SU1107996A1

SU1107996A1 - Состав электродного покрыти

Info

Publication number: SU1107996A1
Application number: SU833599780A
Authority: SU
Inventors: Валерий Дмитриевич Кассов; Владимир Михайлович Карпенко; Григорий Борисович Билык; Виктор Анатольевич Пресняков; Александр Григорьевич Гринь
Original assignee: Краматорский Индустриальный Институт
Priority date: 1983-06-06
Filing date: 1983-06-06
Publication date: 1984-08-15

Abstract

1. СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ дл сварки коррозионно-стойких сталей, содержащий плавиковый шпат, ферромарганец, феррониобий, хром, иттрий, алюминий, соду кальцинированную , бентонит, отличающийс тем, что, с целью повышени коррозионной стойкости сварных швов в неокислительных кислых агрессивных растворах и увеличени коэффициентов перехода легирующих элементов в металл шва, состав дополнительно содержит марганцевый шлам, мартеновский шлак и углекислый барий при следующем соотношении компонентов , мас.%: Ферромарганец 2-4 Феррониобий 3-8 Хром3-5 Иттрий1-3 6-9 Алюминий Сода кальци1-3 нированна Бентонит 1-3 Марганцевый 22-27 шлам 8-12 Мартеновский шлак 5-7 Углекислый барий Плавиковый шпат Остальное 2. Состав по п. 1, отличающ и и с тем, что марганцевый шлам содержит следующие компоненты , мас.%: 13-15 Карбонат кальци 3-4 Карбонат кали Смесь бикарбоната кали и едко15-20 го кали Марганцевокислый 3-4 калий 8-10 Пиролюзит 2-2,5 Окись алюмини 2,5-3,5 Окись хрома 1-2 Окись железа О Силикаты Остальное 3. Состав по п.1, с т л и ч а ющ и и с тем, что мартеновский шлак содержит следующие компоненты, а мас.%: Окись кальци 22-27 Окись магни 12-18 Кремнезем 15-25 Окись марганца 6-9 Закись железа Остальное

Description

Изобретение относитс к сварке в частности к электродным покрыти примен е 4ым при ручной дуговой с ке коррозионно-стойких сталей , Известен состав электродного п крыти П 3 содержащий компоненты в следующем соотношении, мас.%: Магнезит3-9 Плавиковьй шпат 5-12 Рутиловый концентрат8-25 Железньй порошок 20-60 Хром1-15 Феррониобий 1-8 Слюда1-6 Ферротитан 5-10 Гематит3-10 Поташ0,3-1,0 Однако этот состав покрыти не обеспечивает достаточной коррозион ной стойкости металла сварочного шва в неокислительных агрессивных химических средах. Известен также состав электрод покрыти 23, содержащий компоненты в следующем соотношении, мас.%: Мрамор35-42 Плавиковый шпат 35-46 Ферромарганец 3-6 Феррониобий3-8 Хром5-8 Иттрий1-3 Алюминий1-3 Сода кальцинированна 1-3 БентЬнит1-3 Недостатком этого покрыти вл етс низка коррозионна стойкость металла шва в неокислительны кислых агрессивных растворах. Кром того известное соотношение газошла кообразующих компонентов покрыти не обеспечивает высоких коэффициен тов перехода легирующих элементов в металл шва в св зи с повьщ1енным содержанием в покрытии мрамора и вследствие этого высокого окислите ного потенциала газовой фазы. Большое количество газошлакообразующих материалов ведет к увелич нию потерь легирующих элементов вследствие застревани их в шлаке Целью изобретени вл етс повы шение коррозионной стойкости сварн швов в неокислительных кислых агре сивных растворах и увеличение коэф циентов перехода легирующих элемен в металл шва. Указанна цель достигаетс тем, что состав электродного покрыти , содержащий плавиковьй шпат, ферромарганец , Феррониобий, хром, иттрий, алюминий, соду кальцинированную, бентонит, дополнительно содержит марганцевый шлам, мартеновский шлак и углекислый барий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Ферромарганец 2-4 Феррониобий3-8 Хром3-5 Иттрий1-3 Алюминий6-9 Сода кальцинированна 1-3 Бентонит1-3 Марганцевый шлам 22-27 Мартеновский шлак 8-12 Углекисльш барий 5-7 Плавиковьй шпат Остальное Марганцевый шлам представл ет собой отход производства перманганата кЗли и имеет следующий химический состав, мас.%: Карбонат кальци 13-15 Карбонат кали 3-4 Смесь бикарбоната кали и едкого кали .15-20 Марганцевокислый калий3-4 Пиролюзит8-10 Окнсь алюмини 2-2,5 Окись хрома 2,5-3,5 Окись железа1-2 Силикаты . Остальное Совместное введение в покрытие марганцевого шлама и углекислого бари уменьшает температуру диссоциации смеси ВаСо-+ СаСО + К. + KHCOj-i- МпО и тем самым предотвращает взрывной характер газообразовани и обеспечивает его равномерность. Это позвол ет обеспечить хорошее качество защиты жидкого металла ванны от атмосферы воздуха при меньшем количестве газошлакообразующих компонентов в покрытии. При этом .снижаютс окислительньй потенциал газовой фазы, разбрызгивание электродного металла и повышаютс коэффициенты перехода легирующих элементов. Наличие окислов алюмини и хрома в шлаке в результате расплавлени марганцевого шлама способствует увеличению перехода алюмини и хрома в наплавленньй металл.

Мартеновский шлак имеет следующий химический состав, мас.%:

Окись кальци 22-27 Окись магни 12-18 Кремнезем15-25

Окись марганца 6-9 Закись железа Остальное Как показали результаты экспериментов , целесообразно примен ть мартеновский шлак с серым камневидным изломом. Шлак, имеющий кристаллический или стекловидный излом, нежелателен , так как окислы металлов из него восстанавливаютс труднее.

Введение добавок мартеновского шлака активизирует процесс десульфурации металла шва. Это вызвано наличием в мартеновском шлаке значительнго количества основных окислов, СаО, МпО, MgO, FeO, что приводит к росту константы равновеси между шлаком и металлом, и обеспечивает более полный переход серы из металла в шлак. Уменьшение загр зненности металла шва серой способствует повышению его коррозионной стойкости.

Кроме того, совместное введение в состав покрыти мартеновского шлака , углекислого бари и марганцевого шлама позвол ет получить многокомпонентный состав СаО - MgO MnO - FeO - Cr 0 - K.0 - BaO, который имеет хорошую смачивающую способность шлака. Благодар этому, несмотр на значительное снижение углекислого газа в атмосфере дуги, жидкий металл сварочной ванны и электродных капель надежно защищен от проникновени азота из окружающей среды.

Наход щиес в составе мартеновского шлака и марганцевого шлама и FeO вл ютс исходными материалами дл протекани экзотермических реакций с алюминием. В результате выдел етс дополнительное количество теплоты, которое повьш1ает эффективность плавлени покрыти , обеспечивает большую равномерность его плавлени со стержнем, что приводит к повышению производительности процесса сварки.

Содержание марганцевого шлама и углекислого бари в указанных пределах вл етс оптимальным дл обеспечени снижени разбрызгивани электродного металла и повьш1ени коэффициентов перехода легирующих элементов .

Введение в состав покрыти мартеновского шлака наиболее целесообразно в диапазоне 8-12%. Уменьшение содержани менее 8%, например 7%, не обеспечивает соответствующей чистоты наплавленного металла по сере. Увеличение мартеновского шлака в составе покрыти более 12%, например 14%, приводит к противоположному эффекту - насыщению металла шва серой.

Введение ферромарганца в количестве 2-4% обеспечивает хорошее раскисление сварочной ванны.

. Плавиковый шпат - традиционный газошлакообразующий компонент. Его содержание в указанных количествах снижает растворимость газов в металле шва и повьш1ает жидкотекучесть шлака, что оказывает положительное воздействие шлака на расплавленный металл сварочной ванны. Легирование металла шва феррониобием и хромом в указанных количествах обеспечивает химическую равнопрочность сварного соединени и основного металла.

Иттрий в количестве 1-3% способствует снижению содержани , газов ( 0 , N2 ) и уменьшению количества неметаллических включений в металле шва. Содержание иттри в составе

покрыти менее 1%, например 0,5%, недостаточно дл обеспечени дегазации по кислороду и азоту, соответствующей чистоты от неметаллических включений и коррозионной стойкости наплавленного металла. Увеличение содержани иттри более 3%, например 3,5%, не дает значительного положительного эффекта, а стоимость электродов увеличиваетс .

Повышенное содержание алюмини в покрытии по сравнению с прототипом св зано со стремлением сохранить иттрий в металле шва и более полно использовать его рафинирующие и модифицирующие свойства. Нар ду с раскисл ющей способностью алюминий участвует в экзотермической реакции, повьш ает температуру сварочной ванны , что способствует увеличению интенсивности ее дегазации. Кроме того, содержание алюмини менее 6%,например 5% ,ограничивает протекание экзотермических реакций. Наличие в . составе покрыти кальцинированной соды и бентонита в указанных диапазонах позвол ет повысить пластичность обмазочной массы, снизить склонность покрыти к образованию трещин при опрессовке и прокалке электродов , Конкретные составы электродного покрыти с соответствующим содержанием компонентов приведены в табл.1. Изготовлены электроды по указанным п ти составам. В качестве: св зующего использовали жидкое калиево-натриевое стекло с модулем 2,2-3,0 плотноетью 1,25-1,3 мг/м. Покрыти наносились на металлические стержни из проволоки марки Св-06Х19Н9 диаметром 3 мм методом опрессовки.

Наплавку выполн ли на пластине из стали Х18Н10 посто нным током обратной пол рности(ток дуги.80-90 А). Составы электродных покрытий П-1У обеспечивают хорошие сварочно-технологические свойства электродов: разбрызгивание минимальное, отделимость шлака хороша , наплавленный металл . не имеет пор, трещин и других дефектов . Дл определени коэффициентов перехода легирующих элементов выполн ли 5-6-слойные наплавки и определ ли содержание легирующих элементов в последнем слое. Расчет коэффициента перехода производили по отношеРезультаты испытаний представлены в та,бл. 2.

Таким образом, предлагаемые составы электродного покрыти

(11-1У) позвол ют повысить коррозионную стойкость сварных швов в неокислительных кислых агрессивных растворах и коэффициенты перехода легирующих элементов по сравнению С прототипом .

Применение дл сварки электродов с указанным покрытием обеспечивает повышение работоспособности сварных конструкций дл аппаратурного оформлени технологических процессов с использованием химических растворов в широком диапазоне концентраций, обладающих высокой коррозионной агрессивностью .

Таблица 1 нию содержани легирующего элемента в наплавленном металле к его концентрации в электроде. Дл проведени испытаний на коррозионную стойкость изготовл ли образцы 20x20x8 мм. Определ ли также содержание серы в наплавленном металле, В тех же услови х испытывали электрод известного состава покрыти , прин того за прототип.

Ферромарганец

Феррониобий

Хром

Иттрий

Алюминий

Сода кальцинированна

Бентонит

Марганцевый шла Мартеновский шл Углекислый бари Плавиковый шпат

5 9 2

4 8 3 3 9

3

2 3 5 1 6

5 4 2 7

3,5 10

0,5

1 1

2 2

3 3

0,5 29 14

27

25

2 8 7

12

10

4 22,5

5

6

27

34

Claims

1. СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ для сварки коррозионно-стойких сталей, содержащий плавиковый шпат, ферромарганец, феррониобий, хром, иттрий, алюминий, соду кальцинированную, бентонит, отличающийся тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости сварных швов в неокислительных кислых агрессивных растворах и увеличения коэффициентов перехода легирующих элементов в металл шва, состав дополнительно содержит марганцевый шлам, мартеновский шлак и углекислый барий при следующем соотношении компонен-

тов, мас.%: Ферромарганец 2-4 Феррониобий 3-8 Хром 3-5 Иттрий 1-3

Алюминий 6-9 Сода кальци- нированная 1-3 Бентонит 1-3 Марганцевый шлам 22-27 Мартеновский шлак 8-12 Углекислый барий 5-7 Плавиковый шпат Остальное 2. Состав по п.1, о т л и ч а ю- щ и й с я тем, что марганцевый шлам содержит следующие компонен- ты, мас.%: Карбонат кальция 13-15 Карбонат калия 3-4 Смесь бикарбо- § ната калия и едко- К го калия 15-20 Л/) Марганцевокислый у— калий 3-4 I^я— Пиролюзит 8-10 g Окись алюминия 2-2 5 ^С Окись хрома 2,5-3,5 Окись железа ^1-2 S Силикаты Остальное 3. Состав по п.1, о т л и ч а ю- щи й с я тем, что мартеновский шлак S© содержит следующие компоненты, С© мае.%: Окись кальция 22-27 Окись магния · 12-18 Кремнезем 15-25 Окись марганца 6-9 Закись железа Остальное

Указанная цель достигается тем, что состав электродного покрытия,