SU1049224A1 - Состав электродного покрыти - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к сварке, а именно к ручной электродуговой сварке хромистых нержавеющих сталей в частности коррозионно-стойкой стали ферритного класса типа .

Известно Электродное покрытие Q , содержащее, вес.%:

Мрамор41-43

Плавиковый

шпат39-41

Двуокись

титана 5-7 Алюминий (nor.

рошок)

Ниобий (поро- . I шок) . .,5

Недостатком этого электродного покрыти   вл етс  повышенно.е содержание в нем мрамора (41-43%) . Это приводит к науглероживанию металла шва, что способствует образованию в металле шва большого количества карбидной фазы, представл ющей собой вкраплени  очень твердых и тугоплавких частиц химических соединений хрома и ниоби  с углеродом. Это упрочн ет металл шва и приводит к снижению его пластичности. Нар ду с этим возможно снижение коррозионной стойкости металла шва вследствие того , что часть хрома расходуетс  на; образование карбидов, и происходит обеднение участков шва по :хрому. Кроме того, повьш1ение содержани  углерода создает услови  дл  образовани  в металле шва закалочных структу что также отрицательно сказьгоаетс  на пластических свойствах металла шва и при определенных услови х может привести к образованию трещин. Это требует предварительно подогрева основного металла перед сваркой, что приводит к ухудшению условий труда сварщиков и значительным затратам трудовых и энергетических ресурсов.

Известно также электродное покрытие 2 сварки коррозионно-устойчивых сталей, содержащее следующие компоненты, вес.%:

Мрамор18-22

Плавиковый

шпат12-20

Слюда2-5

Двуокись

титана25-30

Феррониобий6-10

Ферротитан6-10

Алюминий1-2

Иттрий1-2

Ферроцерий1-4

Магнезит1-10

ГлиноземОстальное

Известное покрытие позвол ет избе5 жать науглероживани  металла шва, так как содержание мрамора не превь шает 22%.

Использование известного покрыти  дл  сварки нержавекицих и, в частнос0 ти, хромистых сталей типа нецелесообразно , так как содержание в нем значительного количества двуокиси титана (25-30%) обеспечивает получение шлаковой защиты кислого 5 типа.

Кроме того, использование покрыти  приводит к повышенному содержанию в металле шва водорода и кислорода , и может привести к образованию 0 а металле шва газовых пор. Также водород снижает стойкость металла шва к раздшчным видам растрескивани  (водород1ые трещины, рыбий глйз и т.д.)

5 При сварке хромистых нержавеющих сталей ферритного и феррито-мартенситнрго класса, к которым относ тс  и стали 0813, снижение содержани  в металле шва водорода и кислорода 0 приобретает особое значение в силу того, что стали подобного класса имеют повышеннзпо склонность к растрескиванию после сварки.

Целью изобретени   вл етс  улуч- шение качества сварного соединени  . путем повышени  стойкости металла шва к растрескиванию после сварки : и уве чение его коррозионной стойкости .,

Дл  достижени  поставленной цели

состав электродного покрыти  преимущественно дл  сварки хромистых коррозионно-стойких сталей, содержащий мрамор, плавикошлй шпат, двуокись титана,Ферротитан, глинозем, иттрий, слюду, дополнительно содержит хром, марганец и поташ при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Мрамор17-23

Плавиковый

шпат28-32

Двуокись

титана18-22

Ферротитан 2-4 5 Глинозем4-6

Иттрий0,3-0,4

. СлюдаI ,7-6

Хром . 4-15

Марганец3-5

Поташ3-5

.Мрамор в покрытии (17-23%) содержитс  как шлако-газообразую.щий компонент и предназначен дл  обеспечени  на-т 5 дежной защиты метадла сварочной ванны от .вредного .вли ни  окружающей атмосферы.

ПРИ содержании его менее I7% возможно ухудшение газошлаковой защиты О зоны сварки и попадание в металл шва азота и кислорода из воздуха.

При введении мрамора более 23%. происходит науглероживание металла шва, что приводит к ухудшению качест- 15 ва и свойств сварного соединени ,

-Увеличение содержани  плавикового пшата до 28-32% обеспечивает образование шлака основного типа, устран ет возможность образовани  пор и охруп- 20 чивани  металла шва за счет более полного св зьгоани  водорода и удалени  его из зоны дуги,

При меньшем содержании плавикового шпата уменьшаетс  его положитель- 25 нов вли ние на качество металла шва, При введении его более 32% сказываетс  его антистабилизирующа  способность , что приводит к снижению устойчивости горени  дуги. Кроме того, зо плавиковый шпат уменьшает густоту шпака, С целью компенсации этого вредного воздействи  состав покрыти  содержит глинозем (4-6%) . Его тугоплавкие частицы способствуют полу- с чению более густого шлака, что положительно сказываетс  на качестве сварного шва и позвол ет производить сварку не только в горизонтальном положении,40

Дл  компенсации антистабилизирующего вли ни  фтора, содержащегос  в плавиковом шпате, в состав покрыти  введенпоташ (3-5%). В нем содержитс  калий, атомы которого имеют низкий .потенциал ионизации, что обесйечивает высокую стабильность горени  дуги,

I

Снижение содержани  двуокиси титана до 18-22% при одновременном , 50

увеличении содержани  плавикового шпата до .28-32% сделано с целью получени  электродного покрыти  основного типа. Целесообразность введени  в покрытие двуокиси титана в указан- 55 ных пределах св зана со стабилизирующим действием этого компонента. Кро- ..

ме того, двуокись титана  вл етс 

шлакообразующим компонентом, способствующим защите сварочной ванны от взаимодействи  с окружающей атмосферой .

При введении двуокиси титана в покрытие выше 22% может- сказатьс  способность этого компонента образовывать кисльте шлаки.

При содержании этого компонента менее 18% возможно ухудшение сварочно-технологических свойств электродов ,

В покрыти х основного типа необходимо присутствие дополнительного раскислител .

Роль раскислител  в предлагаемом, покрытии играет ферротитан, который вводитс  в количестве 2-4%,

Такое содержание ферротитана достаточно дл  раскислени  металла шва и долегировани  его титаном, что обеспечивает повьппение технологической прочности металла шва без образовани  трещин. Увеличение содержани  ферротитана в покрытии более 4% способствует повышению твердости наплйвленного металла и снижению его пластических свойств, При содержании ферротитана в покрытии менее 2% требуемый эффект не достигаетс ..

Марганец (3-5%) вводитс  также в качестве раскислител . Кроме того, происходит дополнительное легирование металла шва марганцем, что спог собствует его десульфации.

Хром вводитс  в количестве 4-15% ипредназначен дл  дополнительного легировани  металла шва, что приводит к увеличению его коррозионной стойкости.

Увеличение содержани  марганца более 5% и хрома более 15% приводит к чрезмерному увеличению содержани  этих элементов в металле шва, что может привести к ухудшению пластических свойств и технологической прочности металла шва.

Уменьшение содержани  марганца меньше 3% и хрома меньше 4% не позвол ет получить желаемого эффекта.

Иттрий содержитс  в покрытии в количестве 0,3-4%, Он  вл етс  активным раскислителем, очищает металл от неметаллических включений и придает ему глобул рную форму, благо.при тную с той точки зрени , что включени  округлой формы в меньшей степени вли ют на свойства металла шва. Кроме того, иттрий  вл етс  активным десульфатором, что приводи к очистке границ зерен. Иттрий так же способствует увеличению коррозионной СТОЙКОСТИ ферритного нержавеющего металла шва в водородсодер жащих и прочих активных средах. Ввведение иттри  более 4% приводит к содержанию его в металле, шва в количестве более 0,15%, в результате чего ухудшаютс  пластические свойства металлашва вследствие образовани  хрупких интерметалличес ких соединений с железом типа YFen YFe и др. При содержании иттри  в покрытии менее 0,3% он полностью выгорает пр сварке и не оказывает положительног вли ни  на свойства металла шва. Слюда (мусковит) содержитс  в электродном покрытии в количестве 1,7-6% в качестве пластификатора, необходимого дл  улучшени  технологичности покрыти  при нанесении его на электродные стержни методом опре совки. Кроме того, слюда улучшает сварочно-технологические свойства электродов за счет увеличени  стабильности горени  сварочной дуги. Такое комплексное содержание газо-шлакообразующих компонеитов в со четаиии с раскислител мй, стабилизаторами и легирующими элементами в указанных соотношени х позвол ет добитьс  хорошей газошлаковой защиты расплавленного металла, уменьшает в нем абсорбцию водорода, увел чивает коррозионную стойкость и тех нологическую прочность металла шва при высоких сварочно-технологических . показател х сварочных электродов . Дл  определени  свойств металла пша и сварных соединений изготовл ют три состдва покрытий электродов на сварочной проволоке опытного соетава типа .03-201. Составы покрытий ; приведены в табл. 1. Производ т сварку опытных пластин из стали . При сварке отмечено устойчивое горение дуги и малое разбрызгивание . Отделимость шлаковой корки отлична . Формирование наплавленного металла удовлетворительное. Химический состав-металла шва приведен в табл V 2. В табл. 3 приведены механические свойства сварных соединений. Термообработку после сварки не производ т. Металл пюа показывает высокую стойкость против различных видов растрескивани . Это подтверждаетс  металлографическими исследовани ми макро- и микрошлифов сварного соединени  . Микроструктура металла шва феррито-карбидна  с незначительным количеством мелкодисперсных включений глобул рной формы. Величина ферритного зерна в металле шва не превышает 4 балла шкалы. Коррозионна  стойкость сварных соединений определ етс  в 3%-ной среде NaCI, т.е. в среде, содержащей ионы хлора. Образцы размером 18015 х6 мм нагружают до 0,8 6-j- в трех точках на изгиб. После испытаний выполн ют металлографические исследовани . Установлено, что Металл шва известного состава более склонен к образованию трещин. Результаты исследований показывают , что при использовании электродного покрыти  составов I-III сварное содержание обладает лучшей стойкостью к растрескивании) после сварки и большей коррозионной стойкостью металла шва в сравнении с известным составом. Таблица

Плавиковый шпат Двуокись титана Глинозем

30 20 5

32 18 6

28 22 4

Claims (1)

1. СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ преимущественно для сварки хромистых коррозионно-стойких сталей, содержащий мрамор, плавиковый шпат, двуокись титана, ферротитан, глино зем, иттрий, слюду, отличавши й с я тем, что, с целью улучшения качества сварного ^;соёдинения путем повышения стойкости металла шва к растрескиванию после сварки и коррозионной стойкости металла шва, он дополнительно содержит хром, марганец и поташ при следующем соот-

   ношении компонентов вес.2: Мрамор Плавиковый шпат Двуокись титана Ферротитан Глинозем 17- 23 28-32 · 18- 22 2-4 4-6 ξ Иттрий Слюда . Хром °’³'⁴ I 1,7-6 J 4-15 (Л r- Марганец Поташ 3-5 I’’ 3-5 S ШВ& 0 4* CO no NO 4b >