RU2349434C2 - Medium-alloyed electrode for welding of high-strength steel - Google Patents

Medium-alloyed electrode for welding of high-strength steel Download PDF

Info

Publication number
RU2349434C2
RU2349434C2 RU2007114861/02A RU2007114861A RU2349434C2 RU 2349434 C2 RU2349434 C2 RU 2349434C2 RU 2007114861/02 A RU2007114861/02 A RU 2007114861/02A RU 2007114861 A RU2007114861 A RU 2007114861A RU 2349434 C2 RU2349434 C2 RU 2349434C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oxides
welding
electrode
content
rare
Prior art date
Application number
RU2007114861/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007114861A (en
Inventor
Виктор Андреевич Малышевский (RU)
Виктор Андреевич Малышевский
Руслан Валерьевич Бишоков (RU)
Руслан Валерьевич Бишоков
Виктор Викторович Гежа (RU)
Виктор Викторович Гежа
Александр Павлович Барышников (RU)
Александр Павлович Барышников
Сергей Владимирович Юркинский (RU)
Сергей Владимирович Юркинский
Original Assignee
Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей")
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 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") filed Critical Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей")
Priority to RU2007114861/02A priority Critical patent/RU2349434C2/en
Publication of RU2007114861A publication Critical patent/RU2007114861A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2349434C2 publication Critical patent/RU2349434C2/en

Links

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: electrode can be used for welding with small 50°C temperature of tempering of martensite and bainitic class high-strength steel. To the bar of the electrode made of wire of sort "Св-03ХН3МД" or "Св-07ХН3МД" it is coated covering, containing component in a following ratio, wt %: marble 37.0-52.0, fluorspar 18.0-26.0, high-silica sand 3.0-10.0, titanium dioxide 3.0-12.0, ferrosilicon 0.5-5.0, ferrotitanium 5.0-14.0, ferromanganese or metallic manganese 1.0-5.0, rare-earth metals oxides 0.1-1.0, metal oxides 0.2-3.0, aluminium powder 0,2-4,0, sodium liquid glass to the mass of dry charge 23.0-28.0. Ratio of oxides content of rare-earth metals to content of iron oxides must be not less than 0.5.
EFFECT: electrode allows high efficiency and welding-functional specifications.
3 tbl

Description

Изобретение относится к области производства сварочных материалов и может быть использовано в различных областях промышленности для сварки высокопрочных сталей с пределом текучести от 700 до 1000 МПа.The invention relates to the field of production of welding consumables and can be used in various industries for welding high-strength steels with a yield strength of 700 to 1000 MPa.

Известны электроды, используемые для указанной цели в соответствующих отраслях промышленности типа Н-1. Эти электроды не отвечают современным требованиям в части служебных характеристик таких, как прочность и ударная вязкость металла шва, кроме того, они склонны к образованию стартовых пор и обеспечивают в наплавленном металле повышенное содержание водорода.Known electrodes used for this purpose in the relevant industries such as H-1. These electrodes do not meet modern requirements in terms of service characteristics such as strength and toughness of the weld metal, in addition, they are prone to the formation of starting pores and provide an increased hydrogen content in the deposited metal.

Наиболее близким к заявочному электроду по назначению и составу компонентов и взятым в качестве прототипа является электрод марки Н-1 типа Э60 (Электроды для дуговой сварки сталей и никелевых сплавов, И.А.Закс, изд. СПб.: "WELCOME", 1996 г., стр.336, 337), состоящий из стержня-проволоки марки Св-08ХН2М и электродного покрытия, содержащего, мас.%:The closest to the application electrode for the purpose and composition of the components and taken as a prototype is an H-1 electrode of type E60 (Electrodes for arc welding of steels and nickel alloys, I.A. Zaks, ed. St. Petersburg: "WELCOME", 1996 ., p.336, 337), consisting of a rod-wire of the brand Sv-08XH2M and an electrode coating containing, wt.%:

МраморMarble 54,054.0 Плавиковый шпатFluorspar 18,018.0 Кварцевый песокQuartz sand 9,09.0 Ферромарганец (марганец металлический)Ferromanganese (metal manganese) 2,02.0 ФерротитанFerrotitanium 14,014.0 ФерросилицийFerrosilicon 3,03.0 Жидкое стекло натриевое к массе сухой шихтыSodium water glass to the mass of dry charge 28,0-30,028.0-30.0

Основными недостатками этих электродов является пониженная ударная вязкость металла шва при отрицательных температурах до минус 40°С, низкий уровень прочностных характеристик, высокое содержание диффузионного водорода в наплавленном металле, в связи с чем необходим предварительный подогрев кромок не менее 100°С, кроме того, электроды склонны к образованию стартовых пор.The main disadvantages of these electrodes are the reduced toughness of the weld metal at negative temperatures up to minus 40 ° С, the low level of strength characteristics, the high content of diffusion hydrogen in the deposited metal, and therefore, the edges must be preheated at least 100 ° С, in addition, the electrodes prone to the formation of starting pores.

Техническим результатом изобретения является создание электрода для сварки высокопрочных сталей, работающих при температурах до минус 40°С, обеспечивающего высокую прочность и ударную вязкость металла шва, низкое содержание диффузионного водорода и склонность к пористости.The technical result of the invention is the creation of an electrode for welding high-strength steels operating at temperatures up to minus 40 ° C, providing high strength and toughness of the weld metal, low diffusion hydrogen content and a tendency to porosity.

Технический результат достигается тем, что электрод, состоящий из стержня-проволоки марки Св-03ХН3МД, Св-07ХН3МД и электродного покрытия, содержащего мрамор, плавиковый шпат, кварцевый песок, ферросилиций, марганец металлический, ферротитан и жидкое стекло натриевое, согласно изобретению дополнительно содержащего двуокись титана, алюминиевый порошок и совместную композицию окислов РЗМ и железа при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result is achieved by the fact that the electrode consisting of a rod-wire of the brand Sv-03XH3MD, Sv-07XH3MD and an electrode coating containing marble, fluorspar, quartz sand, ferrosilicon, metallic manganese, ferrotitanium and sodium liquid glass, according to the invention, additionally containing dioxide titanium, aluminum powder and a joint composition of REM and iron oxides in the following ratio of components, wt.%:

МраморMarble 37,0-52,037.0-52.0 Плавиковый шпатFluorspar 18,0-26,018.0-26.0 Кварцевый песокQuartz sand 3,0-10,03.0-10.0 Двуокись титанаTitanium dioxide 3,0-12,03.0-12.0 ФерросилицийFerrosilicon 0,5-5,00.5-5.0 ФерротитанFerrotitanium 5,0-14,05.0-14.0 Ферромарганец (марганец металлический)Ferromanganese (metal manganese) 1,0-5,01.0-5.0 Окислы РЗМREM oxides 0,1-1,00.1-1.0 Окислы железаIron oxides 0,2-3,00.2-3.0 Алюминиевый порошокAluminum powder 0,2-4,00.2-4.0 Жидкое стекло натриевое к массе сухой шихтыSodium water glass to the mass of dry charge 23,0-28,023.0-28.0

при этом отношение содержания окислов РЗМ к содержанию окислов железа должно быть не более 0,5.the ratio of the content of REM oxides to the content of iron oxides should be no more than 0.5.

Повышение сварочно-технологических характеристик электродов и снижение склонности металла шва к пористости объясняется введением в покрытие окислов РЗМ и железа и двуокиси титана, которые совместно с композицией мрамор - плавиковый шпат - кварцевый песок позволяют получать благоприятное формирование металла шва, самопроизвольную отделимость шлаковой корки и низкое содержание диффузионного водорода.The increase in the welding and technological characteristics of the electrodes and the decrease in the tendency of the weld metal to porosity is explained by the introduction of rare-earth metals and iron and titanium dioxide into the coating, which together with the marble - fluorspar - quartz sand composition allow to obtain favorable weld metal formation, spontaneous separability of the slag crust and low content diffusion hydrogen.

Введение в покрытие окислов РЗМ и железа приводит к уменьшению содержания диффузионного водорода в наплавленном металле и склонности к пористости. Увеличение содержания окислов РЗМ и железа в покрытии (более 4%) затрудняет производство сварки в положениях, отличных от нижнего и приводит к окислению легирующих элементов, при этом превышение отношения содержания окислов РЗМ к железу более 0,5 приводит к увеличению неметаллических включений и снижению вязкости металла шва.The introduction of rare-earth metals and iron oxides into the coating leads to a decrease in the content of diffusion hydrogen in the deposited metal and a tendency to porosity. An increase in the content of rare-earth metals and iron oxides in the coating (more than 4%) makes it difficult to weld in positions other than the lower one and leads to the oxidation of alloying elements, while exceeding the ratio of the content of rare-earth metals and iron oxides more than 0.5 leads to an increase in non-metallic inclusions and a decrease in viscosity seam metal.

Введение в покрытие двуокиси титана в количестве 3-12% и алюминиевого порошка от 0,2 до 4% позволяет получить, наряду с хорошими сварочно-технологическими свойствами и высокой стойкостью металла шва к порообразованию, гарантированное содержание 0,015-0,02% титана в металле шва, что способствует повышению ударной вязкости при отрицательных температурах. Увеличение содержания в покрытии двуокиси титана более 12% и алюминиевого порошка более 4% приводит к повышению содержания в металле шва титана и как следствие снижению механических характеристик металла шва. Совместное влияние компонентов покрытия позволяет получать металл шва с минимальным количеством дефектов и мелкозернистой бейнитно-мартенситной структурой, что позволяет обеспечить высокую ударную вязкость при температурах до минус 40°С.The introduction into the coating of titanium dioxide in an amount of 3-12% and aluminum powder from 0.2 to 4% allows to obtain, along with good welding and technological properties and high resistance of the weld metal to pore formation, a guaranteed content of 0.015-0.02% titanium in the metal a seam, which contributes to an increase in toughness at low temperatures. An increase in the content of titanium dioxide in the coating by more than 12% and aluminum powder by more than 4% leads to an increase in the content of titanium in the weld metal and, as a consequence, a decrease in the mechanical characteristics of the weld metal. The combined effect of the coating components allows to obtain a weld metal with a minimum number of defects and a fine-grained bainitic-martensitic structure, which allows for high impact strength at temperatures up to minus 40 ° С.

Был проведен комплекс лабораторных и опытно-промышленных работ по изготовлению, испытанию и практическому опробованию электродов для сварки высокопрочных сталей. Были выполнены слитки стали марки Св-03ХН3МД или Св-07ХН3МД с химическим составом приведенным в таблице 1, из которых путем ковки с последующей прокаткой и волочением получены металлические стержни ⌀ 4 мм.A set of laboratory and pilot works was carried out on the manufacture, testing and practical testing of electrodes for welding high-strength steels. Steel ingots of the Sv-03KhN3MD or Sv-07KhN3MD grade with the chemical composition shown in Table 1 were made, of which metal rods ⌀ 4 mm were obtained by forging, followed by rolling and drawing.

Электроды были изготовлены в опытном производстве на установке для производства покрытых электродов швейцарской фирмы «Эрликон».The electrodes were made in pilot production at the installation for the production of coated electrodes of the Swiss company Oerlikon.

Опытные образцы электродов испытывались на высокопрочных сталях с пределом текучести более 800 МПа. Сварку производили на постоянном токе обратной полярности без предварительного подогрева. Режимы сварки были следующими: Iсв.=150-170А, Uд=22-24В, положение шва нижнее. Температура предварительного подогрева 50°С. Визуальный осмотр и радиографический контроль металла шва показал отсутствие недопустимых дефектов: трещин, непроваров, прожогов, крупных неметаллических включений.Prototypes of the electrodes were tested on high-strength steels with a yield strength of more than 800 MPa. Welding was performed on direct current of reverse polarity without preheating. The welding modes were as follows: Isv. = 150-170A, Ud = 22-24V, the position of the seam is lower. Preheating temperature 50 ° C. Visual inspection and radiographic inspection of the weld metal showed the absence of unacceptable defects: cracks, lack of penetration, burn-throughs, large non-metallic inclusions.

Из металла сварных швов, полученного электродами предлагаемого и известного составов, изготовлены и испытаны образцы для определения химического состава и механических свойств.Of the weld metal obtained by the electrodes of the proposed and known compositions, samples were made and tested to determine the chemical composition and mechanical properties.

Химический состав покрытий предлагаемого и известного сварочного электрода представлен в таблице 2. Данные сравнительных испытаний механических свойств металла шва представлены в таблице 3.The chemical composition of the coatings of the proposed and known welding electrode is presented in table 2. Data on comparative tests of the mechanical properties of the weld metal are presented in table 3.

Figure 00000001
Figure 00000001

Таблица 1Table 1 Химический состав стали марки Св-03ХН3МД и Св-07ХН3МДThe chemical composition of steel grade Sv-03XH3MD and Sv-07XH3MD Марка проволокиWire mark сfrom SiSi MnMn CrCr NiNi MoMo CuCu SS РR не болееno more Св-07ХН3МДSv-07XH3MD 0,04-0,090.04-0.09 Н.б. 0.2Nb 0.2 0,3-0,60.3-0.6 0,85-1,100.85-1.10 2,8-3,22.8-3.2 0,5-0,650.5-0.65 0,8-1,150.8-1.15 0,0120.012 0,0150.015 Св-03ХН3МДSv-03XH3MD Н.б. 0,05Nb 0.05 Н.б. 0,2Nb 0.2 0,5-0,80.5-0.8 0,6-0,80.6-0.8 2,3-2,92.3-2.9 0,4-0,60.4-0.6 0,8-1,00.8-1.0 0,0120.012 0,0150.015

Таблица 2table 2 Химический состав покрытий известного и заявленного электродовThe chemical composition of the coatings of the known and claimed electrodes СоставStructure № составаComposition number Состав покрытия, масс.%The composition of the coating, wt.% Плавиковый
шпат
Fluffy
spar
Кварцевый
песок
Quartz
sand
Двуокись
титана
Dioxide
titanium
ФерротитанFerrotitanium ФерросилицийFerrosilicon Ферромарганец (марганец мет)Ferromanganese (Manganese Met) МраморMarble Окислы РЗМREM oxides Окислы железаIron oxides Отношение окислов РЗМ к окислам железаThe ratio of REM oxides to iron oxides Алюминиевый порошокAluminum powder Жидкое стекло к массе сух. шихтыLiquid glass to the mass is dry. charge
ЗаявляемыйThe claimed 1one 18eighteen 1010 1212 55 55 55 3737 1,01,0 3,03.0 0,330.33 4four 2323 22 2121 66 77 99 33 33 4747 0,50.5 1,51,5 0,330.33 22 2525 33 2626 33 33 14fourteen 0,50.5 1one 5252 0,10.1 0,20.2 0,500.50 0,20.2 2828 Изв.Izv. 4four 18eighteen 99 14fourteen 33 22 5454 28-3028-30

Таблица 3Table 3 Результаты сравнительных испытаний известных и заявляемых электродовThe results of comparative tests of known and claimed electrodes СоставStructure No. Механические характеристики металла шваMechanical characteristics of the weld metal Кол-во пор (св. тавр. пробы)No. of pores (St. Taurus. Samples) Водород в см3 на 100 г.н.мHydrogen in cm 3 per 100 gm σ02, МПаσ 02 , MPa σв, МПаσ in , MPa δ, %δ,% Работа удара KV, ДжKV stroke work, J Т=0°СT = 0 ° C Т=-20°СT = -20 ° C Т=-40°СT = -40 ° C ЗаявляемыйThe claimed 1one 819819 854854 18eighteen 102102 5353 3838 00 0,80.8 22 810810 848848 1717 9393 6464 4545 00 0,60.6 33 835835 883883 1717 8282 6868 4343 00 0,30.3 Изв.Izv. 4four 530530 660660 1717 8080 4545 3535 88 1,81.8 Примечание:Note: 1. Данные усреднены по результатам испытаний трех образцов на одну точку.1. The data are averaged over the results of testing three samples at one point.

Результаты сравнительных испытаний показывают, что заявленный состав по сравнению с известным позволяет получить более высокие прочностные характеристики металла шва. Кроме того, заявленный электрод обеспечивает более низкое содержание водорода и отсутствие пор в металле шва и позволяет снизить температуру предварительного подогрева кромок.The results of comparative tests show that the claimed composition in comparison with the known allows to obtain higher strength characteristics of the weld metal. In addition, the claimed electrode provides a lower hydrogen content and the absence of pores in the weld metal and can reduce the temperature of the preheating of the edges.

Технико-экономический эффект от использования изобретения выразится в повышении надежности и долговечности конструкций, за счет повышения прочности металла шва и снижения пористости.The technical and economic effect of the use of the invention is expressed in increasing the reliability and durability of structures, by increasing the strength of the weld metal and reducing porosity.

Claims (1)

Электрод для сварки высокопрочных сталей, включающий стержень из проволоки марки Св-03ХНЗМД или Св-07ХН3МД и электродное покрытие, содержащее мрамор, плавиковый шпат, кварцевый песок, ферросилиций, ферромарганец или марганец металлический, ферротитан и жидкое стекло натриевое, отличающийся тем, что электродное покрытие дополнительно содержит двуокись титана, алюминиевый порошок, окислы РЗМ и окислы железа при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Мрамор 37,0-52,0 Плавиковый шпат 18,0-26,0 Кварцевый песок 3,0-10,0 Двуокись титана 3,0-12,0 Ферросилиций 0,5-5,0 Ферротитан 5,0-14,0 Ферромарганец или марганец металлический 1,0-5,0 Окислы РЗМ 0,1-1,0 Окислы железа 0,2-3,0 Алюминиевый порошок 0,2-4,0 Жидкое стекло натриевое к массе сухой шихты 23,0-28,0,

при этом отношение содержания окислов РЗМ к содержанию окислов
железа составляет не более 0,5.
An electrode for welding high-strength steels, including a rod made of Sv-03KhNZMD or Sv-07KhN3MD wire and an electrode coating containing marble, fluorspar, quartz sand, ferrosilicon, ferromanganese or manganese metal, ferrotitanium and sodium liquid glass, characterized in that the electrode coating additionally contains titanium dioxide, aluminum powder, REM oxides and iron oxides in the following ratio of components, wt.%:
Marble 37.0-52.0 Fluorspar 18.0-26.0 Quartz sand 3.0-10.0 Titanium dioxide 3.0-12.0 Ferrosilicon 0.5-5.0 Ferrotitanium 5.0-14.0 Ferromanganese or Manganese Metallic 1.0-5.0 REM oxides 0.1-1.0 Iron oxides 0.2-3.0 Aluminum powder 0.2-4.0 Sodium water glass to the mass of dry charge 23.0-28.0

the ratio of the content of oxides of rare-earth metals to the content of oxides
iron is not more than 0.5.
RU2007114861/02A 2007-04-19 2007-04-19 Medium-alloyed electrode for welding of high-strength steel RU2349434C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007114861/02A RU2349434C2 (en) 2007-04-19 2007-04-19 Medium-alloyed electrode for welding of high-strength steel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007114861/02A RU2349434C2 (en) 2007-04-19 2007-04-19 Medium-alloyed electrode for welding of high-strength steel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007114861A RU2007114861A (en) 2008-10-27
RU2349434C2 true RU2349434C2 (en) 2009-03-20

Family

ID=40545477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007114861/02A RU2349434C2 (en) 2007-04-19 2007-04-19 Medium-alloyed electrode for welding of high-strength steel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2349434C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106425171A (en) * 2016-12-06 2017-02-22 攀枝花学院 Low-hydrogen iron powder electrode and preparing method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108637519A (en) * 2018-07-27 2018-10-12 四川西冶新材料股份有限公司 A kind of water power 1000MPa grades of mating welding rods of steel and preparation method thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЗАКС И.А. Электроды для дуговой сварки сталей и никелевых сплавов. - СПб.: WELCOME, 1996, с.336-337. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106425171A (en) * 2016-12-06 2017-02-22 攀枝花学院 Low-hydrogen iron powder electrode and preparing method
CN106425171B (en) * 2016-12-06 2019-02-22 攀枝花学院 Low hydrogen type iron powder electrode and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007114861A (en) 2008-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100738726B1 (en) Low alloy steel weld metal and flux cored wire
JP5157606B2 (en) TIG welding method of high strength steel using flux cored wire
KR101284423B1 (en) Weld metal and weld structure having weld joints using the same
JP5387168B2 (en) Welding wire for high strength steel with flux and manufacturing method thereof
CN106794558B (en) Flux-cored wire for gas-shielded arc welding
US20080093351A1 (en) Flux-cored wire for gas shielded arc welding for creep-resisting steels
KR20180108730A (en) Flux cored wire, manufacturing method of weld joint, and weld joint
KR20230151546A (en) High-strength cold rolled steel sheet and manufacturing method thereof
RU2349434C2 (en) Medium-alloyed electrode for welding of high-strength steel
CN113001057B (en) High-strength pitting-resistant nitrogen-containing austenitic stainless steel flux-cored wire and preparation method thereof
WO2020208735A1 (en) Solid wire and welded joint manufacturing method
US20190210165A1 (en) Flux cored wire for gas shield arc welding and welding metal
CN114340828A (en) Steel wire for gas-shielded arc welding, method for gas-shielded arc welding, and method for manufacturing gas-shielded arc welding joint
WO2014119785A1 (en) Weld metal and welded structure
CN111629859A (en) Flux-cored wire for gas-shielded arc welding
US20190210164A1 (en) Flux cored wire for gas shield arc welding and welding metal
JP6726008B2 (en) Flux-cored wire for gas shield arc welding
RU2497647C1 (en) Electrode for manual arc welding
RU2302327C2 (en) Rationally-alloyed electrode for welding cold resistant low-alloy steels
RU2796581C1 (en) ”эа-2594” mark electrode for welding high-strength pearlitic and austenite-ferritic steel
RU2268128C1 (en) Electrode for welding high-strength steels of pearlite and austenite classes
RU2398666C2 (en) Alloyed electrode for welding of thermostable steels
RU2268129C1 (en) Rationally alloyed electrode for welding high-strength cold-resistant low-alloy steels
JP6714407B2 (en) Solid wire for submerged arc welding
JP7267521B1 (en) Submerged arc welding method