SU1400833A1 - Порошкова проволока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сварочным материалам дл  сварки чугуна и может быть применено дл  заварки дефектов чугунного лить , а также дл  сварки чугуна. Цель - снижение склонности сварного соединени  к образованию трещин и пор, снижение потерь на угар и разбрызгивание при сварке. Порошкова  проволока (ПП) состоит из медной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей компоненты при следующем соотношении (в мас.%): ферросилиций 1,0-1,5; плавиковый шпат 2-3; лантан 0,8-2; бор 0,2-0,7; никель 70- 76; алюминий 1,3-2; хром 5-15; бор- фтористый натрий 8-10; плавлена  бура 2-2,5. Коэффициент заполнени  ПП 23%. Соотношение буры плавленой и натри  борфтористого в составе ПП должно составл ть 1:4. При этом соотношении температура плавлени  сплава буры плавленой и натри  борфтористого 270°С. Прокалка при t 300-320°С после изготовлени  ПП скрепл ет между собой частички порошка шихты. Дла- виковый шпат начинает раствор тьс  в расплаве буры плавленой и натри  бор- фтористого. В результате расплав затвердевает и закупоривает поры сердечника . При остывании ПП воздух не может попасть в сердечник. В процессе сварки натрий борфтористый выдел ет фторид бора, защищающий зону сварки. Лантан способствует удалению серы из жидкого металла. Элементы-карбидооб- разователи улучшают смачивание графита чугуна жидким металлом, измельчают зерно. Упрочнение шва происходит за счет образовани  алюминида никел . 2 табл. с € (Л

Description

1 14

Изобретение относитс  к сварочным материалам дл  сварки чугуна и может быть применено дл  заварки дефектов чугунного лить , а также дл  сварки чугуна.

Цель изобретени  - снижение склонности сварного соединени -к образованию трещин и пор, снижение потерь на угар и разбрызгивание при сварке.

Ферросилиций в порошковой проволоке применен в качестве раскислител , графитизатора, ферросилиций способствует смачиванию графита жидким металлом сварочной ванны. При содержа- НИИ ферросилици  менее 1% его вли ние не про вл етс  в должной степени, при содержании ферросилици  более 1,5% снижаетс  пластичность наплавленного металла.

Плавиковый шпат снижает содержание водорода в металле шва, отшпаковывает .тугоплавкие окислы алюмини , кремни  При содержании плавикового шпата ме

зованию трещин в металле шва, так как в данном случае отсутствует окисление этих элементов кислородом, то необходимо применение лантана дл  удалени  из них шва. Углерод св зываетс  в карбиды, в том числе карбид бора. Мелкодисперсные карбиды бора, лантана , кремни   вл ютс  центрами кристаллизации и способствуют измельчению зерна сварного шва.

При содержании бора менее 0.2% его вли ние недостаточно, при содержании бора более 0,7% ухудшаетс  обрабатываемость наплавленного металла.

Никель обеспечивает аустенитную структуру шва, раствор ет в себе железо , преп тствует образованию структур отбела, никель раствор ет водород в большей степени, чем железо, поэтому преп тствует образованию пор в металле шва, так как водород оказываетс  растворенным в металле шва и не вьщел етс  в виде пузырьков. Ни

нее 2% в металле шва по вл ютс  поры, 25 «ель образует с алюминием соединение

увеличиваетс  разбрызгивание, при содержании плавикового шпата более 3% ухудшаетс  стабильность горени  дуги.

Лантан св зывает серу и фосфор, переход щие из чугуна в металл шва, и способствует их удалению из металла , шва. Лантан модифицирует металл шва, измельчает его структуру, способствует совместно с ферросилицием и хромом смачиванию углерода чугуна жидким металлом ванны, таким образом лантан преп тствует трещинообразова- нию в сварном шве.

При содержании лантана менее 0,8% указанные эффекты не про вл ютс  в достаточной степени. При содержании лантана более 2% увеличиваетс  расход лантана без дальнейшего улучшени  свойств металла шва.

Бор служит активньм раскислителем, раствор  сь в жидком металле ванны он реагирует с кислородом, преп тству  реакции кислорода с углеродом, переход щим из чугуна, а также кислорода с фосфором и серой, переход щими из чугуна. Так как при реакции кислорода с серой, углеродом и фосфором образуютс  газообразные окислы, при реакции бора с кислородом - легкоплавкий окисел бора, то отсутствует выделение газов из сварочной ванны, а следовательно, уменьшаетс  разбрызгивание . Сера и фосфор  вл ютс  вред- ньми примес ми, способствующими обра

алюминид никел , которое повьш1ает прочность шва. При содержании никел  менее 70% в шве возможно возникновение трещин. При содержании никел  бо- лее 76% заметного улучшени  свойств сварного шва не наблюдаетс , расход никел  увеличиваетс .

5

0

5

5

Алюминий совместно с никелем упрочн ет металл шва, он - активный раскислитель, который совместно с бором преп тствует кипению сварочной ванны и, соедин  сь с кислородом, дает тугоплавкую окись алюмини , котора  частично поднимаетс  на поверхность , частично создаетс  в металле шва, служа центрами начала кристаллизации . При содержании алюмини  менее 1,3% снижаетс  прочность .сварного шва. При содержании алюмини  более 2% в металле шва по вл ютс  шлаковые включени .

Хром  вл етс  карбидообразующим элементом, св зывающим углерод, он улучшает св зь металла шва с углеродом чугуна. Тугоплавкие окислы хрома совместно с окислами лантана, алюмини  повышают в зкость шлака, улучшают его кроющую способность, что обеспечивает меньшее насыщение металла шва газами и способствует снижению угара и разбрызгивани  электродного металла при многопроходной сварке. Оптимальное содержание хрома 5-15%,

при содержании хрома менее 5% не достигаютс  желаемые эффекты.

Бура плавлена   вл етс  пшакооб- разующим компонентом, отшлаковывающим окислы меди, никел , и способствует смачиванию чугуна жццким металлом, что обеспечивает хорошее формировани сварного пва. Натрий борфтористый служит раскислителем и шлакообразую- щим компоне нтом, способствующим от- пшакованию окислов кремни , алюмини  Предварительно бура плавлена  сплавл етс  с натрием борфтористым, затем после остывани  полученный сплав дроб т и в виде порошка ввод т в состав порошковой проволоки. Отношение буры плавленой к натрию борфтористому 1:4 тогда температура плавлени  их сплава около 270°С. При прокаливании порошковой проволоки после ее изготовлени при 300-320 С сплав плавитс , при этом вследствие нагрева содержащийс  в проволоке воздух расшир етс  и выходит из проволоки.

Плав щийс  сплав буры плавленой и натри  борфтористого частично заполн ет поры между частицами порошка, скрепл ет частицы порошка между собой , закупоривает проходы дл  воздуха . Однако в процессе прокаливани  жидкий сплав солей раствор ет третью соль - плавиковый шпат. Раствор  сь в сплаве буры и борфтористого натри  плавиковый шпат повьш1ает их температуру плавлени , что приводит к затвердеванию сплава солей и фиксации частиц порошка в нем. Таким образом при прокалке проволоки идут три процесса: удаление частиц воздуха за счет его расширени  при нагреве, плавление сплава буры плавленой и натри  борфтористого и смачивание им частиц порошка, застывание сплава и фиксаци  частиц порошка в нем вследствие растворени  в сплаве плавикового шпата.

Таким образом, затвердевание сплава буры плавленой и натри  борфтористого происходит при температуре прокалки проволоки, поэтому, когда после прокалки она остывает, поры оказываютс  закупоренными и не заполн ютс  воздухом, вследствие чего сердечник имеет пониженное содержание воздуха.

При горении дуги распад натри  борфтористого ведет к образованию газообразного фтористого бора, который

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

и создает защитную атмосферу дуги. Фтористый бор  вл етс  восстановителем , что при минимальном содержании воздуха в проволоке обеспечивает в целом восстановительную атмосферу в зоне горени  дуги. При этом отсутствует кипение сварочной ванны, снижаетс  разбрызгивание металла, улучшаетс  формирование сварного шва.

Оптимальное содержание натри  бор- фтористого 8-10%, при содержании его менее 8% ухудшаетс  формирован ие шва, при содержании его более-10% снижаетс  стабильность горени  дуги. Бура плавлена  должна содержатьс  S пределах 2-2,5%, при ее содержании вне этих пределов повьш1аетс  температура плавлени  сплава солей - натри  бор- фтористого и буры плавленой, что мешает удалению воздуха из сердечника порошковой проволоки, Изготавливают порошковые проволоки трубчатого сечени  диаметром 3,2 мм. Конкретные составы порошковых проволок приведены в табл, 1,

Дп  изготовлени  порошковой проволоки примен етс  медна  лента марки М1 сечением 0,6 к 15 мм. Выполн етс  сварка пластин из чугуна марки С412-28 на следукнцих режимах: напр жение на дуге 37-40 В, ток дуги 160- 180 А, пол рность обратна ,

В табл, 2 приведены технико-экономические показатели предлагаемой и известной порошковых проволок.

Как.следует из приведенных данных, предлагаема  порошкова  проволока обеспечивает лучшее качество сварного шва, меньшие потери на угар и разбрызгивание , чем известна . При содержании компонентов в порошковой проволоке больше или меньше оптимальных технико-экономические показатели порошковой проволоки ухудшаютс .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Порошкова  проволока, преимущественно дл  сварки чугуна, состо ща  из медной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей ферросилиций и плавиковый шпат, отличающа с  тем, что, с целью снижени  склонности сварного соединени  к образованию трещин и пор, снижени  потерь на угар и разбрызгивание при сварке, шихта дополнительно содержит никель, ланЛантан

   Бор

   Никель