SU1433709A1

SU1433709A1 - Шихта порошковой проволоки

Info

Publication number: SU1433709A1
Application number: SU864195582A
Authority: SU
Inventors: Иосиф Самуилович Иоффе; Вера Ивановна Зеленова; Валерий Алексеевич Матвеев; Олег Иванович Стеклов; Александр Сергеевич Петров; Гинда Савельевна Лазовская
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт По Монтажным И Специальным Строительным Работам
Priority date: 1986-12-10
Filing date: 1986-12-10
Publication date: 1988-10-30

Abstract

Изобретение относитс к сварке, в частности к составам шихты самозащитной порошковой проволоки дл сварки арматуры из высокоуглеродистой стали и узлов железобетонных конструкций . Цель изобретени - повьшение прочности металла сварного шва при сварке арматуры. Шихта порошковой проволоки содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: плавиковый шпат 15-20,- рутил 9-12, мрамор 2-4; глинозем 3-7; ферромарганец 3-4; фер- ротитан 1,5-2,8; ферросилиций 2-3; кремнефтористый натрий 2-4; алюминиевый порошок 1,5-2,8; железный порошок - остальное. При этом отношение алюминиевого порошка к глинозему сос- тйвл ет 0,4-0,5, отношение ферроти- тана к рутилу 0,16-0,23, а суммарное содержание алюминиевого порошка и фер- ротитана 3,8-4,3 мас.%. Выбранное соотношение металла к окислу позвол ет получить шлак нужной основности и с хорошими рафинирующими свойствами. Это приводит к получению пластичного металла сварного шва даже при отрицательной температуре. Выбранное суммарное содержание алюмини и ферротитана приводит к улучшению сварочно-технологи- ческих свойств порошковой проволоки и улучшает пластично-в зкие характеристики металла сварного шва. Упрочнение металла сварного шва происходит за счет образовани мелкодисперсных нитридов титана и алюмини . 2 табл. S (Л 4: 00 СО О со

Description

Изобретение относитс к сварке, в частности к составам самозащитной порошковой проволоки дл сварки армату- - ры из высокоуглеродистой стали и узлов железобетонных конструкций.

Цель изобретени - повышение прочности металла сварного шва при сварке арматуры.

Упрочнение металла сварного шва Q при сварке предлагаемой шихтой арматуры в инвентарных формах происходит за счет образовани мелкодисперсных нитридов титана и алюмини , которые образуютс в результате реакции вза- jg имодействи азота воздуха с алюминием и титаном , наход щимс в активной форме в жидком металле.

Активна зона сварочной ванны при сварке стыков арматуры значительно 20 больше, чем при сварке погонных швов. Уменьшенное количество газообразующих (мрамор 2-4) по сравнению с проволоками , примен емыми дл сварки погонных швов, интенсифицирует процесс аб- 25 сорбции азота на поверхности активной .зонь. Усилие перехода титана и алюмини в металле шва обеспечиваетс наличием в наполнителе компонентов, состо щих из окислов этих металлов - Q глинозема и рутила. Наличие этих элементов тормозит реакцию окислени титана и алюмини .

Выбранное отношение металла к его

алюминиевый порошок . . 35 окислу: -Улинозем- -

0,5 и Ф..Р. 0,16-0,23 объ сн рутил

етс тем, что увеличение количества 40 окислов этих элементов, т.е. уменьшение отношени содержани металла к его окислу соответственно 0,4 и 0,16, приводит к уменьшению основности шлака, ухудшенизо его рафиниру- 45 ющей способности, что вызьшает уменьшение ударной в зкости металла шва особенно при отрицательной температуре .

лг50

Уменьшение количества окислов,

т.е. увеличение отношени содержани металла к окислу соответственно 0,5 и 0,23 приводит к усилению окислени титана и алюмини кислородом воздуха , засорению металла шва эндоген- , ными включени ми, что также ведет к резкому ухудшению пластических характеристик металла шва.

14337092

Увеличение cyi iapHoro количества алюмини и ферротитана более 4,3% приводит к легированию этими элементами металла шва, что резко ухудшает пластично-в зкие характеристики металла шва. MeHbttiee, чем 3,8% количество этих компонентов приводит к ухудшению сварочно-технологических свойств

проволоки, в частности к повьшгению склонности к порообразованию.

Пределы содержани вводимого глинозема определ ютс из услови замедлени окислени ..свободного алюмини , достаточного дл получени необходимого количества нитридов алюмини . Возрастание присутстви глинозема , 7% ухудшает стабильность горени дуги и формирование шлака.

Плавиковый шпат обеспечивает рафинирование металла шва от мелкодисперсных неметаллических включений. Нижний предел содержани выбран из услови по влени эффекта от введени плавикового шпата. Увеличение его содержани свыше 20% приводит к ухудшению формировани шва и ста- . бильности горени дуги.

Мрамор в данной шихте выполн ет традиционную роль газообразующего. Уменьшение его содержани ниже 2% приводит к снижению газовой защиты, - а увеличение сверх 4% приводит к повышенному разбрызгиванию.

Ферромарганец и ферросилиций выполн ют традиционную роль легир ующих добавок, обеспечива пластичность и прочность металла матрицы (самой стали без соединений титана и алюмини ). Нижние пределы выбраны из услови по влени эффекта от введени ферромарганца и ферросилици . Введение этих компонентов сверх указанного верхнего предела приводит к повьштен- ному трещинообразованию.

Кремнефтористый натрий введен .в состав шихты дл св зьгоани водорода в нерастворимые в металле шва и. удал емые в газовую фазу соединени HF, Содержание кремнефтористого натри менее 2% не обеспечивает св зи всего водорода с фтором, что приводит к возникновению пор. При содержании кремнефтористого натри сверх 4% приводит к повьш1енному содержанию в сварочной аэрозоли вредных дл организма оператора фтористых соединений.

Плавиковый шпат обеспечивает рафинирование металла шва от мелкодисперсных неметаллических включений. Нижний предел содержани выбран из услови по влени эффекта от введени плавикового шпата. Увеличение его содержани свыше 20% приводит к ухудшению формировани шва и ста- бильности горени дуги.

Мрамор в данной шихте выполн ет традиционную роль газообразующего. Уменьшение его содержани ниже 2% приводит к снижению газовой защиты, а увеличение сверх 4% приводит к повышенному разбрызгиванию.

Ферромарганец и ферросилиций выполн ют традиционную роль легир ующих добавок, обеспечива пластичность и прочность металла матрицы (самой стали без соединений титана и алюмини ) Нижние пределы выбраны из услови по влени эффекта от введени ферромарганца и ферросилици . Введение этих компонентов сверх указанного верхнего предела приводит к повьштен- ному трещинообразованию.

Введение железного порошка обеспе- чир-аег необходимую производительность наплавки.

В лаборатории сварочных материалов произведено 22 партии проволок диаметром 0 2,8 мм и коэффициентом заполнени К 28t,%. Состав шихты по- рошсовой проволоки каждой партии приведен в табл.1.

Дл испытани свойств проволоки всех партий провор т сварку вертикальных стьков арматуры 0 36 мм в мед- ную инвертарную форму ка режиме: V 320-35 м/ч, ток посто нный, обратной пол рности, и 30-35В, ICB - 40-45А.

Пригодность каждой партии оцениваетс из услови , что предел прочности

наплавленного металла б. бОО МПа, отнов

сительное удлинение на образцах типа П / 718%, ударна в зкость образцов типа IX (Шарпи) при составл ет а 7 6 Дж/см. Оцениваютс стабиль- ность горени дуги, отделимость и формирование шлака, формирование, шва, образование пористости.

Испытани сварочно-технологических свойств всех партий проволок показы- вают,чтО партии 1,2,19 и 20, 24, 25, 26 отвечают предъ вл емым требовани м . Парти 3 имеетб 600 МПа, наб- людаетс нестабильность механических свойств (см.табл.2); партии 4 и 10 - уменьшение относительного удлинени наплавленного металла, охрупчивание пша; 5 и 8 - ухудшение формировани шва; 6 и 7 - ухудшение отделимостр шлакаI 9 - охрупчивание шва; 11 - снижение пластичности;,- 12 - повьш1ен- ное разбрызгивание; 13 - повышенна склонность к пористости при сварке непрокаленной проволоки; 14 - усиленное выделение в аэрозоль ;фтористых соединений; 15 - снижение пластичности; 6 увеличенное выделение в аэрозоль марганцевых соединений; 17 - снижение предела npO4HOCTH6g 600Mna;

18 - снижение пластичности, охрупчи- вание шва; 21 и 22 - повышенное по- ристообразование, снижение сварочно- технологических свойств.

За прототип прин та шихта порошковой проволоки СП-5. При сварке преде прочности металла продольного шва бд 600 МПа. При сварке в инвентарные формы из-за дезактивации молибдена бд снижаетс до 550 МПа, что приводит к хрупкому излому образцов.

Предлагаема шихта позвол ет получить предел прочности металла продольного шва 6g 670 Ша, а при сварке в инвентарные формы йр 600 МПа,

Claims

Формула изобретени

Шихта порошковой проволоки, преимущественно дл сварки арматуры, из высокоуглеродистой стали, содержаща плавиковый шпат, рутил, мрамор, ферромарганец ,, ферротитан, алюминиевый и железный порошок, отличаю- щ.а с тем, что, с целью повьшге- ни прочности металла сварного шва при сварке арматуры, шихта дополнительно содержит глинозем, ферросилиций и кремнефтористый натрий, при следующем соотношении компонентов, мае. %:.

Плавиковый шпат 15-20 Рутил9-12

Мрамор2-4

Глинозем3-7

Ферромарганец3-4

Ферротитан1,5-2,8

Ферросилиций2-3

Кремнефтористый натрий2-4

Алюминиевый порошок 1,5-2,8 Железный порошок Остальное при этом отношение алюминиевого порошка к глинозему составл ет 0,4- 0,5, отношение ферротитана к рутилу составл ет 0,16-0,23, а суммарное содержание алюминиевого порошка и ферротитана составл ет 3,8-4,3 мас.%.

Т ,2

Относительное удлинение , %

Ударна в зкость, тип IX, Шарпи, Дж/см2

Предел прочности стьаса арматуры, МПа

620

610

20 75 55 40

620