RU2325983C2 - Electrode for underwater welding - Google Patents

Electrode for underwater welding Download PDF

Info

Publication number
RU2325983C2
RU2325983C2 RU2006115932/02A RU2006115932A RU2325983C2 RU 2325983 C2 RU2325983 C2 RU 2325983C2 RU 2006115932/02 A RU2006115932/02 A RU 2006115932/02A RU 2006115932 A RU2006115932 A RU 2006115932A RU 2325983 C2 RU2325983 C2 RU 2325983C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
welding
formation
metal
electrode
coating
Prior art date
Application number
RU2006115932/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006115932A (en
Inventor
хова Инна Васильевна Л (UA)
Инна Васильевна Ляховая
Сергей Юрьевич Максимов (UA)
Сергей Юрьевич Максимов
Виктор Степанович Бут (UA)
Виктор Степанович Бут
Алла Адоньевна Радзиевска (UA)
Алла Адоньевна Радзиевская
Михаил Николаевич Дрогомирецкий (UA)
Михаил Николаевич Дрогомирецкий
Борис Иванович Педько (UA)
Борис Иванович Педько
Александр Федорович Оверко (UA)
Александр Федорович Оверко
Original Assignee
Дочерняя Компания "Укртрансгаз"
Институт электросварки им. Е.О. Патона
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дочерняя Компания "Укртрансгаз", Институт электросварки им. Е.О. Патона filed Critical Дочерняя Компания "Укртрансгаз"
Priority to RU2006115932/02A priority Critical patent/RU2325983C2/en
Publication of RU2006115932A publication Critical patent/RU2006115932A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2325983C2 publication Critical patent/RU2325983C2/en

Links

Landscapes

  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention can be used for underwater manual welding of higher strength low-carbon and low-alloyed steels, in particular, in repair of vital metal structures, for example, pipelines operated underwater. The electrode steel core is alloyed, mainly, with nickel and chromium. The content of the said metals is limited by 19...32% and 21...33%, respectively. The coating components content is as follows, percent by weight i.e. fluorite 22.0-31.0, rutile concentrate 22.0-37.0, iron oxide 15.0-31.0, feldspar 8.0-13.0, metallurgical magnesite 4.0-9.0, ferrosilicon 0.5-2.0, carboxymethyl cellulose 1.5-2.0. the coating weight factor makes 22-25%. The electrode allows in welding in any spatial position a high-quality weld formation, resistance of welded joints to the cold fracture formation in the low-alloyed steel thermal effects zone, higher strength and weld metal properties not worse than those of the base metal.
EFFECT: increased strength and improved weld metal mechanical properties not worse than those of the base metal.
1 dwg, 5 tbl

Description

Изобретение относится к области дуговой сварки плавлением, в частности к разработке сварочных материалов для ручной подводной мокрой сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей повышенной прочности. Может быть использовано в газовой и других областях промышленности.The invention relates to the field of fusion arc welding, in particular to the development of welding materials for manual underwater wet welding of low-carbon and low-alloy steels of increased strength. It can be used in gas and other industries.

Проблема сварки подводных металлоконструкций ответственного назначения на сегодняшний день не решена. Механические свойства сварных соединений, в первую очередь пластичность, не соответствуют уровню свойств основного металла. Кроме того, при сварке низколегированных сталей повышенной прочности в зоне термического влияния (ЗТВ) возникают холодные трещины, что делает невозможным эксплуатацию металлоконструкций ("Об оценке свариваемости низколегированных сталей с учетом быстрого охлаждения в условиях подводной сварки". Автомат. сварка, 1988, №12, с.48-50). Такой результат вызван двумя основными факторами, обусловленными наличием водной среды, - высокими скоростями охлаждения и высоким содержанием водорода. Для борьбы с холодными трещинами разработаны электроды, обеспечивающие получение металла шва аустенитного типа, обладающего высокими механическими свойствами и позволяющего избежать образования холодных трещин. Но шлаковая система покрытия таких электродов позволяет получать качественное формирование металла шва только в нижнем положении. При сварке на вертикальной плоскости и особенно в потолочном положении сварочно-технологические свойства электродов ухудшаются, так как физические свойства шлака, образующегося при плавлении электродного покрытия, не создают надежной защиты расплавленного металла, не предупреждают его от стекания, а также образования подрезов и наплывов. Как результат, формирование наплавленного металла становится неудовлетворительным, механические свойства таких швов резко снижаются. В то же время большинство работ при ремонте подводных металлоконструкций (подводная часть корпуса судов, трубопроводы, вертикальные опоры платформ и стенки портовых сооружений) нужно выполнять именно в пространственных положениях, отличных от нижнего. Поэтому обеспечение возможности сварки во всех пространственных положениях - один из ключевых вопросов при создании электродных материалов, разработке или совершенствовании технологического процесса подводной сварки.The problem of welding underwater metal structures for critical purposes has not yet been resolved. The mechanical properties of welded joints, primarily plasticity, do not correspond to the level of properties of the base metal. In addition, when welding low-alloy steels of increased strength in the heat-affected zone (HAZ), cold cracks occur, which makes it impossible to operate metal structures ("On the assessment of weldability of low-alloy steels taking into account rapid cooling in underwater welding." Avtomat. Welding, 1988, No. 12 p. 48-50). This result is caused by two main factors due to the presence of an aqueous medium - high cooling rates and a high hydrogen content. To combat cold cracks, electrodes have been developed that provide austenitic weld metal with high mechanical properties and avoid the formation of cold cracks. But the slag coating system of such electrodes allows to obtain high-quality formation of the weld metal only in the lower position. When welding on a vertical plane and especially in the ceiling position, the welding and technological properties of the electrodes deteriorate, since the physical properties of the slag formed during the melting of the electrode coating do not provide reliable protection of the molten metal, do not prevent it from dripping, as well as the formation of undercuts and sag. As a result, the formation of deposited metal becomes unsatisfactory, the mechanical properties of such joints are sharply reduced. At the same time, the majority of work in the repair of underwater metal structures (the underwater part of the ship’s hull, pipelines, vertical platform supports and walls of port facilities) must be performed in spatial positions other than the lower one. Therefore, the possibility of welding in all spatial positions is one of the key issues in the creation of electrode materials, the development or improvement of the underwater welding process.

Известен электрод (Авторское свидетельство СССР №1540992 от 07.02.90, бюл.№5) со стержнем из высоколегированной проволоки Св.-07Х25Н12Г2Т, покрытие которого содержит (мас.%):Known electrode (USSR Author's Certificate No. 1540992 of 02/07/90, bull. No. 5) with a rod of high-alloy wire St.-07X25H12G2T, the coating of which contains (wt.%):

МраморMarble 10-1410-14 Плавиковый шпатFluorspar 18-2218-22 Полевой шпатFeldspar 2-42-4 ФерромарганецFerromanganese 7-107-10 ФерротитанFerrotitanium 3-63-6 ФерросилицийFerrosilicon 3-63-6 ПоташPotash 0,5-1,50.5-1.5 Титановый порошокTitanium powder 4,7-7,74.7-7.7 Двуокись титанаTitanium dioxide остальноеrest

Недостатком электрода с таким покрытием является слишком большое количество шлака, образующегося при его плавлении. Хотя это и обеспечивает надежную защиту металла сварочной ванны и шва от водной среды, но делает невозможным выполнение сварки в пространственных положениях, отличных от нижнего. Кроме того, вследствие недостаточного запаса аустенитности в металле шва близ линии сплавления возникают хрупкие прослойки, склонные к образованию холодных трещин.The disadvantage of an electrode with such a coating is too much slag formed during its melting. Although this provides reliable protection of the weld pool metal and the seam from the aquatic environment, it makes welding impossible in spatial positions other than the lower one. In addition, as a result of an insufficient supply of austeniticity, brittle layers appear in the weld metal near the fusion line, prone to the formation of cold cracks.

Известен также электрод (Патент РФ №2071895, МПК В23К 35/365) со стержнем из высоколегированной проволоки Св.-10Х16Н25АМ6, покрытие которого содержит (мас.%):Also known is an electrode (RF Patent No. 2071895, IPC V23K 35/365) with a rod of high-alloy wire St.-10X16H25AM6, the coating of which contains (wt.%):

Плавиковый шпатFluorspar 36-4036-40 Кварцевый песокQuartz sand 17-2117-21 ФерромарганецFerromanganese 8-128-12 ФерротитанFerrotitanium 4-64-6 ФерросилицийFerrosilicon 4-64-6 ПоташPotash 1-31-3 Окись хромаChromium oxide 1-31-3 Двуокись титанаTitanium dioxide 9-299-29

При таком соотношении CaF2 и TiO2 перенос расплавленного металла имеет ярко выраженный крупнокапельный характер, который значительно ухудшает стабильность горения дуги. Высокое содержание SiO2 приводит к увеличению вязкости шлака, вследствие чего он не полностью укрывает наплавленный металл, формирование шва ухудшается, что делает невозможной сварку в пространственных положениях, отличных от нижнего. Это подтверждается результатами испытаний сварочно-технологических свойств, проведенных разработчиками электрода (Сварочное производство, №11, 2000 г.).With this ratio of CaF 2 and TiO 2, the transfer of molten metal has a pronounced large droplet character, which significantly impairs the stability of arc burning. The high content of SiO 2 leads to an increase in slag viscosity, as a result of which it does not completely cover the deposited metal, the formation of the weld deteriorates, which makes it impossible to weld in spatial positions other than the lower one. This is confirmed by the results of tests of welding and technological properties conducted by the developers of the electrode (Welding, No. 11, 2000).

Оба эти электрода позволяют получить сварные соединения с уровнем механических свойств, который отвечает уровню свойств основного металла, и избежать образования холодных трещин в ЗТВ низколегированных сталей повышенной прочности. Но их сварочно-технологические свойства не удовлетворяют поставленным требованиям.Both of these electrodes make it possible to obtain welded joints with a level of mechanical properties that corresponds to the level of properties of the base metal and to avoid the formation of cold cracks in the HAZ of low alloy steels of increased strength. But their welding and technological properties do not meet the requirements.

В качестве прототипа нами избран электрод (Авторское свидетельство СССР 1549706 от 15.03.90, бюл. №10), покрытие которого содержит (мас.%):As a prototype, we chose an electrode (USSR Author's Certificate 1549706 dated 03.15.90, bull. No. 10), the coating of which contains (wt.%):

МраморMarble 14-1614-16 Плавиковый шпатFluorspar 24-2624-26 Полевой шпатFeldspar 3-53-5 ФерромарганецFerromanganese 9-119-11 ФерротитанFerrotitanium 4-64-6 ФерросилицийFerrosilicon 4-64-6 ПоташPotash 0,5-1,50.5-1.5 Двуокись титанаTitanium dioxide остальноеrest

Стержнями электродов служит стальная высоколегированная проволока, которая содержит хром и никель в количестве не менее соответственно 13,5 и 22%.The electrode rods are high-alloy steel wire, which contains chromium and nickel in an amount of at least 13.5 and 22%, respectively.

По нашему опыту исследования шлаковых систем диапазон соотношений TiO2/CaF2, использованный в прототипе, не является оптимальным для качественного формирования сварных швов под водой, а введение в эту систему мрамора в количествах, которые превышают 10%, еще и ухудшает сварочно-технологические свойства электродного покрытия. Это не позволяет использовать их для качественной сварки во всех пространственных положениях. Кроме того, введение мрамора не оправданно из-за того, что некоторое (до 5%) уменьшение содержания водорода в наплавленном металле при разбавлении атмосферы дугового промежутка газообразными продуктами разложения мрамора практически не имеет значения из-за аустенитной структуры металла швов.In our experience in the study of slag systems, the range of TiO 2 / CaF 2 ratios used in the prototype is not optimal for the high-quality formation of welds under water, and the introduction of marble in amounts that exceed 10% into this system also worsens the welding and technological properties electrode coating. This does not allow their use for high-quality welding in all spatial positions. In addition, the introduction of marble is not justified due to the fact that a slight (up to 5%) decrease in the hydrogen content in the deposited metal when the atmosphere of the arc gap is diluted with gaseous decomposition products of marble is practically irrelevant due to the austenitic structure of the weld metal.

Задачей изобретения является обеспечение при сварке во всех пространственных положениях качественного формирования металла швов, стойкости сварных соединений против образования холодных трещин в ЗТВ низколегированных сталей повышенной прочности и показателей механических свойств металла швов на уровне свойств основного металла.The objective of the invention is the provision in welding in all spatial positions of the qualitative formation of the weld metal, the resistance of welded joints against the formation of cold cracks in the HAZ low-alloy steels of increased strength and mechanical properties of the weld metal at the level of the properties of the base metal.

Поставленная задача решается тем, что электрод для подводной сварки, включающий стержень из высоколегированной стали и покрытие, содержащее рутиловый концентрат, полевой шпат, флюорит и ферросилиций, отличается от известных тем, что значения никелевого и хромового эквивалентов стержня ограничены следующими величинами: Niэкв. 19...32%, Crэкв. 21...33%, а покрытие содержит окись железа, магнезит металлургический и карбоксиметилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас.%:The problem is solved in that the electrode for underwater welding, including a rod of high alloy steel and a coating containing rutile concentrate, feldspar, fluorite and ferrosilicon, differs from the known ones in that the values of nickel and chromium equivalents of the rod are limited by the following values: Ni eq. 19 ... 32%, Cr equiv. 21 ... 33%, and the coating contains iron oxide, metallurgical magnesite and carboxymethyl cellulose in the following ratio of components, wt.%:

флюоритfluorite 22,0-31,022.0-31.0 рутиловый концентратrutile concentrate 22,0-37,022.0-37.0 окись железаiron oxide 15,0- 31,015.0-31.0 полевой шпатfeldspar 8,0-13,08.0-13.0 магнезит металлургическийmetallurgical magnesite 4,0-9,04.0-9.0 ферросилицийferrosilicon 0,5-2,00.5-2.0 карбоксиметилцеллюлозаcarboxymethyl cellulose 1,5-2,0,1.5-2.0

при этом коэффициент массы покрытия составляет 22...25%.while the coating mass coefficient is 22 ... 25%.

Снижение температуры твердения шлака, его удлинение, а также увеличение угла смачивания основного метала расплавленным достигнуты путем введения в покрытие сбалансированного количества флюорита и окиси железа. Введение значительного количества фторидов обеспечивает снижение содержания водорода в металле шва, десульфацию расплавленного металла, высокую степень усвоения легкоокисляющихся элементов и вместе с полевым шпатом оказывает содействие образованию шлаковой корки, которая надежно защищает шов от окружающей среды, и получению хорошего формирования. Это техническое решение - результат тщательного исследования влияния компонентов тройной системы CaF2-TiO2-FeO на сварочно-технологические свойства электродов для подводной мокрой сварки. Использование в качестве стержня высоколегированной проволоки гарантирует получение металла шва аустенитного типа, благодаря которому исключается образование холодных трещин в ЗТВ низколегированных сталей повышенной прочности.A decrease in the hardening temperature of the slag, its elongation, as well as an increase in the wetting angle of the main metal with molten metal were achieved by introducing a balanced amount of fluorite and iron oxide into the coating. The introduction of a significant amount of fluorides provides a decrease in the hydrogen content in the weld metal, desulfurization of the molten metal, a high degree of assimilation of easily oxidizable elements, and together with feldspar, contributes to the formation of a slag crust, which reliably protects the joint from the environment, and to obtain a good formation. This technical solution is the result of a thorough study of the influence of the components of the CaF 2 -TiO 2 -FeO ternary system on the welding and technological properties of electrodes for underwater wet welding. The use of a high-alloy wire as a core guarantees the production of an austenitic-type weld metal, which eliminates the formation of cold cracks in the HAZ of low-alloy steels of increased strength.

Сущность проведенных опытов иллюстрирует чертеж, где на концентрационном треугольнике качественно воспроизведен характер влияния соотношения ингредиентов системы CaF2-TiO2-FeO на сварочно-технологические свойства электродов. Здесь А - область оптимальных составов покрытия электродов для выполнения мокрой подводной сварки во всех пространственных положениях многопроходных стыковых швов.The essence of the experiments is illustrated in the drawing, where the concentration triangle qualitatively reproduces the nature of the influence of the ratio of the ingredients of the CaF 2 -TiO 2 -FeO system on the welding and technological properties of the electrodes. Here, A is the region of optimal electrode coating compositions for performing wet underwater welding in all spatial positions of multipass butt welds.

Направление 1 - при таком изменении соотношений ингредиентов увеличивается склонность к образованию наплавленных валиков треугольной формы, образованию твердой керамической шлаковой корки со склонностью к заклиниванию при многослойной сварке стыковых соединений, увеличению коэффициента усиления швов, огрублению чешуйчатости, образованию дефектов в виде подрезов, шлаковых включений при сварке многопроходных швов.Direction 1 - with such a change in the ratios of ingredients, the tendency to form weld beads of a triangular shape, the formation of a solid ceramic slag crust with a tendency to jam during multilayer welding of butt joints, an increase in the coefficient of reinforcement of joints, coarsening of flakes, the formation of defects in the form of undercuts, slag inclusions during welding increases multipass seams.

Направление 2 - при таком изменении соотношений ингредиентов увеличивается склонность к образованию твердой керамической шлаковой корки, высоких неравномерных грубочешуйчатых, а в конце концов литых валиков округлой формы, ухудшается отделение шлаковой корки, появляются большие капли рядом со швом, возрастает напряжение дуги, режим становится неустойчивым.Direction 2 - with such a change in the ratios of the ingredients, the tendency to form a solid ceramic slag crust, high uneven coarse scaly crusts, and finally rounded cast rollers, worsens the separation of the slag crust, large drops appear next to the seam, the arc voltage increases, the mode becomes unstable.

Направление 3 - при таком изменении соотношений ингредиентов увеличивается склонность к образованию валиков с малым коэффициентом усиления, мелкочешуйчатой поверхностью и плавным переходом к поверхности основного металла или предварительно наплавленных валиков, перенос расплавленного металла приобретает мелкокапельный характер, наблюдается образование аморфноподобного шлакового покрытия наплавленных валиков, которое легко удаляется щеткой, возможность качественной сварки в пространственных положениях, отличных от нижнего, ограничивается.Direction 3 - with such a change in the ratios of the ingredients, the tendency to form rollers with a low gain, a finely scaly surface and a smooth transition to the surface of the base metal or pre-welded rollers increases, the transfer of molten metal becomes small-droplet, the formation of an amorphous slag coating of deposited rollers is observed, which is easily removed with a brush, the possibility of high-quality welding in spatial positions other than the lower ogre ichivaetsya.

Таким образом границы содержания флюорита, рутилового концентрата и окиси железа, а также их соотношение в покрытии электрода, который предлагается в качестве изобретения, определены в ходе исследования шлаковой системы CaF2-TiO2-FeO и отвечают значениям области А оптимальных составов системы.Thus border content fluorite, rutile concentrate and iron oxide, as well as their relation to the electrode surface, which serves as the invention defined in the study of the slag system CaF 2 -TiO 2 -FeO and correspond to the values optimal area A formulation system.

С целью улучшения стабилизации дугового промежутка и обеспечения стабильного горения дуги как на прямой, так и на обратной полярности, а также определенного увеличения коэффициента формы в покрытие введен магнезит (в виде магнезита металлургического), что также практически предотвращает разбрызгивание. Введение магнезита в количестве, которое превышает принятый предел, приводит к огрублению чешуйчатости валиков и неравномерности их по высоте.In order to improve the stabilization of the arc gap and ensure stable arc burning both on the direct and reverse polarity, as well as a certain increase in the shape factor, magnesite (in the form of metallurgical magnesite) is introduced into the coating, which also practically prevents spatter. The introduction of magnesite in an amount that exceeds the accepted limit leads to coarsening of the scaly shape of the rollers and their unevenness in height.

Окись железа при введении в шлаковую систему CaF2-TiO2 снижает температуру ее плавления, а также коэффициент поверхностного натяжения, что приводит к мелкокапельному переносу расплавленного металла и образованию валиков с мелкочешуйчатой поверхностью и плавным переходом к основному металлу или металлу предварительно наплавленных валиков. Введение в покрытие предлагаемого электрода FeO в количестве, меньшем заявленного, приводит к образованию "горбатых" валиков. Превышение количества FeO свыше предлагаемого предела способствует образованию легкоплавких шлаков, которые делают невозможным качественное формирование вертикальных и потолочных швов. Введение FeO в предлагаемом количестве в присутствии фторида кальция вызывает образование фторидов железа, которые также обеспечивают дополнительное снижение диффузного водорода в наплавленном металле.Iron oxide, when CaF 2 -TiO 2 is introduced into the slag system, reduces its melting temperature and the surface tension coefficient, which leads to the droplet transfer of the molten metal and the formation of rollers with a finely scaly surface and a smooth transition to the base metal or the metal of the previously deposited rollers. The introduction of the coating of the proposed electrode FeO in an amount less than stated, leads to the formation of "hump" rollers. Exceeding the amount of FeO over the proposed limit contributes to the formation of low-melting slag, which makes it impossible to qualitatively form vertical and ceiling joints. The introduction of FeO in the proposed amount in the presence of calcium fluoride causes the formation of iron fluorides, which also provide an additional reduction of diffuse hydrogen in the weld metal.

Введение полевого шпата в указанных границах вызывает образование достаточно плотной шлаковой корки и способствует вместе с магнезитом стабилизации дугового промежутка. Увеличение содержания полевого шпата сверх указанного предела приводит к образованию более жидкотекучих шлаков большой массы, что затрудняет сварку в пространственных положениях.The introduction of feldspar at the indicated boundaries causes the formation of a sufficiently dense slag crust and, together with magnesite, stabilizes the arc gap. An increase in the content of feldspar over the specified limit leads to the formation of more fluid slags of large mass, which complicates the welding in spatial positions.

Ферросилиций способствует переходу необходимого количества марганца из стержня в наплавленный металл. Но повышение его содержания выше предлагаемого предела приводит к росту внутрикристаллитной ликвации в металле аустенитных швов, вследствие чего происходит обогащение кремнием пограничных слоев дендритов. При этом снижается критическая скорость деформирования аустенитного металла швов и их стойкость против образования горячих трещин.Ferrosilicon facilitates the transition of the required amount of manganese from the rod to the weld metal. But an increase in its content above the proposed limit leads to an increase in intracrystalline segregation in the metal of austenitic joints, as a result of which silicon enriches the boundary layers of dendrites. This reduces the critical rate of deformation of the austenitic weld metal and their resistance to the formation of hot cracks.

Состав сварочной проволоки был выбран из следующих соображений. Недостаточный уровень легирования (Niэкв.<19% и Crэкв.<21%) приводит к образованию в металле шва близ линии сплавления хрупкой мартенситной прослойки, пораженной холодными трещинами. При использовании проволок с избыточным уровнем легирования возникает риск образования горячих трещин, который можно уменьшить путем введения молибдена. Это позволяет установить верхнюю границу легирования на уровне Niэкв.=32% и Crэкв.=33%.The composition of the welding wire was selected from the following considerations. An insufficient doping level (Ni equiv. <19% and Cr equiv. <21%) leads to the formation in the weld metal near the fusion line of a brittle martensitic layer affected by cold cracks. When using wires with excessive doping levels, there is a risk of hot cracking, which can be reduced by introducing molybdenum. This allows you to set the upper limit of alloying at the level of Ni equiv. = 32% and Cr eq. = 33%.

Для экспериментальной проверки предлагаемого технического решения были изготовлены 5 партий электродов диаметром 4 мм со стрежнями из проволоки Св.-10Х16Н25АМ6 с никелевым эквивалентом 28,81% и хромовым эквивалентом 21,8%, состав покрытия которых приведен в таблице 1.For experimental verification of the proposed technical solution, 5 batches of electrodes with a diameter of 4 mm were made with rods made of St.-10X16H25AM6 wire with a nickel equivalent of 28.81% and a chromium equivalent of 21.8%, the coating composition of which is shown in Table 1.

Таблица 1Table 1 Состав покрытия электродов, мас.%The coating composition of the electrodes, wt.% Покрытие
Компоненты
Coating
Components
1one 22 33 4four 55
флюоритfluorite 20twenty 2222 2626 3131 3434 рутиловый концентратrutile concentrate 3939 3737 2929th 2222 18eighteen окись железаiron oxide 11eleven 15fifteen 2222 3131 3434 магнезитmagnesite 11eleven 99 88 4four 33 полевой шпатfeldspar 15fifteen 1313 11eleven 88 77 ферросилицийferrosilicon 22 22 22 22 22 карбоксиметилцеллюлозаcarboxymethyl cellulose 22 22 22 22 22

Для оценки сварочно-технологических свойств водолазом-сварщиком в лабораторном бассейне на глубине 2 м во всех пространственных положениях сваривались стыковые образцы из стали Ст3 толщиной 14 мм. Формирование наплавленного металла оценивалось по трехбалльной системе с учетом внешнего вида, отделимости шлака, характера шлаковой корки, разбрызгивания, стабильности горения и т.п., таблица 2. Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод, что электроды с покрытием предложенного состава обеспечивают удовлетворительное формирование многослойных швов во всех пространственных положениях.To evaluate the welding and technological properties, a diver-welder in the laboratory pool at a depth of 2 m in all spatial positions welded butt samples of steel St3 14 mm thick. The formation of the deposited metal was evaluated using a three-point system taking into account the appearance, separability of the slag, the nature of the slag crust, spatter, combustion stability, etc., table 2. Analysis of the results allows us to conclude that the electrodes coated with the proposed composition provide satisfactory formation of multilayer welds in all spatial positions.

Figure 00000002
Figure 00000002

При изготовлении электродов для дальнейших испытаний использовали покрытие №3, таблица 1.In the manufacture of electrodes for further testing, coating No. 3 was used, table 1.

Испытания изготовленных электродов включали сварку и металлографические исследования технологических проб типа Теккен и сварку стыковых соединений в нижнем, вертикальном и потолочном положениях для определения механических свойств. В качестве основного металла использовали сталь 17Г1С, предрасположенную к образованию холодных трещин в ЗТВ.Tests of the manufactured electrodes included welding and metallographic studies of technological samples of the Tekken type and welding of butt joints in the lower, vertical and ceiling positions to determine the mechanical properties. As the base metal, 17G1S steel was used, which was predisposed to the formation of cold cracks in the HAZ.

Для определения трещиностойкости сварных соединений в качестве стержней использовали экспериментальные проволоки с легированием в пределах Niэкв.=19...32% и Crэкв.=21...33%, таблица 3. Результаты испытаний приведены в таблице 4.To determine the crack resistance of welded joints, experimental wires with alloying within Ni equiv were used as rods . = 19 ... 32% and Cr equiv. = 21 ... 33%, table 3. The test results are shown in table 4.

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Таким образом, использование стержней из проволок с уровнем легирования Niэкв.=19...32% и Crэкв.=21...33% обеспечивает получение сварных соединений без трещин.Thus, the use of rods of wires with a doping level of Ni equiv. = 19 ... 32% and Cr equiv. = 21 ... 33% provides welded joints without cracks.

Для определения механических свойств металла шва были изготовлены электроды со стержнями из проволоки Св.-10Х16Н25АМ6. Результаты испытаний приведены в таблице 5. Их анализ позволяет сделать следующие выводы. Электроды предложенного состава обеспечивают отсутствие трещин как в металле шва, так и в зоне термического влияния и уровень механических свойств, который превышает уровень механических свойств стали 17Г1С.To determine the mechanical properties of the weld metal, electrodes with rods made of St.-10X16H25AM6 wire were made. The test results are shown in table 5. Their analysis allows us to draw the following conclusions. The electrodes of the proposed composition ensure the absence of cracks both in the weld metal and in the heat affected zone and the level of mechanical properties that exceeds the level of mechanical properties of 17G1S steel.

Таблица 5Table 5 Результаты испытаний электродов со стержнями из проволоки Св.-10X16H25AM6Test results of electrodes with rods made of St. 10X16H25AM6 wire Пространственное положениеSpatial position Механические свойства металла шваMechanical properties of weld metal Испытания пробы ТеккенTekken Test Tests σt, МПаσ t , MPa σb, МПаσ b , MPa δ, %δ,% НижнееLower 420420 590590 3232 трещин нетno cracks ВертикальноеVertical 390390 570570 3232 ПотолочноеCeiling 380380 570570 30thirty

Таким образом, предложенный электрод позволяет получить во всех пространственных положениях качественное сварное соединение с необходимым уровнем механических свойств при сварке под водой низколегированной стали повышенной прочности без холодных трещин в зоне термического влияния и может быть рекомендован для применения при ремонте подводных трубопроводов.Thus, the proposed electrode makes it possible to obtain a high-quality welded joint in all spatial positions with the necessary level of mechanical properties when welding low-alloy steel of increased strength without cold cracks in the heat-affected zone under water and can be recommended for use in the repair of underwater pipelines.

Claims (1)

Электрод для подводной сварки, который включает стержень из высоколегированной стали, и покрытие, содержащее рутиловый концентрат, полевой шпат, флюорит и ферросилиций, отличающийся тем, что значения никелевого и хромового эквивалентов стержня ограничены следующими величинами, мас.%:The electrode for underwater welding, which includes a rod of high alloy steel, and a coating containing rutile concentrate, feldspar, fluorite and ferrosilicon, characterized in that the values of nickel and chromium equivalents of the rod are limited to the following values, wt.%: Niэкв. Ni eq. 19-3219-32 Crэкв. Cr eq. 21-3321-33
а покрытие дополнительно содержит окись железа, магнезит металлургический и карбоксиметилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас.%:and the coating additionally contains iron oxide, metallurgical magnesite and carboxymethyl cellulose in the following ratio of components, wt.%: флюоритfluorite 22,0-31,022.0-31.0 рутиловый концентратrutile concentrate 22,0-37,022.0-37.0 окись железаiron oxide 15,0-31,015.0-31.0 полевой шпатfeldspar 8,0-13,08.0-13.0 магнезит металлургическийmetallurgical magnesite 4,0-9,04.0-9.0 ферросилицийferrosilicon 0,5-2,00.5-2.0 карбоксиметилцеллюлозаcarboxymethyl cellulose 1,5-2,01.5-2.0
при этом коэффициент массы покрытия составляет 22-25%.while the coating mass coefficient is 22-25%.
RU2006115932/02A 2006-05-11 2006-05-11 Electrode for underwater welding RU2325983C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006115932/02A RU2325983C2 (en) 2006-05-11 2006-05-11 Electrode for underwater welding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006115932/02A RU2325983C2 (en) 2006-05-11 2006-05-11 Electrode for underwater welding

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006115932A RU2006115932A (en) 2007-11-20
RU2325983C2 true RU2325983C2 (en) 2008-06-10

Family

ID=38959175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006115932/02A RU2325983C2 (en) 2006-05-11 2006-05-11 Electrode for underwater welding

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2325983C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006115932A (en) 2007-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2322529C2 (en) Low-alloyed steel of welded seam and weld wire with flux core
Sun et al. Microstructure and mechanical properties of ultrasonic assisted underwater wet welding joints
CN102179640B (en) High-strength and high-toughness metal powder flux-cored wire
JP5644984B1 (en) Flux-cored wire, welding method using flux-cored wire, manufacturing method of welded joint using flux-cored wire, and welded joint
JP6338290B2 (en) High strength steel weld metal for demanding structural applications
JP5194593B2 (en) Flux-cored welding wire for gas shielded arc welding of refractory steel
JP4903912B2 (en) Molten high basic flux for submerged arc welding
CN104117788B (en) The overcritical jessop welding rod of a kind of low hydrogen type
JP4303655B2 (en) Welding method for galvanized steel sheets with excellent corrosion resistance and zinc embrittlement crack resistance
CN103302418B (en) Flux-cored wire and its gas-shielded arc welding method of use
JP2019111562A (en) Coated arc welding rod
JP2018192518A (en) Flux-cored wire for gas shield arc welding, and manufacturing method of weld joint
JP4745900B2 (en) High strength weld metal with good low temperature toughness, low temperature cracking resistance and bead shape during all position welding
RU2325983C2 (en) Electrode for underwater welding
JP6776798B2 (en) Multi-layer submerged arc welding method
JPH11147196A (en) Shielded metal arc welding method for high tensile strength steel
RU2319590C2 (en) Electrodes for manual welding of steels of pearlite class
RU2364483C2 (en) Electrode for underwater welding
JP4424484B2 (en) Welded joints with excellent cold cracking resistance and steel for welding materials
UA17107U (en) Electrode for the underwater welding
JP4331340B2 (en) Flux-cored wire for carbon dioxide gas used for low alloy steel
Kodama et al. Development of stainless steel welding wire for galvanized steel sheets
UA81058C2 (en) Electrode for underwater welding
RU2739306C1 (en) Coated electrode for arc welding
RU2071895C1 (en) Electrode coating mixture content

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080512

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20090627

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150512