SU1113231A1 - Состав сварочного материала дл сварки стальных конструкций,металлизированных слоем алюмини - Google Patents

Abstract

СОСТАВ СВАРОЧНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СВАРКИ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ , МЕТАЛЛИЗИРОВАННЫХ СЛОЕМ АЛЮМИНИЯ, содержащий мрамор , рутиловый концентрат, плавиковый шпат, ферромарганец, кремнефтористый натрий, железную окалину, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  сварочно-технологических свойств электрода при применении электродного покрыти , состав дополнительно содержит двуокись циркони , слюду, железный порошок, при следующем соотношении компонентов, мае. % МраморI2--18 Рутиловый концентрат 5-15 Плавиковый шпат10-15 Кремнефтористый натрий 4-8 Железна  окалина24-28 Ферромарганец6-12 Двуокись циркони 2-5 Слюда3-6 Железный порошокОстальное (Л с

Description

СлЭ

ю

О9

Изобретение относитс  к сварке, в частности , к сварочным материалам дл  сварки стальных конструкций, металлизированных слоем алюмини .

Известен состав 1) электродного по )рыти , содержащий следующие компоненты , мае ./о: Ру

Рутиловый концентрат 7-20 Ферромарганец8-12

. Ферротитан1-16

Ильменитовый концентрат 35-60 Алюминиевый порошок 1-8 Слюда5-12

Целлюлоза1,5-2

МраморОстальное

Данный электрод содержит экзотермическую смесь в покрытии в виде алюминиевого порошка и ферротитана в качестве восстановителей и ильменнтового концентрата как окислител , но при данном соотношении компонентов не прнгоден дл  сваркн стали, металлизированной слоем алюмини , так как не обладает необходимой окислительной способностью, что приводит к значительному переходу алюмини  из покрыти  основного металла в сварочной шов, в результате чего ухудшаютс  пластичнов зкие свойства сварного шва и отделимость шлака.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  керамический флюс дл  механизированной сварки стальных конструкций с алюминиевым покрытием 2, содержащий следующие компоненты/ мас.%:

Мрамор4,0-8,0

Рутнл5,0-10,0

Плавиковый шпат20,0-30,0

Ферросилиций0,4-2,0

Ферромарганец0,6-3,0

Марганцева  руда2,0-8,0

Окалина. 12,0-16,0

Волластонит11,0-30,0

Окись хрома4,0-8,0

Никель5,0-9,0

Крем нефтористый натрий 4,0-8,0

Однако данный керамический флюс не может примен тьс  при ручной дуговой сварке стальных конструкций, металлнзированных слоем алюминн .

Целью изобретени   вл етс  улучшение сварочно-технологическнх свойств электрода при применении сварочного материала в качестве электродного покрытн  при сварке стальных конструкций метаЛлизованных слоем алюмнни .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что состав сварочного материала, содержащий Мрамор. рутилх}вый концентрат, плавиковый шпат, ферромарганец, кремнефторнстый натрий, железную окалину, при применении материала- в качестве электродного покрытн  дополнительно содержит двуокись циркони , слюду, железный порошок при следую1ием соотношении компонентов, мас./о: Мрамор12-18

Рутильный концентрат 5-15 Плавиковый шаат10-15

Кремнефтористый натрий 4-8 Железна  окалина24-28

Ферромарганец6-12

Двуокись циркони 2-5

Слюда3-6

Железный порошокОстальное

Железна  окалина в покрытии обеспечивает активное протекание окислительного процесса 3FeO + 2AI А1, (аналогично с и FejQ,, позвол ющего вывести алюминий, попадающий в сварной шов из покрыти , свариваемого металла путем окислени  его и удалени  получаемого окисла АЦОз в шлак. Это дает возможность избежать ухудшени  пластичнов зких свойств сварного шва и отделимостн шлаковой корки из-за значительного перехода алюмини  из покрыти  в сварной шов при стальных металлоконструкций, металлизированных алюминием.

Окалина, по сравнению с другими окислнтел ми , например гематитом, ильменитом , имеет более низкое содержание в ее составе сыре и фосфора,  вл ющихс  вредными примес ми, а обеспечивает дополнительное легирование сварного шва никелем, хромом и другими элементами при использованин окалины от сталей, легированных этими элементами, например 34ХН1М, 34ХНЗМ, 18ХН4МА. Кроме того, окалина  вл етс  отходом производства стальных заготовок, дешева  и недефицитна .

Процентное содержание вводимой в

электродное покрытие окалины определено

из расчета, чтобы ее масса составл ла с

расплавн емым алюминиевым покрытием

отношение 3,5:1-4,1 и обща  масса получаемой экзотермической смеси не превышала 35% массы покрыти  электрода.

Такое количество окалины позвол ет окислить почти весь алюминий покрыти .

При большом процентном содержании получающейс  экзотермической смеси повышаютс  потери металла на испарение и разбрызгивание ввиду более интенсивного протекани  экзотермической реакции.

Наличие в по; рытии электрода кремнефтористого натри  и плавикового шпата способствует образованию раннего 1йлакового расплава, увеличивает жидкотекучесть , улучшает кроющую способность шлака , предотвращает рбразованне пор, повыщает в зкость металла сварного шва. Кремнефтористый натрий благопри тно вли ет и на процесс расплавлени  металлических составл ющих покрыти .

taK как переход  в жидкое состо ние, он повышает электропроводность покрыти  электрода. При содержании кремиефтористого натри  менее 4% и плавикового шпата менее эффект от их введени  про вл етс  незначительно. При введении кремнефторида натри  более 8% и плавикового шпата более шлак становитс  чрезмерно жидкотекучнм, неравномерно покрывает сварной шов. Кроме того, дальнейшее повышение содержани  плавикового шпата и кремиефторида натри  ограничено услови ми устойчивого горени  дуги н вы делением вредных газов при сварке.

Введение в состав покрыти  двуокиси циркони  обеспечивает хорошую шлаковую защиту, позвол ет снизить газонасыщенность металла сварного шва, что существенно повышает его пластичность.

Нижний предел содержани  двуокиси Циркони  (2/о) выбран из услови  по влени  эффекта от ее введени ; При введении двуокиси циркони  свыше 5°/о массы покрыти  по вл етс  опасность образовани  пор.

Пределы содержани  ферромарганца (6-12%) выбраны из расчета получени  содержани  марганца в металле сварного шва в пределах 0,9-1,1%, что дает минимальное количество неметаллических включений и обеспечивает высокие значени  ударной в зкости (при сварке стальных металлоконструкций с алюминиевым покрытием). Пределы содержаии  мрамора в покрытии (12-18%) определены из услови  обеспечени  надежной газовой защиты с одной стороны и ограничение количества газошлакообразующих компонентов с другой.

Пределы содержани  рутилового концентрата (5-15%) выбраны из условий хорошего формировани  сварного шва. Прин та  газошлакообразующа  основа мрамор - плавиковый шпат - рутиловый кон-, центрат в сочетании с двуокисью циркони , кремнефтористым натрием и образующейс  в процессе сварки окисью алюмини  создает стабильный комплекс поверхностных свойств расплавов шлака и металла, обеспечивающий удавление окисла алюмини  из металла в шлак, надежную газо- шлаковую защиту и хорошее формирование металла шва при сварке стальных конструкций, металлизированных алюминием, слоем 200- 300 мкм.

Слюда в выбранных пределах содержани  ее в покрытии (3-6%) обеспечивает высокую пластичность обмазочной массы при опрессовке электродов, стабилизирует горение дуги, снижает разбрызгивание металла , .участвует в шлакообразовании, защища  жидкий металл от водорода и азота воздуха.

Содержащийс  в г:окрытии железный порошок yBejiH4HBaeT коэффициент наплавки и электропроводность покрыти .

По указанным п ти, составам, а также по известному составу tlj, изготовлены электроды по технологии, не отличающейс  от известной. В качестве св зуюп;его использовалось жидкое калие - натриевое стекло (20% к массе сухой шихты) с модулем 2,7- 3,0, плотностью 1.45-1,52.

Покрыти  наносились на металлические стержни из проволоки СВ-08А методом опрессовки . Коэффициент массы покрыти  0,4 сваривают стыковым швом пластины 10х 100x300 мм нз стали Ст 3 сп (0,15%С; 0,55% Мп; 0,25Si; 0,02%Р; 0,03%S). покрытие слоем алюмини  толщиной 200-300 мкм методом электродугового напылени .

Сварку производ т на посто нном токе обратной пол рности в два прохода электродами диаметром 4 мм в диапазоне режимов (табл. 1).

Химическим анализом определ ют содержание алюмини , серы, фосфора в металле сварного шва.

Конкретные составы электродных покрытий приведены в табл. 2..

Определ ют ударную в зкость на образцах типа У1 по ГОСТ 9669-66.

Определ ют отделимость ш.паковой корки путем приложени  ударной нагрузки со стороны корн  шва сваренной пластины и отнесени  площади отделившегос  шлака к работе удара. Температура сварного шва при определении отделимости шлаковой корки составл ет 450°С.

Усредненные результаты испытаний приведены в табл. 3.

Испытани  показывают, что данное электродное покрытие об./1адает значительно больщей окислительной способностью по отношению к алюминию покрыти  свариваемого металла, о чем свидетельствует ;снижение 3 3-6 раз содержани  алю-. мини  в сварном шве, что обеспечивает i увеличение почти в два раза ударной в зкости , по сравнению с показател ми, палученными дл  электродного покрыти  извест

кого состава (I). В 2 раза снижаетс  содержание фосфора в металле шва,  вл ющегос  вредной примесью.

В 2,5 раза улучшаетс  отделимость щлаковой корки.

Пониженные показатели, выход щие за допустимые пределы по ударной в зкости, полученные дл  составов I и 5, позвол ют сделать вывод о правильности выбранных пределов содержани  компонентов.

Таблица 1

Компоненты электродного

Мрамор

Рутиловый концентрат

Плавиковый шпат

Кремнефтористый натрий

Окалина

Ферромарганец

Двуокись циркони 

Слюда

Железный порошок

Таблица 2

Содержание покрытий, масо%

19

6

16

9

23

13

1

2

1 1

ТаблицаЗ

Claims (1)

1. СОСТАВ СВАРОЧНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СВАРКИ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ, МЕТАЛЛИЗИРОВАННЫХ СЛОЕМ АЛЮМИНИЯ, содержащий мра- мор, рутиловый концентрат, плавиковый шпат, ферромарганец, кремнефтористый натрий, железную окалину, отличающийся тем, что, с целью улучшения сварочно-технологических свойств электрода при применении электродного покрытия, · состав дополнительно содержит двуокись циркония, слюду, железный порошок, при следующем соотношении компонентов, мае. %

   Мрамор 12—18 Рутиловый концентрат 5—15 Плавиковый шпат 10—15 Кремнефтористый натрий 4-8 Железная окалина 24—28 Ферромарганец 6—12 Двуокись циркония 2—5 Слюда 3—6 Железный порошок Остальное

   ιεζειιι ns