京工程学院 | Wear-resistant surfacing electrode for improving surface performance of Q235 steel and cladding method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110560681B (en) | Metal type powder core wire material, preparation method and application | |
| US4071734A (en) | Powder electrode strip for surfacing with wear-resistant alloy | |
| CN110842394B (en) | Acid red flux stainless steel electrode with high crack resistance and porosity resistance | |
| RU2394671C1 (en) | Electrode for manual arc welding on steel layer | |
| CN110788520A (en) | High-alloy steel wear-resistant flux-cored wire and preparation method thereof | |
| RU2230644C1 (en) | Electrode for manual electric arc surfacing of steel layer | |
| JPS6327120B2 (en) | ||
| US2820725A (en) | Welding alloys and fluxes | |
| JPS5922633B2 (en) | Low hydrogen coated arc welding rod | |
| CN112605560B (en) | Coating material for high-speed steel, high-speed steel welding rod and preparation method | |
| RU2104140C1 (en) | Electrode for manual arc deposition of layer of medium-hard steel | |
| RU2307727C1 (en) | Powder wire charge | |
| JP6071797B2 (en) | Flux for single-sided submerged arc welding | |
| KR960000413B1 (en) | Flux cored wire | |
| RU2074078C1 (en) | Blend for flux-cored wire | |
| RU2069136C1 (en) | Arc welding electrode | |
| CN110900033A (en) | Gas shielded mineral powder type 314 heat-resistant stainless steel flux-cored wire | |
| JP2015033701A (en) | Flux for one-side submerged arc welding | |
| RU1799317C (en) | Composition of electrode coating for cold cast iron welding | |
| RU2257988C2 (en) | Powder wire for surfacing parts of metallurgical equipment | |
| JPH03294096A (en) | Combined wire for electrogas arc welding | |
| JP3550770B2 (en) | Flux for sub-mark welding | |
| SU1745482A1 (en) | Composition of electrode coat | |
| SU1731550A1 (en) | Composition of electrode coating | |
| RU2125927C1 (en) | Composition of electrode coating |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041231 |