SU1268350A1

SU1268350A1 - Electrode coating composition

Info

Publication number: SU1268350A1
Application number: SU843846182A
Authority: SU
Inventors: Александр Иванович Кретов; Виктор Григорьевич Хохлов; Леонид Петрович Мойсов; Борис Петрович Бурылев; Николай Николаевич Кирьяков
Original assignee: Кубанский государственный университет
Priority date: 1984-12-12
Filing date: 1984-12-12
Publication date: 1986-11-07

Abstract

Изобретение относитс к материалам дл . электродуговой сварки и может быть использовано как покрытие электродов дл сварки ответственных конструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей, работающих при отрицательных температурах.Целью изобретени вл етс улучшение .сварочно-технологических свойств электродов и снижение температуры перехода металла шва в хрупкое состо ние. Сварочно-технологические свойства улучшены за счет введени 0,1 0 ,2 мас.% щавелево-кислого щелочного металла,1-3 мас.% слюды и 0,52 мас.% талька.Лигатура фторид - металл в количестве 3-7 мас.% улучшает свойства металла шва при низких температурах. Газошлакообразующа ос (Л нова покрыти - мрамор, плавиковый шпат, кварц. Покрытие содержит ферс: росплавы и оксалат кальци . 4 з.п. ф-лы, 3 табл.The invention relates to materials for electric arc welding and can be used as an electrode coating for welding critical structures of low carbon and low alloy steels operating at negative temperatures. The invention aims to improve the welding and technological properties of the electrodes and reduce the transition temperature of the weld metal to a brittle state. The welding-technological properties are improved due to the introduction of 0.1-0.2% by weight of an oxalic acid alkali metal, 1-3% by weight of mica and 0.52% by weight of talc. Fluoride ligature is a metal in an amount of 3-7% by weight. % improves the properties of the weld metal at low temperatures. Gas-slag-forming wasps (L coating - marble, fluorspar, quartz. The coating contains fers: melts and calcium oxalate. 4 Cp. F-crystals, 3 table.

Description

Изобретение относитс к материалам дл электродуговой сварки и может быть использовано как покрытие электродов, предназначенных дл ;.сварки особо ответственных конструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей, работающих при отрицательных температурах. Цель изобретени - улучшение сварочно-технологических свойств электродов и снижение температуры перехода металла шва в хрупкое состо ние . Введение щавелево-кислых щелочных металлов в состав фтористо-кальцевого покрыти значительно улучшает формирование швов на низких плотност х тока в вертикальном положении Это достигаетс за счет уменьшени межфазного нат жени между металлом и шлаком, что приводит к уменьшению диаметра переносимых капель металла Эти добавки повышают также стабильность горени дуги на низких плотност х тока. Причем их содержание в пределах 0,1-0,2 мас.% вл етс опти мальным. Увеличение их содержани в покрытии более 0,2 мас.% ухудшает технологичность изготовлени (смесь быстро затвердевает) , а уменьшение. Менее 0,1 мас.% не дает положительного эффекта. Введение талька и слюды в состав фтористо-кальцевого покрыти снижает чувствительность электродов к образованию козырька, что св зано с изменением физнко-химических свойств покрыти и улучшением опрессовываемости электродов. Содержание талька и слюды в пределах 0,5-2,0 и 1-3 мас.% соответственно вл етс наиболее оптимальным. При меньшем содержании не достигаетс положитель ный эффект, а при большем содержании отмечаетс нестабильное горение дуги и наличие козырька. В сварочном производстве известно использование флюорита. Использование металлического кальци ограничено из-за растворимости его в железе и относительно низкой температуры кипени кальци , поэтому добавление металлического кальци может приводить к его большим потер м в основном за счет окислени ,; кроме того он имеет большое средство к кислороду , сере и фосфору, поэтому может использоватьс как раскислитель, де50-2 сульфуратор, а также как легирующий элемент. С целью лучшего усвоени кальци вводитс лигатура фтористый кальций - кальций или другие системы галогенидов ШЗМ и РЗМ со щелочноземельными и радко-земельными металлами . Дл снижени давлени пара кальци целесообразно добавл ть кремний, который вл етс хорошим раскислителем , а использование комплексных раскислителей приводит к снижению неметаллических включений и быстрому переходу их в шлаковую фазу, что обеспечивает высокое качество шва сварочной конструкции. Таким образом, применение лигатру галогенидов металлов (ЩЗМ-РЗМ) - металл позволит использовать все положительные физико-химические характеристики металлов и предохран ть их от преждевременного окислени или испарени .и быстрее ввести активный металл в зону свариваемого металла , а также улучшить технологические свойства сварки из-за увеличени электропроводности промежутка дуги изза электропроводтапс ионов MeF и Me Кроме того, введение лигатур фторидметалл позвол ет снизить температуру перехода в хрупкое состо ние. Причем при введении лигатуры фторид - металл происходит более равномерное распределение легирующих или модифицирующих добавок, например кальци , чем при введении металлических лигатур (силикокальций). Происходит меньшее выгорание элементов, имеющих большее сродство к кислороду. Содержание лигатуры фторид - металл в количестве 3-7 мас.% наиболее рационально . Меньшее содержание не вли ет на температуру перехода в хрупкое состо ние, а большее содержание ухудшает формирование шва. Состав лигатуры, мас.%: CaF 75-80; Са 15-20. Состав покрыти электродов приведен в табл.1. С использованием электродных покрытий состава (табл.1) изготовлены электроды диаметром мм в количестйе по 50 кг каждого варианта. В качестве св зующего используют натриево-калиевое жидкое стекло. Испытани провод т с целью определени механических свойств металла шва и сварочно-технологических свойств опытных электродов. Сваривают пластины из-стали Ст.Зп толщиной 12 мм и кольцевые трубные стыки диаметром 168 мм толщиной стенки 10 мм.The invention relates to materials for electric arc welding and can be used as a coating for electrodes intended for the welding of especially important structures made of low carbon and low alloy steels operating at negative temperatures. The purpose of the invention is to improve the welding-technological properties of the electrodes and reduce the transition temperature of the weld metal to a brittle state. The introduction of oxalic acid alkali metals into the fluorine-calcium coating significantly improves the formation of welds at low current densities in a vertical position. This is achieved by reducing the interfacial tension between the metal and slag, which leads to a decrease in the diameter of the transferred metal droplets. These additives also increase the stability arc burning at low current densities. Moreover, their content in the range of 0.1-0.2 wt.% Is optimal. An increase in their content in the coating of more than 0.2 wt.% Impairs the manufacturability (the mixture hardens quickly) and a decrease. Less than 0.1 wt.% Does not give a positive effect. The introduction of talc and mica into the composition of the fluorine-calcium coating reduces the sensitivity of the electrodes to the formation of a visor, which is associated with a change in the chemical and chemical properties of the coating and an improvement in the crimping of the electrodes. The content of talc and mica in the range of 0.5-2.0 and 1-3 wt.%, Respectively, is the most optimal. With a lower content, a positive effect is not achieved, and with a higher content, unstable arc burning and the presence of a visor are observed. In welding production, the use of fluorite is known. The use of metallic calcium is limited due to its solubility in iron and a relatively low boiling point of calcium, therefore the addition of metallic calcium can lead to its large losses mainly due to oxidation; In addition, it has a great agent for oxygen, sulfur and phosphorus, so it can be used as a deoxidizing agent, a 50-2 sulphurizer, and also as an alloying element. In order to assimilate calcium, a ligature of calcium fluoride — calcium or other SHZM and REM halide systems with alkaline-earth and radically-earth metals is introduced. To reduce calcium vapor pressure, it is advisable to add silicon, which is a good deoxidizing agent, and the use of complex deoxidizing agents leads to a reduction in non-metallic inclusions and their rapid transition to the slag phase, which ensures high quality of the weld of the welding structure. Thus, the use of metal halide ligatures (SCHZM-RZM) - metal will allow you to use all the positive physicochemical characteristics of metals and prevent them from premature oxidation or evaporation. And to introduce active metal into the zone of the metal being welded faster, and also to improve the technological properties of welding - due to an increase in the electrical conductivity of the arc gap due to the electrical conduction of MeF and Me ions. In addition, the introduction of fluoride metal ligatures reduces the transition temperature to brittleness. Moreover, with the introduction of a fluoride-metal ligature, a more uniform distribution of alloying or modifying additives, such as calcium, occurs than with the introduction of metal ligatures (silicocalcium). There is less burnout of elements that have a greater affinity for oxygen. The content of the ligature fluoride - metal in the amount of 3-7 wt.% The most rational. A lower content does not affect the temperature of transition to a brittle state, and a higher content affects the formation of a seam. The composition of the ligature, wt.%: CaF 75-80; Ca 15-20. The coating composition of the electrodes is shown in Table 1. Using electrode coatings of the composition (Table 1), electrodes with a diameter of mm in a quantity of 50 kg of each variant were made. Sodium-potassium water glass is used as a binder. The tests are carried out to determine the mechanical properties of the weld metal and the welding and technological properties of the test electrodes. Weld plates made of steel St.Ward thickness of 12 mm and annular pipe joints with a diameter of 168 mm wall thickness of 10 mm.

В качестве источника питани используют преобразователь ПСО-500. Сварочный ток составл ет дл сварки в вертикальном положении 100-130 А, а дл нижнего положени 160-200 А.A PSO-500 converter is used as a power source. The welding current is 100-130 A for welding in a vertical position, and 160-200 A for a lower position.

Результаты испытаний механических свойств наплавленного металла приведены в табл.2.The test results of the mechanical properties of the weld metal are given in table 2.

Из табл.2 следует, что ударна в зкость наплавленного металла при отрицательных температурах увеличиваетс более чем в два раза, снижа температуру перехода металла шва в хрупкое-состо ние.It follows from Table 2 that the impact strength of the weld metal at negative temperatures increases more than twofold, lowering the transition temperature of the weld metal to the brittle state.

Электроды с предлагаемым покрытием технологичны в изготовлении, т.е. обеспечиваетс легкость нанесени обмазочной массы на стержень электрода и обладают хорошими сварочно-технологическими свойствами , представленными в табл.3.Electrodes with the proposed coating are easy to manufacture, i.e. It provides ease of applying a coating mass on the electrode rod and have good welding and technological properties presented in Table 3.

При сварке злектродами с предлагаемым составом покрытий наблюдаетс улучшенное формирование швов на низких плотност х тока в вертикальном положении, стабильное горение дуги, а также исключаетс образование козырька. When welding with electrodes with the proposed coating composition, improved formation of welds at low current densities in a vertical position, stable arc burning, and also the formation of a visor is observed.

Изготовление электродов с указанным покрытием не требует изменени известной технологии и может использоватьс дл широкого внедрени в практику строительно-монтажных организаций .The manufacture of electrodes with the specified coating does not require a change in the known technology and can be used for the widespread introduction of construction and installation organizations into practice.

Claims

1. The composition of the electrode coating for welding low carbon and low 263 504

alloyed steels containing marble, fluorspar, quartz, ferrotitanium, ferromanganese, ferrosilicon, calcium oxalate, are distinguished by the fact that, in order to improve the welding-technological properties of the electrodes and reduce the transition temperature of the weld metal to brittle, it additionally Co10 holds an oxalic acid alkali metal, talc, mica and fluoride metal ligature in the following ratio, wt.%:

Marble48-50

15 Fluoric

spar 18.4-22 Quartz3-6

Ferrotitanium 8-12 Ferromanganese 3-5 20 Ferrosilicon 3-5 Calcium oxalate 0, 25-0,5 Alkaline oxalate

25 metal0,1-0,2

Mica1 -3

Talc0.5-2

Ligature fluoride metal 3-7

thirty

2. The composition of pop. 1, which is also distinguished by the fact that oxalic acid sodium in an amount of 0.1-0.2 wt.% Is taken as the alkali acid alkali metal.

35 3. Composition pop. 1, distinguishing between and and with -the, that as oxalic acid alkali metal is taken oxalic acid potassium.

4. Composition of pop. 1, differing from 40 and with the fact that fluoride metal as a ligature takes ligature of CaFj - Ca.

5. The composition, according to claim 1, is also the fact that fluoride - metal as a ligate of MgF - Mg is used as the alloy.

Table 1

Table .3

Medium scaly Stable No

t

Small scale that e

Medium scaly

t

There is no