RU2630059C2 - Состав электродного покрытия - Google Patents
Состав электродного покрытия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2630059C2 RU2630059C2 RU2015126234A RU2015126234A RU2630059C2 RU 2630059 C2 RU2630059 C2 RU 2630059C2 RU 2015126234 A RU2015126234 A RU 2015126234A RU 2015126234 A RU2015126234 A RU 2015126234A RU 2630059 C2 RU2630059 C2 RU 2630059C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- ferrosilicon
- coating
- welding
- metal
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
Landscapes
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано для сварки металлоконструкций из углеродистых и низкоуглеродистых сталей и сварки заполняющих и облицовочного слоев шва стыков труб высокой прочности. Шихта электродного покрытия содержит компоненты в следующем соотношении, вес.ч.: карбонат щелочно-земельного металла 33-36, плавиковый шпат 15-19, ферросиликомарганец 4,5-5,5, ферросилиций 3,0-3,8, ферромолибден 1,4-1,7, железный порошок 18-23, сода 1,3-2,0, силикатная глыба 1,5-2,0, волластонит 9,0-14,0, алюминий 1,3-2,0, фторопласт 1,4-2,0, пластификаторы 1,5-2,0. Порог хладноломкости наплавленного металла с использованием электродов с данным покрытием составляет минус 70°C, при этом ударная вязкость KCV≥60 Дж/см2. 2 табл.
Description
Изобретение относится к материалам для дуговой сварки и может быть использовано как покрытие основного вида низководородистых электродов для сварки металлоконструкций, а также сварки заполняющих и облицовочного слоев шва стыков трубопроводов из углеродистых и низколегированных сталей.
Данные стандартов технических характеристик электродов ведущих мировых производителей (Австрия, Германия, США, Швеция, Япония) не указывают (стандарты DIN 1913, AWSA 5,1, EN499, ISO 2560, JIS321-86) на наличие в этих странах электродов с требуемым показателем хладноломкости наплавленного металла при -70°C согласно по ГОСТ 9467-75 (KCV-70°C≥3,5 кгс⋅м/см2 или 34,3 Дж/см2) для сварки углеродистых и низколегированных сталей.
В России же такие электроды, марки ОЗС-24М [И.А. Закс. Электроды для дуговой сварки сталей и никелевых сплавов: Справочное пособие. - СПб: "WELCOME", 1996. - 384 с.], известны: с основным видом покрытия, для сварки только постоянным током, с коэффициентом наплавки 8,5 г/А⋅ч и характерной ударной вязкостью наплавленного металла при -70°C около 44 Дж/см2.
Однако особенно для условий Арктики и Сибири, более востребованы электроды с большей производительностью сварки и большей ударной вязкостью наплавленного металла при таких температурах для повышения надежности и работоспособности конструкций.
Кроме того, известные электроды имеют и такие технологические недостатки:
- не обеспечивают выполнение сварки на переменном токе, позволяющем существенно снизить отрицательное влияние магнитного дутья на качество сварных соединений и его стабильность;
- используют в качестве стержней легированную проволоку 06ГСНЗ, что удорожает стоимость электродов, ухудшает технологичность правки стержней и требует обязательной подшихтовки состава покрытия вследствие колебаний химсостава проволоки даже в пределах и регламентируемых для нее значений.
Известно также покрытие (патент РФ №2009823, ТУ 36.44.15.01-063-92) более производительных электродов, с коэффициентом наплавки 11 г/А⋅ч, лишенных указанных технологических недостатков электродов ОЗС-24М: для сварки переменным и постоянным током, со стержнями из проволоки Св08А, содержащее, мас.%:
мрамор | 33-36 |
плавиковый шпат | 18-20 |
рутил | 2,5-3,5 |
железный порошок | 29-31 |
силикомарганец | 5,5-9,0 |
ферросилиций | 0,5-3,0 |
силикатная глыба | 1,5-2,0 |
поташ | 1,0-1,5 |
целлюлоза | 1,5-2,0 |
дополнительным преимуществом которого является использование в их системе раскислителей-легирующих менее дорогих и более стабильных по химсоставу, чем обычно применяемые в основных покрытиях ферротитан и ферромарганец, компонентов - силикомарганца и ферросилиция.
Недостатками электродов с таким покрытием является:
- низкая при -70°C ударная вязкость наплавленного металла (KCV≤2,5 Дж/см2);
- низкая для сварки низколегированных сталей прочность наплавленного металла (σв=490-515 МПа);
повышенное содержание диффузионно-подвижного водорода в наплавленном металле ([Н]диф = 10,0-10,5 мл/100 г) по пробе ISO3690).
Целью настоящего изобретения является повышение ударной вязкости KCV наплавленного металла при температуре -70°C до значений, больших 60 Дж/см2, и увеличение его прочности при снижении содержания в нем диффузионного водорода.
Эта цель достигается введением в покрытие волластонита, ферромолибдена, алюминия и фторопласта при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:
карбонаты щелочно-земельных металлов | 33-36 |
плавиковый шпат | 15-19 |
ферросиликомарганец | 4,5-5,5 |
ферросилиций | 3,2-3,8 |
ферромолибден | 1,4-1,7 |
железный порошок | 18,0-23,0 |
пластификаторы | 1,5-2,0 |
сода | 1,3-2,0 |
глыба калиево-натриевая | 1,5-2,0 |
волластонит | 9,0-14,0 |
алюминий | 1,3-2,0 |
фторопласт | 1,4-2,0 |
Для проведения контрольных испытаний электродов с предлагаемым покрытием были изготовлены их варианты с составами, представленными в табл. 1.
В качестве волластонита использовали отечественный продукт микроволластонит по ТУ 5777-006-40705684-2003 производства Полотняного завода Калужской области.
В качестве фторопласта использовался «ФТОРОПЛАСТ-4», марки «ПН» по ГОСТ 10007-80.
Количество жидкого стекла для всех вариантов было одинаковым - 25…27%.
Покрытие наносилось на металлические стержни диаметром 4,0 мм из проволоки Св08А способом опрессовки на промышленном прессе по типовой технологии, отработанной на базе ОСТ 5.9786-76 применительно к предприятию-изготовителю электродов - ООО «РОТЕКС» (г. Краснодар).
В процессе изготовления электродов установили, что по технологичности опрессовки они превосходят карбонатно-флюоритовые электроды типа УОНИ-13 и электроды с покрытием-прототипом, чему способствует и наличие в покрытии мелкодисперсного фторопласта, играющего и роль дополнительного пластификатора.
Технологические испытания проводили на постоянном и переменном токах при сварке стыковых и тавровых соединений пластин, а также заполняющих и облицовочного слоев шва неповоротных стыков трубопроводов ∅ 273·10 и ∅ 500·17 мм.
В процессе технологических испытаний оценивали устойчивость горения дуги, разбрызгивание, формирование швов и их чешуйчатость в различных пространственных положениях, отделимость шлака.
Испытания показали хорошую устойчивость горения дуги (возможное удлинение дуги не менее 3 диаметров электрода), хорошее качество формирования швов во всех пространственных положениях сварки пластин, а также заполняющих и облицовочного слоев шва неповоротных вертикальных стыков труб (валик равномерный, мелкочашуйчатый с плавным переходом к основному металлу и превышением гребня чешуи над впадиной менее 1 мм). Отделимость шлака хорошая (оценка 4 по РД 03-613-03). Коэффициент наплавки - ~11,5 г/А⋅ч.
Химический состав наплавленного металла при варьировании состава покрытия в заявляемых значениях лежит в пределах, мас.%: С 0,06-0,08; Mn 1.19-1.32; Si 0.42-0.53; Mo 0.38-0.44; S 0.007-0.010; P 0.011-0.013. Обращает на себя внимание довольно низкое содержание серы, лежащее в пределах, рекомендуемых электродам для сварки конструкций, эксплуатируемых при отрицательных температурах [И.А. Закс. Электроды для дуговой сварки сталей и никелевых сплавов: Справочное пособие. - СПб: "WELCOME", 1996. - 101 с.]. Такое положение с серой можно объяснить повышением содержания СаО в шлаке с вводом в покрытие волластонита.
Данные механических испытаний металла стыковых соединений стали В Ст. 3 с толщиной 18 мм (вариант А, чертеж 7 по ГОСТ 9466-75), наплавленного электродами с покрытием по табл. 1, представлены в табл. 2
Предел текучести металла, наплавленного электродами с заявляемым покрытием, находился в пределах 470-500 МПа, относительного удлинения - в пределах 22-25%.
Как видно из результатов испытаний, ударная вязкость KCV наплавленного металла для электродов с заявляемым покрытием была не менее 70 Дж/см2, т.е. вдвое превышала требуемую ГОСТ 9467-75 для порога хладноломкости -70°C (≥34 Дж/см2). Отсутствие выпадов и равномерность значений ударной вязкости указывает на стабильность этих показателей наплавленного металла. При этом другие показатели механических свойств находились в диапазоне: временное сопротивление разрыву 560÷595 МПа, предел текучести 470-500 МПа и относительное удлинение - не ниже 22-25%. Такие показатели по относительному удлинению при прочностных свойствах наплавленного металла по типу Э55-Э60 (ГОСТ 9467-75) отвечают даже требованиям типа Э42А.
Содержание диффузионного водорода в наплавленном металле для электродов с заявляемым покрытием (варианты 1, 2, 3 табл. 1) по пробе ISO3690 (хроматографический анализ) составляло в пределах 5,5-6,5 мл/100 г против 10,0-11,0 мл/100 г для электрода-прототипа.
Варьирование составом предлагаемого покрытия при его разработке показало, что только при выдерживании содержаний компонентов в заявляемых пределах обеспечиваются требуемые показатели свойств электродов.
Так, уменьшение содержания волластонита в покрытии, прежде всего, ухудшало кроющую способность шлака, формирование шва и его чешуйчатость, а увеличение - к ухудшению отделимости шлака и разбалансированности композиции покрытия, а, тем самым, к нежелательному ухудшению совокупности механических свойств металла шва.
Уменьшение количества ферромолибдена в покрытии ухудшало показатели ударной вязкости, при отрицательных температурах, а увеличение - приводило к снижению относительного удлинения наплавленного металла.
Снижение содержания алюминия повышало вероятность образования пористости в шве и снижало переход в него Si и Mn, ухудшая прочностные показатели наплавленного металла, а увеличение - повышало разбрызгивание при сварке и переход Si в Mn в шов, ухудшая его пластические свойства.
Уменьшение количества фторопласта повышало содержание [Н]диф. в наплавленном металле и ухудшало опрессовочные свойства покрытия электродов.
Изменение содержаний остальных компонентов заявляемого покрытия приводило к известным [патент 2009823] отрицательным изменениям свойств электродов.
Таким образом, изменение пределов содержания любого из компонентов заявляемого покрытия приводит к потере свойств, определяемых целью изобретения. Следовательно, только заявляемая совокупность компонентов покрытия обладает существенными отличиями и обеспечивает достижение поставленной изобретением цели.
Опытная партия электродов с разработанным покрытием, которым присвоена марка ЛБ-70KRU, изготовлена на промышленном оборудовании линии для серийного производства предприятием ООО «РОТЕКС» (г. Краснодар), испытана в АЦСМ-8 НАКС и ОАО «Краснодаргазстрой».
Результаты испытаний АЦСМ-8 НАКС подтвердили значения ударной вязкости металла, наплавленного электродами с предлагаемым покрытием, при -70°C на уровне не ниже 60 Дж/см2, что выше требований ГОСТ 9467-75 для таких температур. Технологические испытания в ОАО «Краснодаргазстрой» при сварке неповоротных вертикальных трубных стыков постоянным током обратной полярности показатели качественные выполнения или заполняющих, и облицовочного слоев шва таких соединений при повышении производительности наплавки в сравнении с электродами такого типа (Э55-Э60) марки УОНИ-13/65 на 20-25%, а в сравнении с известными импортными электродами ОК 74.70 - на ~15%.
Испытания также подтвердили качественное выполнение предлагаемыми электродами стыковых, тавровых и нахлесточных соединений металлоконструкций во всех пространственных положениях, кроме потолочного для электродов ∅ 5,0 мм, как постоянным, так и переменным током.
Claims (2)
- Состав шихты для покрытия электродов для сварки металлоконструкций и трубопроводов из углеродистых и низколегированных сталей, содержащий карбонат щелочно-земельного металла, плавиковый шпат, феррросиликомарганец, ферросилиций, железный порошок, глыбу калиево-натриевую, карбонат щелочного металла и пластификаторы, отличающийся тем, что он содержит дополнительно ферромолибден, волластонит, алюминий и фторопласт, а в качестве карбоната щелочного металла содержит соду при следующих соотношениях компонентов, вес.ч.:
-
Карбонат щелочно-земельного металла 33-36 Плавиковый шпат 15-19 Ферросиликомарганец 4,5-5,5 Ферросилиций 3,0-3,8 Ферромолибден 1,4-1,7 Железный порошок 18-23 Сода 1,3-2,0 Силикатная глыба 1,5-2,0 Волластонит 9,0-14,0 Алюминий 1,3-2,0 Фторопласт 1,4-2,0 Пластификаторы 1,5-2,0
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015126234A RU2630059C2 (ru) | 2015-06-30 | 2015-06-30 | Состав электродного покрытия |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015126234A RU2630059C2 (ru) | 2015-06-30 | 2015-06-30 | Состав электродного покрытия |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015126234A RU2015126234A (ru) | 2017-01-10 |
RU2630059C2 true RU2630059C2 (ru) | 2017-09-05 |
Family
ID=57955550
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015126234A RU2630059C2 (ru) | 2015-06-30 | 2015-06-30 | Состав электродного покрытия |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2630059C2 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5570495A (en) * | 1978-11-21 | 1980-05-27 | Kobe Steel Ltd | Covered electrode |
US4349721A (en) * | 1979-11-09 | 1982-09-14 | U.S. Philips Corporation | Coated welding electrode of basic type suitable for vertical down welding of pipes |
SU1094711A1 (ru) * | 1983-03-25 | 1984-05-30 | Всесоюзный научно-исследовательский институт по строительству магистральных трубопроводов | Состав электродного покрыти |
SU1540991A1 (ru) * | 1985-07-10 | 1990-02-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт по строительству магистральных трубопроводов | Состав электродного покрыти |
RU2009823C1 (ru) * | 1991-06-03 | 1994-03-30 | Институт "НИИМонтаж" | Состав электродного покрытия |
RU2125927C1 (ru) * | 1996-10-16 | 1999-02-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт по монтажным работам "ОАО НИИмонтаж" | Состав электродного покрытия |
-
2015
- 2015-06-30 RU RU2015126234A patent/RU2630059C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5570495A (en) * | 1978-11-21 | 1980-05-27 | Kobe Steel Ltd | Covered electrode |
US4349721A (en) * | 1979-11-09 | 1982-09-14 | U.S. Philips Corporation | Coated welding electrode of basic type suitable for vertical down welding of pipes |
SU1094711A1 (ru) * | 1983-03-25 | 1984-05-30 | Всесоюзный научно-исследовательский институт по строительству магистральных трубопроводов | Состав электродного покрыти |
SU1540991A1 (ru) * | 1985-07-10 | 1990-02-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт по строительству магистральных трубопроводов | Состав электродного покрыти |
RU2009823C1 (ru) * | 1991-06-03 | 1994-03-30 | Институт "НИИМонтаж" | Состав электродного покрытия |
RU2125927C1 (ru) * | 1996-10-16 | 1999-02-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт по монтажным работам "ОАО НИИмонтаж" | Состав электродного покрытия |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015126234A (ru) | 2017-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2638483C2 (ru) | Проволока с флюсовым сердечником | |
CN102794583B (zh) | 一种无预热焊条及其制备方法和应用 | |
CN104526188B (zh) | 一种可焊后消应力热处理的无缝药芯焊丝 | |
US10421145B2 (en) | Method for producing circumferential weld joint for low-carbon martensitic stainless steel pipes | |
US20070012673A1 (en) | Barium and lithium ratio for flux cored electrode | |
JP2013018012A (ja) | 高張力鋼ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ | |
CN101157164A (zh) | 高张力钢用气体保护弧焊药芯焊丝 | |
CN106181122B (zh) | 一种用于屈服强度550MPa钢的无缝埋弧药芯焊丝 | |
JP5627493B2 (ja) | サブマージアーク溶接方法 | |
CN110802342B (zh) | 一种高强耐候钢Q550NQR1、Q550qNH配套电焊条 | |
CN106141500B (zh) | 一种屈服强度690MPa级钢用超低氢无缝埋弧药芯焊丝 | |
JP2021133425A (ja) | サブマージアーク溶接用ボンドフラックス | |
CN107598409A (zh) | 用于屈服强度460MPa钢的气保护实心焊丝及制作方法 | |
JP2011255385A (ja) | 高張力鋼用炭酸ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ | |
RU2630059C2 (ru) | Состав электродного покрытия | |
CN106181128A (zh) | 一种无缝无镀铜药芯焊丝 | |
JP5558406B2 (ja) | 炭酸ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ | |
US20190210165A1 (en) | Flux cored wire for gas shield arc welding and welding metal | |
CN107914097A (zh) | 高强钢气保焊用药芯焊丝 | |
TW201323136A (zh) | 高強度高韌性低合金鋼電焊條 | |
WO2019082945A1 (ja) | サブマージアーク溶接用フラックス入りワイヤ及びサブマージアーク溶接用材料 | |
US4306920A (en) | Flux composition for flux-cored wire | |
CN110153593A (zh) | 气体保护电弧焊用药芯焊丝 | |
JP2011206828A (ja) | 細径多電極サブマージアーク溶接用フラックス入り溶接ワイヤ | |
CN109483091B (zh) | 一种焊丝药芯粉、金红石型无缝药芯焊丝及制备与应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170701 |