RU2274534C2

RU2274534C2 - Composition of electrode facing

Info

Publication number: RU2274534C2
Application number: RU2004120681/02A
Authority: RU
Inventors: Сергей Олегович Гордин (RU); Сергей Олегович Гордин; Борис Михайлович Лебошкин (RU); Борис Михайлович Лебошкин; Владимир Николаевич Шадрин (RU); Владимир Николаевич Шадрин; Виктор Леонтьевич Косачев (RU); Виктор Леонтьевич Косачев; Александр Дмитриевич Ерюшин (RU); Александр Дмитриевич Ерюшин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Западно-Сибирский металлургический комбинат"
Priority date: 2004-07-06
Filing date: 2004-07-06
Publication date: 2006-04-20
Also published as: RU2004120681A

Abstract

FIELD: manufacture of electrodes for electric arc welding of carbon and low-carbon steels.

SUBSTANCE: composition includes components at next relation, mass %: marble, 49.5 - 51.0; rutile, 5.0 - 6.0; ferromanganese, 4.5 -5.5; ferrosilicon, 8.0 - 9.0; fluorspar, 23.0 - 25.0; quartz sand, 1.5 - 2,5; talcomagnesite, 3.5 - 4.5; sodium carbonate, 1.0 - 1.5. Composition provides enhanced plasticity of electrode facing mass and fluidity of slag at welding.

EFFECT: high quality of welded metal, lowered cost price of electrode.

1 tbl

Description

Изобретение относится к материалам для дуговой сварки, а именно к составам электродного покрытия, преимущественно для сварки углеродистых и низколегированных сталей.The invention relates to materials for arc welding, and in particular to compositions of the electrode coating, mainly for welding carbon and low alloy steels.

Известен состав электродного покрытия преимущественно для сварки углеродистых и низколегированных сталей, содержащий, мас.%: мрамор - 53-55; плавиковый шпат - 15-17; ферросилиций - 7-10; силикомарганец - 6-9; кварцевый песок - 8-9; тальк - 3,0-3,5; соду кальционированную - 1,0-1,2; пластификатор - 1,3-2,0 (Патент РФ №2125927, В 23 К 35/365, опубл. 10.02.1999).The known composition of the electrode coating mainly for welding carbon and low alloy steels, containing, wt.%: Marble - 53-55; fluorspar - 15-17; ferrosilicon - 7-10; silicomanganese - 6-9; quartz sand - 8-9; talc - 3.0-3.5; soda ash - 1.0-1.2; plasticizer - 1.3-2.0 (RF Patent No. 2125927, B 23 K 35/365, publ. 02/10/1999).

Недостатками указанного состава покрытия являются плохая опрессовываемость покрытия вследствие низких реологических свойств обмазочной массы, низкая эластичность дуги, только удовлетворительная отделимость шлаковой корки.The disadvantages of this coating composition are the poor testability of the coating due to the low rheological properties of the coating mass, low arc elasticity, only satisfactory separability of the slag crust.

Известен состав электродного покрытия для дуговой сварки, содержащий, мас.%: плавиковый шпат - 10-12; каолин 2-4; рутил - 10-14; полевой шпат 6-9; ферромарганец 4-8; ферросилиций - 9-12; органический пластификатор - 1-2; мрамор - остальное (Патент РФ №2219032, В 23 К 35/365, опубл. 20.12.2003).The known composition of the electrode coating for arc welding, containing, wt.%: Fluorspar - 10-12; kaolin 2-4; rutile - 10-14; feldspar 6-9; ferromanganese 4-8; ferrosilicon - 9-12; organic plasticizer - 1-2; marble - the rest (RF Patent No. 2219032, 23 K 35/365, publ. 12/20/2003).

Недостатками известного состава электродного покрытия, так же как и предыдущего, являются недостаточно высокие реологические свойства обмазочной массы и, как следствие, затруднения при опрессовке электродов и высокая себестоимость электродов.The disadvantages of the known composition of the electrode coating, as well as the previous one, are the insufficiently high rheological properties of the coating mass and, as a result, difficulties in crimping the electrodes and the high cost of the electrodes.

Технической задачей создания изобретения является повышение пластичности обмазочной массы, повышение текучести шлака при сварке, обеспечение получения наплавленного металла более высокого качества, а также снижение себестоимости электродов.The technical task of the invention is to increase the ductility of the coating mass, increase the fluidity of the slag during welding, ensure the production of deposited metal of higher quality, as well as reduce the cost of electrodes.

Поставленная задача решается тем, что в состав электродного покрытия для дуговой сварки, содержащий мрамор, рутил, ферромарганец, ферросилиций и плавиковый шпат, согласно изобретению дополнительно введены кварцевый песок, талькомагнезит и сода при следующем соотношении компонентов, мас.%:The problem is solved in that the composition of the electrode coating for arc welding, containing marble, rutile, ferromanganese, ferrosilicon and fluorspar, according to the invention, quartz sand, talc magnesite and soda are additionally introduced in the following ratio of components, wt.%:

МраморMarble 49,5-51,049.5-51.0 РутилRutile 5,0-6,05.0-6.0 ФерромарганецFerromanganese 4,5-5,54,5-5,5 ФерросилицийFerrosilicon 8,0-9,08.0-9.0 Плавиковый шпатFluorspar 23,0-25,023.0-25.0 Кварцевый песокQuartz sand 1,5-2,51.5-2.5 ТалькомагнезитTalc magnesite 3,5-4,53.5-4.5 СодаSoda 1,0-1,51.0-1.5

Техническая сущность изобретения состоит в следующем.The technical essence of the invention is as follows.

Наличие в покрытии в указанных количествах рутила и кварцевого песка позволяет получить требуемые физико-механические характеристики шлака, обеспечивающие хорошее формирование валика, в части его растекаемости и плавных переходов к основному металлу. Применение в составе электродного покрытия рутила позволяет получить достаточно текучий шлак. Рутил является дорогостоящим компонентом, и снижение его содержания в составе приводит к снижению себестоимости шихты (электродов). Талькомагнезит и сода выступают дополнительными пластификаторами, придающими обмазочной массе высокие реологические свойства.The presence in the coating in the indicated amounts of rutile and quartz sand allows one to obtain the required physico-mechanical characteristics of the slag, which ensure good formation of the roller, in terms of its spreadability and smooth transitions to the base metal. The use of rutile in the electrode coating allows one to obtain sufficiently fluid slag. Rutile is an expensive component, and a decrease in its content in the composition leads to a decrease in the cost of the charge (electrodes). Talc magnesite and soda act as additional plasticizers, which impart high rheological properties to the coating mass.

Наличие в покрытии указанного количества плавикового шпата обеспечивает повышение перехода легирующих элементов в металл шва.The presence of a specified amount of fluorspar in the coating provides an increase in the transition of alloying elements to the weld metal.

Таким образом, изменение пределов содержания любого из основных компонентов заявляемого состава покрытия приводит к потере свойств электродов, определяемых задачей изобретения. Следовательно, только заявляемая совокупность компонентов покрытия обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении текучести шлака при сварке и в обеспечении получения наплавленного металла более высокого качества, а также снижении себестоимости электродов.Thus, a change in the content limits of any of the main components of the claimed coating composition leads to a loss of the properties of the electrodes determined by the objective of the invention. Therefore, only the claimed combination of coating components ensures the achievement of a technical result, which consists in increasing the fluidity of the slag during welding and in ensuring the production of a deposited metal of higher quality, as well as reducing the cost of the electrodes.

Для проведения испытаний электродов с предлагаемым покрытием были изготовлены электроды диаметром 4,0 мм. В качестве связующего использовали калиево-натриевое жидкое стекло в количестве 25-27%, имеющее показатели: модуль - 2,85-3,2; плотность 1,3-1,5 г/см³; вязкость - 0,5-0,8 Па·с. Покрытие наносилось на металлические стержни диаметром 4,0 мм из проволоки Св08А способом опрессовки. В процессе изготовления электродов установили, что по реологическим свойствам обмазочной массы и технологичности опрессовки они значительно превосходили электроды как с первым известным покрытием, так и покрытием прототипа. В процессе испытаний оценивали сварочно-технологические свойства электродов: стабильность горения дуги, качество формирования шва, эластичность дуги, отделимость шлаковой корки. Электроды перед сваркой прокаливали при температуре 350±20°С в течение часа. Результаты испытаний представлены в таблице.To test the electrodes with the proposed coating were made electrodes with a diameter of 4.0 mm As a binder used potassium-sodium liquid glass in an amount of 25-27%, having indicators: module - 2.85-3.2; density 1.3-1.5 g / cm ³ ; viscosity - 0.5-0.8 Pa · s. The coating was applied to metal rods with a diameter of 4.0 mm from Sv08A wire by crimping. In the process of manufacturing the electrodes, it was found that the rheological properties of the coating mass and the processability of crimping, they significantly exceeded the electrodes with both the first known coating and the prototype coating. During the tests, the welding and technological properties of the electrodes were evaluated: arc burning stability, weld formation quality, arc elasticity, slag peel separability. Before welding, the electrodes were calcined at a temperature of 350 ± 20 ° C for one hour. The test results are presented in the table.

№ п/пNo. p / p КомпонентыComponents Содержание, мас. %Content, wt. % ВариантOption 1one 22 33 4four 55 1one МраморMarble 42,042.0 39,539.5 50,050,0 55,555.5 58,058.0 22 РутилRutile 7,07.0 6,56.5 5,55.5 6,56.5 4,04.0 33 ФерромарганецFerromanganese 6,06.0 5,55.5 5,05,0 4,54,5 4,04.0 4four ФерросилицийFerrosilicon 9,09.0 8,58.5 8,58.5 7,07.0 5,05,0 55 Плавиковый шпатFluorspar 28,028.0 27,027.0 24,024.0 18,518.5 21,021.0 66 Кварцевый песокQuartz sand 1,91.9 4,04.0 2,02.0 3,03.0 5,05,0 77 ТалькомагнезитTalc magnesite 5,15.1 7,87.8 4,04.0 3,53,5 2,02.0 88 СодаSoda 1,01,0 1,21,2 1,01,0 1,51,5 1,01,0 Результаты испытанийTest results Шлак жидкий, удаление затрудненоLiquid slag, difficult to remove Шлак жидкий, удаление шлака чрезвычайно затрудненоLiquid slag; slag removal is extremely difficult Высокая пластичность обмазочной массы, высокое качество сварного шваHigh ductility of the coating material, high quality of the weld Снижается пластичность обмазочной массыThe plasticity of the coating compound is reduced. Низкая пластичность обмазочной массыLow ductility

Как видно из таблицы, оптимальные параметры при изготовлении электродов и сварного шва были достигнуты для электродов с покрытием 3.As can be seen from the table, the optimal parameters in the manufacture of electrodes and a weld were achieved for electrodes with a coating of 3.

При снижении содержания мрамора и увеличении количества остальных компонентов шлак - жидкий, трудноудаляемый; при увеличении количества мрамора существенно снижаются пластические свойства обмазочной массы и затрудняется опрессовка электродов.With a decrease in marble content and an increase in the number of other components, the slag is liquid, hard to remove; with an increase in the amount of marble, the plastic properties of the coating mass are significantly reduced and it is difficult to crimp the electrodes.

Испытания показали хорошую стабильность горения дуги, валик - мелкочешуйчатый, с плавным переходом к основному металлу, дуга удлиняется до тройного диаметра электрода, отделяемость шлаковой корки - высокая.Tests have shown good stability of arc burning, the roller is finely scaled, with a smooth transition to the base metal, the arc extends to a triple electrode diameter, and the separability of the slag crust is high.

Испытания подтвердили соответствие электродов типу Э50 по ГОСТ 9467-75, причем значения относительного удлинения металла шва получены в интервале 29-32% с хорошей равномерностью и отсутствием выпадов.Tests confirmed the compliance of the electrodes with type E50 according to GOST 9467-75, and the values of the relative elongation of the weld metal were obtained in the range of 29-32% with good uniformity and the absence of drops.

Предлагаемый состав электродного покрытия промышленно применим и может быть использован при производстве сварочных электродов с основным покрытием.The proposed composition of the electrode coating is industrially applicable and can be used in the production of welding electrodes with a basic coating.

Claims

The composition of the electrode coating for arc welding, containing marble, rutile, ferromanganese, ferrosilicon and fluorspar, characterized in that it additionally contains quartz sand, talc magnesite and soda in the following ratio, wt.%:

Marble 49.5-51.0 Rutile 5.0-6.0 Ferromanganese 4,5-5,5 Ferrosilicon 8.0-9.0 Fluorspar 23.0-25.0 Quartz sand 1.5-2.5 Talc magnesite 3.5-4.5 Soda 1.0-1.5