RU2757635C1 - Порошковая проволока - Google Patents
Порошковая проволока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2757635C1 RU2757635C1 RU2021106703A RU2021106703A RU2757635C1 RU 2757635 C1 RU2757635 C1 RU 2757635C1 RU 2021106703 A RU2021106703 A RU 2021106703A RU 2021106703 A RU2021106703 A RU 2021106703A RU 2757635 C1 RU2757635 C1 RU 2757635C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- charge
- cored wire
- low
- wire
- carbon
- 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
- B23K35/368—Selection of non-metallic compositions of core materials either alone or conjoint with selection of soldering or welding materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано для электродуговой наплавки и сварки в защитных средах низкоуглеродистых конструкционных сталей. Порошковая проволока включает оболочку из низкоуглеродистой стали и шихту. Шихта порошковой проволоки содержит следующие компоненты, мас.%: железная окалина 54,00-73,90; алюминиевый порошок 18,90-25,90; графит 0,10-4,00; ферросилиций 0,01-10,00; ферромарганец 0,01-10,00; концентрат шеелитовый 0,01-10,00. Коэффициент заполнения проволоки шихтой составляет 30-50%. Введение шеелитового концентрата позволяет значительно увеличить прочность и твердость наплавляемого материала за счет связывания углерода с образованием карбидов в структуре металла.
Description
Изобретение относится к сварочным материалам, а именно к порошковым проволокам для дуговых сварочных процессов, и может быть использовано для механизированной наплавки и сварки низкоуглеродистых и углеродистых низколегированных сталей в защитных средах при изготовлении металлоконструкций и в ходе ремонта, а также для нанесения на поверхность готового изделия износостойких слоев и электродного металла с другими заданными свойствами дуговой наплавкой и электродуговым напылением.
Наиболее близкой по составу шихты, принятой за прототип, является порошковая проволока, которая описана в патенте РФ RU 2454309.
Проволока-прототип содержит оболочку из низкоуглеродистой стали и шихту, характеризующуюся следующим соотношением компонентов, мас.%: железная окалина - 52,5-73,1; алюминиевый порошок - 17,5-24,4; ферросилиций - 0,4-10; ферромарганец - 2-16; графит - 0,1-4, при этом коэффициент заполнения проволоки шихтой составляет 30-50%.
Недостатком указанной проволоки-прототипа является то, что в состав данной сварочной проволоки не входят тугоплавкие карбидообразующие компоненты. Образование карбидов в электродном металле способствует упрочнению наплавленного слоя. Так же использование при наплавке и сварке с применением кремне - марганцовых флюсов (типа АН - 348) приводит к ухудшению физико-механических свойств получаемого сварного шва, уменьшается предел текучести сварных соединений из среднеуглеродистых сталей. Это происходит из-за повышенного содержания ферромарганцевой добавки (более 2%) в составе шихты, и как следствие, происходит значительное насыщение марганцем металла сварного шва при сварке и наплавке с флюсами, содержащими кремне - марганцевую основу. Повышенное содержание марганца не позволяет добиться идентичного химического состава с основным (матричным) металлом низкоуглеродистых и углеродистых низколегированных сталей.
Задачей заявленного изобретения является создание порошковой проволоки, позволяющей производить наплавку и сварку в защитных средах низкоуглеродистых и углеродистых низколегированных сталей с получением сварного шва или наплавляемого слоя металла требуемого химического состава с возможностью увеличения предела прочности и твердости наплавляемого материала.
Технический результат заявленного изобретения заключается в том, что заявленная порошковая проволока позволяет производить наплавку и сварку в защитных средах низкоуглеродистых и углеродистых низколегированных сталей с получением сварного шва или наплавляемого слоя металла требуемого химического состава с возможностью увеличения предела прочности и твердости наплавляемого материала.
Указанный технический результат достигается тем, что в порошковой проволоке, включающей оболочку из низкоуглеродистой стали и шихту, содержащую компоненты: железную окалину, алюминиевый порошок, ферромарганец, ферросилиций, графит, шихта дополнительно содержит концентрат шеелитовый при следующем соотношении компонентов, мас.%:
железная окалина | 49,5-74,90 |
алюминиевый порошок | 16,5-24,97 | |
графит | 0,1-4,00 | |
ферросилиций | 0,01-10,00 | |
ферромарганец | 0,01-10,00 |
концентрат шеелитовый | 0,01-10,00, |
при этом коэффициент заполнения проволоки шихтой составляет 30-50%.
Железная окалина и алюминиевый порошок в составе проволоки обеспечивают дополнительный ввод в сварочную ванну электродного металла за счет экзотермической реакции между ними, в ходе которой из окалины восстанавливается железо и шлак с выделением тепла. Восстановленное железо с легирующими добавками (ферросилиций; ферромарганец; графит; шеелит) образуют электродный металл требуемого химического состава. Шлак защищает сварной шов от агрессивной воздушной среды и не дает быстро ему остыть, что улучшает качество шва, и снижает риск образования трещин. Графит, введенный в состав шихты в указанных соотношениях, обеспечивает достижение оптимального химического состава по содержанию углерода в наплавленном слое металла с основным металлом.
Использование ферросилиция и ферромарганца от 0,01-10,00% по массе в составе шихты обеспечивает их соответствие требуемому содержанию легирующих компонентов при наплавке и сварке низкоуглеродистых и углеродистых низколегированных марок сталей в защитных средах с учетом легирующих добавок, содержащихся в материале оболочки проволоки, угара и окисления компонентов проволоки под действием электрической дуги. Это обеспечивает необходимое содержание марганца и кремния в химическом составе сталей и приводит к требуемым физико-механическим свойствам сварного шва.
Дополнительный ввод шеелитового концентрата в состав шихты позволяет значительно увеличить прочность и твердость наплавляемого материала за счет связывания углерода с образованием карбидов в структуре металла. При наплавке и сварке низкоуглеродистых и углеродистых низколегированных сталей в защитных средах при изготовлении металлоконструкций и в ходе ремонта, а также для нанесения на поверхность готового изделия износостойких слоев и слоев с другими заданными свойствами дуговой наплавкой и электродуговым напылением.
При использовании шеелита менее 0,01% технический результат не достигается, содержание шеелита более 10,00% приводит к снижению пластичности и вязкости, а также к возникновению трещин в наплавляемом металле.
Изменение диапазона коэффициента заполнения порошковой проволоки обусловлено вводом шеелитового концентрата в состав шихты. При вводе шеелита идет увеличение потерь тепловой энергии на переплав компонентов, что приводит к возможности устойчивого горения электрической дуги при коэффициенте заполнения от 30% и гарантирует прогнозируемое формирование наплавленного слоя металла. Коэффициент заполнения более 50% не целесообразен, потому что ведет к неравномерной упаковке шихты в ленту и приводит к разрыву порошковой проволоки.
Для изготовления порошковой проволоки применяется лента из низкоуглеродистой стали холодной прокатки, неполированная, особо мягкая. Требования к ленте оговорены ГОСТ 503-81. Размеры ленты по толщине и ширине определяются технологией изготовления проволоки заданного диаметра. Основные показатели механических свойств ленты следующие: временное сопротивление разрыву 280-400 МПа; относительное удлинение - не менее 30%, материалом ленты служит сталь 08кп. Подготовленные компоненты шихты взвешиваются дозами на один замес. Смешивание компонентов производится любым способом, обеспечивающим достаточную однородность получаемой шихты. В формирующем устройстве происходит формирование ленты и заполнение шихтой трубчатой металлической оболочки проволоки. После чего заготовка на волочильной машине обжимается до требуемого диаметра (1-5 мм). После волочения проволока наматывается на кассеты требуемого диаметра.
Для наплавки износостойкого слоя в защитной среде типа АН-348 на изделии из стали Ст3сп порошковой проволокой на основе алюмотермитной шихты с коэффициентом заполнения 37% используют состав компонентов следующего содержания, мас.%:
железная окалина | 69,60 |
алюминиевый порошок | 23,20 |
ферросилиций | 0,80 |
ферромарганец | 1,00 |
графит | 0,40 |
концентрат шеелитовый | 5,00 |
Приведённый пример состава порошковой проволоки для наплавки износостойкого слоя на изделии из стали Ст3сп позволяет получить материал сварного шва со следующими физико-механическими свойствами: предел прочности ув =655-785 МПа; предел текучести у0,2=336-380 МПа; твердость 330 HB; ударная вязкость KCU=50-63 Дж/см2.
Claims (3)
- Порошковая проволока для электродуговой наплавки конструкционных сталей, включающая оболочку из низкоуглеродистой стали и шихту, содержащую: железную окалину, алюминиевый порошок, графит, ферромарганец, ферросилиций, отличающаяся тем, что шихта дополнительно содержит концентрат шеелитовый при следующем соотношении компонентов, мас.%:
-
железная окалина 49,50-74,90 алюминиевый порошок 16,50-24,97 графит 0,10-4,00 ферросилиций 0,01-10,00 ферромарганец 0,01-10,00 концентрат шеелитовый 0,01-10,00, - при этом коэффициент заполнения проволоки шихтой составляет 30-50%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021106703A RU2757635C1 (ru) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | Порошковая проволока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021106703A RU2757635C1 (ru) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | Порошковая проволока |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2757635C1 true RU2757635C1 (ru) | 2021-10-19 |
Family
ID=78286427
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021106703A RU2757635C1 (ru) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | Порошковая проволока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2757635C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2825974C1 (ru) * | 2024-02-13 | 2024-09-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук | Порошковая проволока |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2196033C2 (ru) * | 2001-03-26 | 2003-01-10 | Институт материаловедения Хабаровского научного центра Дальневосточного отделения РАН | Шихта электродного покрытия |
RU2454309C2 (ru) * | 2010-06-30 | 2012-06-27 | Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения Российской академии наук | Порошковая проволока |
RU2619547C1 (ru) * | 2015-12-23 | 2017-05-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Порошковая проволока для наплавки |
RU2637849C2 (ru) * | 2015-11-16 | 2017-12-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) | Порошковая проволока для наплавки |
-
2021
- 2021-03-16 RU RU2021106703A patent/RU2757635C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2196033C2 (ru) * | 2001-03-26 | 2003-01-10 | Институт материаловедения Хабаровского научного центра Дальневосточного отделения РАН | Шихта электродного покрытия |
RU2454309C2 (ru) * | 2010-06-30 | 2012-06-27 | Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения Российской академии наук | Порошковая проволока |
RU2637849C2 (ru) * | 2015-11-16 | 2017-12-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) | Порошковая проволока для наплавки |
RU2619547C1 (ru) * | 2015-12-23 | 2017-05-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Порошковая проволока для наплавки |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2825974C1 (ru) * | 2024-02-13 | 2024-09-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук | Порошковая проволока |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2110195B1 (en) | Pure Ar gas shielded welding MIG flux-cored wire and MIG arc welding method | |
US6331688B1 (en) | Use of a metal powder for surface coating by submerged arc welding | |
JP4558780B2 (ja) | 低温用鋼のサブマージアーク溶接用フラックス入りワイヤ | |
US4086463A (en) | Flux-cored wire | |
JP2008149341A (ja) | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ | |
KR20020027238A (ko) | 대입열 서브머지 아크용접 이음매, 그 이음매의 제조방법및 그것에 사용하는 용접용 강와이어 및 용접용 플럭스 | |
US3415976A (en) | Arc welding electrode | |
RU2757635C1 (ru) | Порошковая проволока | |
JP3787104B2 (ja) | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ | |
JP5843164B2 (ja) | サブマージアーク溶接用フラックス入りワイヤ | |
KR101035723B1 (ko) | 고장력강용 가스실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어 | |
JP6661516B2 (ja) | 非消耗ノズル式エレクトロスラグ溶接方法及びエレクトロスラグ溶接継手の製造方法 | |
RU2478030C1 (ru) | Порошковая проволока для наплавки | |
RU2825974C1 (ru) | Порошковая проволока | |
RU2675876C1 (ru) | Порошковая проволока | |
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 | |
JP3718323B2 (ja) | 極厚鋼用多電極立向エレクトロガスアーク溶接用フラックス入りワイヤ | |
JP3884363B2 (ja) | レーザ溶接用鉄系溶加材 | |
RU2454309C2 (ru) | Порошковая проволока | |
KR101370403B1 (ko) | 코어드 와이어용 충진재 및 저희석률 오버레이 용접용 플럭스 코어드 와이어 | |
KR20220133643A (ko) | 내균열성 및 극저온 충격인성이 우수한 전자세 용접 가능한 플럭스 코어드 와이어 | |
JPH10180488A (ja) | エレクトロガスア−ク溶接用フラックス入りワイヤ | |
KR20090110247A (ko) | 순수 Ar 실드 가스 용접용 MIG 플럭스 코어드 와이어 및 MIG 아크용접 방법 | |
JP2005271032A (ja) | エレクトロスラグ溶接用フラックス入りワイヤ | |
US3253949A (en) | Electrodes for electric arc welding and hardsurfacing of grey and highstrength cast-irons |