SU1706817A1 - Состав шахты порошковой проволоки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сварке, в частности к сварочным материалам, а именно к порошковым проволокам, примен емым дл  сварки в защитных газах низколегированных высокопрочных сталей. Цель изобретени  - повышение механических свойств и производительности сварки. Состав шихты порошковой проволоки содержит , мас.%: рутиловый концентрат 11,5-30,0, металлургический магнезит 2,8- 6,0, кремнефтористый натрий 2,0-5.0, ферромарганец 10,5-13,5, ферросилиций 2,0-3,3, металлический хром 1,9-3.0, молибденовый порошок 1,95-2,85. электролитический никель 5,5-6,5 и железный порошок - остальное. В состав порошковой проволоки также введен электрокорунд в количестве 2,5-6,0 мас.%, дл  получени  шлаков с хорошими физико-химическими свойствами, обеспечивающими хорошее формирование шва в пространственных положени х. 4 табл. СО

Description

Изобретение относитс  к сварочным материалам дл  дуговой сварки, а именно к порошковым проволокам дл  сварки низколегированных высокопрочных сталей в среде защитных газов, и может быть использовано при автоматической и полуавтоматической сварке однослойных и многослойных швов в нижнем, горизонтальном на вертикальной плоскости и вертикальном положении с минимальным разбрызгиванием электродного металла.

Известны составы порошковых проволок , дл  сварки высокопрочных сталей в среде защитных газов, которые представл ют собой стальную оболочку, заполненную порошкообразной шихтой,  вл ющейс  сердечником этих проволок.

Данные порошковые проволоки предназначены дл  сварки металлоконструкций повышенной толщины (более 20 мм) с ограниченным пространственным положением сварных швов, выполн емых данными порошковыми проволоками и имеют достаточно большой процент разбрызгивани  электродного металла.

Известна проволока, сердечник которой содержит, мас.%:

Рутиловый концентрат14-23 Флюоритовый концентрат 7-12 Кремнефтористый натрий 2-6 Ферромарганец 6-10 Ферросилиций 1,5-4 Ферромолибден 1-2.5 Металлический хром 1-2.5

VI о о

00 VI

Никель4-9 Железный порошок Остальное Проволока, сердечник которой содержит шихту, указанного состава, успешно примен етс  дл  сварки металлоконструкций , однако она не пригодна дл  сварки в пространственных положени х, из-за большой массы шлака, образующегос  при плавлении проволок, не высока стойкость к гор чим трещинам, низка  прочность металла швов.

Цель изобретени  - повышение механических свойств металла швов и производительности сварки.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что шихта порошковой проволоки дл  сварки низколегированных высокопрочных сталей, содержаща  рутиловый концентрат, ферромарганец , ферросилиций, кремнефтори- стый натрий, металлический хром, электролитический никель, железный порошок , дополнительно содержит электрокорунд , металлургический магнезит, молибденовый порошок при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Рутиловый концентрат 11,5-30,0 Электрокорунд2,5-6,0 Металлургический магнезит 2,8-6,0 Кремнефтористый натрий 2,0-5,0 Ферромарганец 10,5-13,5 Ферросилиций 2,0-3,3 Металлический хром 1,9-3,0 Молибденовый

порошок1,95-2,85 Электролитический никель 5,5-6,5 Железный порошок Остальное При сварке порошковой проволокой, сердечник которой содержит указанную шихту, получают сварные швы с хорошим формированием, они имеют гладкую поверхность и плавный переход к свариваемому металлу. Швы равномерно покрыты шлаком , который легко удал етс . Разбрызгивание электродного металла незначительное. Швы отличаютс  высокой стойкостью к гор чим трещинам и высокой прочностью.

Проволока позвол ет производить сварку в различных пространственных положени х .

Введение в состав сердечника предлагаемой проволоки рутилового концентрата в указанных количествах позвол ет получить в процессе сварки шлак, легкоотдел ющийс  от поверхности шва, указанное количество рутилового концентрата обеспечивает высокую стабильность горени  дуги, способствует хорошему формированию

швов в различных пространственных положени х .

Снижение содержани  рутилового концентрата в составе сердечника порошковой

проволоки менее указанного нижнего предела недопустимо, так как при этом резко нарушаетс  стабильность горени  дуги, имеет место сильное разбрызгивание электродного металла, ухудшаетс  формировэние швов во всех положени х сварки.

Превышение верхнего предела приводит к захлестыванию дуги из-за большой массы жидкого шлака, подтекающего под дугу, ухудшению формировани  шва, снижению стойкости к гор чим трещинам.

Содержание кремнефтористого натри  в указанных количествах позвол ет надежно св зывать водород, наход щийс  в реакционной зоне в нерастворимые в металле

соединени  и обеспечивать высокую плотность швов, низкое содержание водорода в металле шва способствует его высокой стойкости к образованию холодных трещин. Снижение содержани  кремнефтористого натри  ниже указанного нижнего предела сопровождаетс  снижением стойкости металла швов к трещинам, в металле швов наблюдаютс  единичные поры.

Превышение верхнего предела сопровождаетс  увеличением размеров переносимых капель и сильным разбрызгиванием электродного металла.

Введение в состав сердечника порошковой проволоки электрокорунда позвол ет

получить шлак с хорошими физико-химическими свойствами, обеспечивающий хорошее формирование в пространственных положени х, так как относитс  к группе коротких шлаков. Снижение содержани  электрокорунда ниже указанного предела сопровождаетс  ухудшением формировани  швов в пространственных положени х. Увеличение содержани  электрокорунда выше указанного верхнего предела сопровождаетс  ухудшением формировани  швов, так как возрастает в зкость шлаков, которые по своим свойствам относ тс  к длинным, не пригодны дл  формировани  швов в вертикальном положении.

0 Введение в состав сердечника металлургического магнезита необходимо дл  обеспечени получени  основности шлака. что дает возможность регулировать содержание в металле неметаллических включе5 ний и получать высокие значени  ударной в зкости, особенно в области низких температур .

Снижение его содержани  ниже указанного предела сопровождаетс  снижением

ударной в зкости металла швов особенно при низких температурах.

Увеличение содержани  металлургического магнезита выше указанного верхнего предела сопровождаетс  ухудшением формировани  металла швов, увеличиваетс  разбрызгивание электродного металла.

Количество ферромарганца и ферросилици  вз то из расчета обеспечени  высокой пластичности металла шва. требуемой величины ударной в зкости. Снижение содержани  ферромарганца и ферросилици  ниже указанных пределов приводит к значительному снижению пластических характеристик сварного шва, возрастает склонность швов к гор чим трещинам. Введение этих элементов в количествах, превышающих верхние пределы, приводит к значительному снижению пластичности металла швов.

Молибден, введенный в состав сердечника порошковой проволоки, повышает стойкость металла швов к высоким температурам , стабилизиру  величину временного сопротивлени  разрыву, повышает ударную в зкость швов. Снижение содержани  молибдена сопровождаетс  уменьшением величины временного сопротивлени  разрыву при повышенных температурах. Увеличение его содержани  выше указанных пределов снижает стойкость металла швов к гор чим трещинам.

Использование молибденового порошка вместо ферромолибдена позвол ет снизить в металле шва содержание серы.

Электролитический никель введен с целью получени  высоких значений ударной в зкости в области низких температур. Снижение его содержани  ниже указанного предела сопровождаетс  ухудшением пластических характеристик при отрицательных температурах. Увеличение содержани  более указанного верхнего предела сопровождаетс  снижением пластичности шва.

Металлический хром введен дл  обеспечени  необходимого уровн  прочности металла. Снижение содержани  хрома ниже нижнего предела сопровождаетс  снижением прочности шва, увеличение выше верхнего предела снижает пластические характеристики при положительных и отрицательных температурах.

Пример. В процессе сварки используют порошковые проволоки, содержащие предлагаемые сердечники.

Диаметр проволок 1,6 мм. Стальна  оболочка 80% от общей массы проволоки и имеет следующий состав, мас.%: углерод 0,05; марганец 0.20; кремний 0,12; фосфор 0,015; сера 0,017.

Сварку образцов производ т в нижнем положении посто нным током обратной пол рности . Режим сварки: сварочный ток 350 А, напр жение дуги 25 В. 5

Составы порошковых проволок, выполненных согласно изобретению, приведены в табл. 1.

Металл швов, полученный при исполь0 зовании порошковых проволок, испытывалс  по ГОСТ 26271-89. Определ ли ударную в зкость, относительное удлинение, предел текучести, временное сопротивление разрыву , стойкость металла швов к трещинам,

5 а также физико-химическому-анализу дл  определени  содержани  газов - кислорода , водорода и азота в наплавленном металле .

Механические испытани  металла шва

0 проводили на образцах изготовленных по ГОСТ 6996-66 и ГОСТ 26271--84. Содержание кислорода, азота и остаточного водорода определ ли методом вакуум-плавки. Дл  иллюстрации преимуществ порош5 ковых проволок проведены сравнительные испытани  с известным техническим решением .

Результаты проведенных испытаний приведены в табл. 2-4.

0Сварку вертикального шва производили способом снизу-вверх на режимах, приведенных в табл. 4.

Из табл. 1-4 видно, что сварные швы, полученные при использовании за вленных

5 проволок, обладают высокими механическими характеристиками, низким содержанием газов, более высокой производительностью при сварке вертикальных швов (как наиболее показательное

0 пространственное положение). Результаты опробовани  порошковой проволоки по известному составу показали, что из-за большой массы шлака, образующегос  при плавлении, производительность сварки

5 проволокой ниже предлагаемой.

Технико-экономические преимущества использовани  предлагаемой порошковой проволоки заключаютс  в возможности использовани  предлагаемой марки дл  меха0 низированной сварки низколегированных высокопрочных сталей вы среде защитных газов в пространственных положени х сварных швов.

5 Ожидаемый экономический эффект (Э) на 1 т наплавленного металла за счет экономии на снижение трудоемкости сварочных работ (повышение производительности труда ) и трудоемкости при зачистке сварных швов и околошовной зоны от брызг наплавленного металла составит: 3 200+150-350 руб.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Состав шихты порошковой проволоки дл  дуговой сварки низколегированных высокопрочных сталей, содержащий рутиловый концентрат, кремнефтористый натрий, ферромарганец , ферросилиций, металлический хром, электролитический никель, молибден, железный порошок, отличающийс  тем, что, с целью повышени  механических свойств и производительности, при сварке сталей с пределом текучести более 580 МПа состав дополнительно содержит электрокорунд и магнезит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   5

   Рутиловый концентрат

   Электрокорунд

   Металлургический

   магнезит

   Кремнефтористый

   натрий

   Ферромарганец

   Ферросилиций

   Металлический хром

   Молибден

   Электролитический

   никель

   Железный порошок

   11.5-30,0 2.5-6,0

   2,8-6,0

   2,0-5,0

   10,5-13.5

   2,0-3,3

   1,9-3,0

   1,95-2,85

   5.5-6.5 Остальное

   Таблица 1

   Таблица 2

   Таблица 3