SU967753A1 - Состав электродного покрыти и способ изготовлени обмазочной массы дл покрыти сварочных электродов - Google Patents

Description

(54) СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ И СПОСОБ

ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБМАЗОЧНОЙ МАССЫ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ СВАРОЧНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ

1

Изобретение относитс  к сварке, в частности к сварочным материалам, а именно к составу электродного покрыти  .и к технологии его приготовлени .

Известен состав электродного покрыти  1 3, содержащий следующие компоненты , вес.%:

Газошлакообразующие компоненты51 -.60

Раскисл ющие и легирующие компоненты9-14 Неорганические пласт№-фикаторы 1-2 Сухой остаток натриевокалиевого силиката 7-8. Однако известный состав электродного покрыти  не обеспечивает достаточной ударной в зкости металла шва и стабильности горени  дуги на переменном токе.

Цель изобретени  - повышение ударной в зкости металла шва и стабильности горени  ауги на переменном токе, а также качества шва за счет снижени 

содержани  диффузионно-подвижного водорода .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что состав электродного покрыти , содержащий Газошлакообразующие компоненты, раскисл ющие и легирующие компоненты, органические пластиф жаторы, железный порошок и сухой остаток жидкого стекла (натриево-калиевого силиката) соде1 to жит дополнительно, по крайней мере, один компонент, выбранный из Группы: сол ва  ;кислота, карбонат аммони , хлористый аммоний и щавелева  кислота, и алюмин ево-магниевую лигатуру, при саедующем 15 соотношении компонентов, вес.%: Газошлакообразующие компоненты49-73

Раскисл ющие и легирующие компоненты14,3-16

20 Органические пластификаторы 0,5-1,5 Сухой остаток натриевокалиевого силиката7-8 Компонент, выбранный из группы: сол на  кислота, хлористый аммоний, щавелева  кислота0,О15-О,7 Алюминиево- л агниева  лигатура 0,5-0,8 Железный порошок Остальное В качестве газошлакообразующих компонентов состав электродного покрыти  содержит карбонаты щелочноземельных металлов в колуиестве 45-65 вес.% и фторвды щелочноземельных металлов в количестве 1-4 вес.%. В качестве газошлакообразующих компонентов состав электродного покрыти  содержит полевой шпат и рутиловый концентрат в количестве 3-4 вес% в соотношении 1:1. В качестве органических пластификаторов состав электродного покрыти  содержит карбоксиметилцеллюлозу и альгин ты. Известен способ изготовлени  обмазо ной массы дл  покрыти  сварочных электродов , при котором производ т дозирова ние компонентов покрыти  с последующим смещением их с жидким стеклом 2 В шихте, примен емой дл  изготовлени  электродов с покрытием основноговида , содержитс , как правило, значитель ное количество хшрбонатов и фторидов щелочных и щелочноземельных металлов, способных вступать во взаимодействие с жидким стеклом. В результате химического взаимодействи  св зующего с отдельными компо нентами шихты обмазочна  масса с течением времени тер ет свой технологические свойства, что приводит к нестабильному истечению массы из головки пресса, затрудн ет концентричное нанесение покрыти  на стержень, увеличиваетс  количество брака из-за дефектов покрыти  (трещины, вм тины и т.д.). Дл  компенсации отрицательного в;1ИЯ ни  процессов взаимодействи  жидкого стекла с компонентами шихты на технол гические свойства обмазочной массы и создание необходимого запаса пластично ти, обеспечивающего хорошее истечение ее вз головки электродообмазочного пре са и равномерного нанесени  на металлический стержень, в обмазочную массу ввод т пластифицирующие добавки минерального и органического происхождени  Известно применение минеральных пластифицирующих добавок, таких как бентонЕт, различные сорта глин, тальк, слюда мусковит, каустическа  сода и т.д. С2. Пластифицирующий эффект с применением указанных минеральных добавок достигаетс  за счет пластинчатой формы частиц или за счет частичной гидратации их в щелочной среде св зующего, обеспечивающее скольжение частиц обмазочной массы в процессе ее экструзии из головки пресса. Однако введение минеральных добавок в состав покрыти  электродов основного вида даже в небольших количествах сопр жено с ухудшением снарочно-технологических свойств электродов {склонность к образованию пор, фпокенов , холодных трещин), что обусловлено содержанием в минеральных добавках кристаллизационной и конституционной влаги, котора   вл етс  источником по-, ступлени  водорода в металл шва. В качестве органических штстиф жаторов при мен ютс  электродна  целлюлоза, карбок- симетилцеллюлоза, водорослева  мука. Органические добавки при приготовлении обмазочной массы частично раствор ютс  или набухают в жидком стекле и значительно повышают технологические свойства обмазочной массы. Недостатком прнменеТга  органичзскйл. пластификаторов в значительных количествах (более 2%)  вл етс  увелкч шле пористости покрыти  после термообрпботки электродов за счет выгораши т-тх, что в свою очередь, повышает .,эикч« ность покрыти . Цель изобретени  - улучшешае процес са удалени  влаги из покрыти  при сушке и повышение качества металла шва за счет пониженного содержани  диффузионноподвижного водорода. Поставленна  цель достигаетс  тем, что, согласно способу, при изготовлении обмазочной массы дл  сварочных электродов с дозированием компонентов покрыти  с последующим смещением их с жидким стеклом, при смещении компонентов , покрыти  с жидким стеклом в: замес добавл ют водные растворы кислот или их . солей в количестве 2,4-2,6 л на 1ОО кг сухой шихты. В качестве органических кислот приме н ют насыщенный водный раствор щавелевой кислоты, В качестве неорганических кислот примен ют водный раствор со;шной кислоты. 50 В качестве водных растворов солей неорганических кислот приметшют аммони углекислый или аммоний хлористый. Благодар  малому содержанию фторвдо в покрытии и благопри тному соотношению остальных компонентов электроды позвол  ют производить сварку вертикальных швов высокопроизводительным способом сверх вниз, причем сварку можно производить как на посто нном токе при пр мой пол р кости, так а на переменном токе. Небольшие добавки алюминиево-магни евого сплава (О,5-О,8) позвол ют повысить ударную в зкость металла швов при положительных и особенно при OTpvmaTenb ных температурах. В качестве легирующих и раскислителей использутс  одновременно ферросилиций и ферромарганец, составл ющие в сум ме 14,3-16,0%. Примеры конкретных составов покрыти  данных низководородных электродов, содержание диффузионного водорода в нап лавленном металле и мехатгческие свойства металла швов, сваренных , приведены в табл. 1-3. Содержание диффузионного водорода определено дл  электродов в модификации (1,2,3,9,10,11, 12 с минимальным и максимальным содержанием фторида кальци ). При осуществлении данного способа в результате взаимодействи  св зующего жидкого стекла с технологической добавкой в процессе мокрого смешивани  на поверхности частиц шихты образуетс  пле ка стойкого гел  кремнезема. Образовани пленок гел  кремнезема из части задаваемого жидкого стекла значительно повы шает технологические свойства обмазочной массы, что позвол ет полностью исключить при изготовлении электродов применение минеральных пластификаторов. Предлагаемый способ приготовлени  обмазочной массы заключаетс  в-следующем . Предварительно сЗ ешанную шихту, не содержащую минеральные пластификаторы, загружают в смеситель мокрого смешивани . Туда же задаетс  определенна  доза жидкого стекла. Массу перемешивают до состо ни , при котором достигаетс  рав номерное распределение жидкого стекла, после чего в смеситель с массой ввод т дозу одной из технологических добавок и вымешивают массу до необходимой кондиции . Количество вводт мой технологической добавки, необходимой дл  достижени  высоких технопогических свойств, выбира- 3.6 ют опытным путем (2,4-2,6 л на 10О кг сухой шихты), что обеспечивает образование достаточного количества гел  кремнезема из задаваемой дозы жидкого стекла (20-22% от массы шихты) и не приводит к значительному разрушению структуры жвдкого стекла. Оценка свойств обмазочной массы, приготовленной согласно предлагаемому и известному способам, проведена при изготовлении наиболее массовых электродов с покрытием основного вида марки УОНИ 13/55. Пример 1. Обмазочна  масса электродов марки УОНИ 13/55 (индекс У) готовитс  известным способом. В состав сухой шихты дл  улучшени  пластических свойств обмазочной массы ввод тс  минеральные пластификаторы в количестве 3% (слюда мусковит, поташ, сода) и органические пластификаторы (О,5-1,0% КМЦ). Предварительно смешанную сухую шихту массой 1 кг смешивают в бегунковом смесителе с различными дозами жидкого стекла (обычно примен емые при изготовлении данной марки электродов - ) натриевокалиевого типа стандартного модул  плотностью 1,42 г/см и в зкостью 170сПз, врем  смешивани  обмазочной массы 1О мин. Пример 2. Дл  приготовлени  обмазочной массы электродов марки УОНИ 13/55 (индекс ) примен етс  насыщенный водный раствор аммони  углекислого. В состав сухой шихты мт неральные пластификаторы не ввод тс , а количество органических пластифтжаторов составл ет 0,5%. Предварительно смешанную сухую шихту массой 1 кг смешивают в бегунковом смесителе с различными дозами жидкого натриево-калиевого стекла с характеристиками как в примере 1. После 1,0-1,5 мин смешени  сухой шихты с жидким стеклом вводитс  24-26 мл указанной технологической добавки на 1 кг сухой шихты. Врем  смешивани  обмазочной массы 10 мин. Пример 3. Дл  приготовлени  обмазочной массы электродов марки УОНИ 13/55 (индекс 2) примен етс  насыщенный водный раствор аммони  хлористого. Дальнейшие приготовлени  обмазочной массь провод тс  так же, как и в примере 2. Пример 4. Дл  приготовлени  обмазочной массы электродов марки УОШ 13/55 (индект 3) приктен етс  насьпденный водный раствор щавелевой кислоты. Дальнейшие приготовлени  о6к1 азочной массы производ тс  так же, как и в примере 2. Во врем  испытаний об аэочньтх масс оцениваетс  вли ние технологических добавок на давление истечени  обмазочной массы при посто нной скорости нагруже1ЙШ через калибровочное отверстие на капилл рном вискозиметре и определ ет с  пластическа  прочность обмазочной массы на коническом автопластометре. Лучшей считаетс  обмазочна  масса, котора  имеет наибольшую пластическую прочность при меньшем давлении истечени . Изменение дозировки жидкого стекла позвол ет выбрать оптимальное количество жидкого стекла дл  каждой обмазочной массы, при этом ббеспечиваюгс  ее высокие пластические свойства. Результаты - оценки пластических свойств обмазочных масс представлены на фиг. 1 -3 и габл. 4. Динамика удалени  влаги из покрыти  при температуре 7О + 5°С показана в табл. 5. Как видно из представленных результа тов испытаний, электроды с предлагаемым покрытием обеспечивают существенно меньшее содержание водорода в метал ле шва и более высокие значени  ударно i в зкости при отрицательных температурах . При сварке электродами с предлагаемым покрытием, улучшаютс  услови  тру да, повышаетс  надежность сварных конструкций за счет высокой пластичности металла швов, их малой склонности к образованию холодных трещин, в особенности при сварте сталей, частично закалива ющихс  в зоне термического вли ни , повышаетс  производительность сварки в 1, раза при выполнении швов, расположенных в вертикальной плоскости. Как видно из результатов испытаний, обмазочные массы приготовленные предагаемым способом, обладают большей пластической прочностью при меньшем авлении истечени , чем обмазочна  маоса , приготовленна  по известной технологии с применением мкнерапьньтх пластификаторов У, что свидетельствует об ИХ лучших технологических свойствах. Применение технологических добавок дл  приготовлени  обмазочных масс позвол ет сократить расход св зующего, необходимого дл  обеспечени  достаточной технологичности обмазочной массы. При обеспечении равного давлени  истечени  обмазочных масс расход жидкого стекла в случае применени  аммони  углекислого сокращаетс  на 5-10%. При термообработке покрытых электродов, покрытие которых составл ет обмазочна  масса, приготовленна  по данному способу , скорость удалени  влаги возрастает , при этом вспухание электродного покгыти  практически отсутствует, темп удалени  влаги го покрыти  с технологическими добавками, например насыщенный водный раствор щавелевой кислоты, и.1ше, чем из покрыти , приготовленного по известному способу. Высокий темп удалени  влаги обычно Вызывает вспухание электродного покрыти , что оказывает вли ние на качество электродов. Применение технологических добавок позвол ет обеспечить высокий темп сушки практически без вспухани  электродов. Так, например, если вспухание покрыти  контрольных электродов У составл ет О,22О ,25 мм, то в случае применени  технологической добавки 0,06-О,О8 мм. Полученные результаты дают основание рекомендовать применение предл гаQ foro способа приготовлени  обмазочной массы при производстве электроде с покрытием основного вида дл  дуговой сварки стали.

13

96775314

Таблица 4

Исходна  влажнсх ть покрыти  10,0%. Исходна  влажность покрыти  12,О%. Более высока  влажность вызвана применением водногчэ раствора технической добавки.

Т а

л к п а 15 изобретени  1. Состав электродного покрыти  дл  изготовлени  электродов, предназначенны дл  ручной дуговой сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей, содержащий г зошпакообразукгаше компоненты, раскисл ющие и легирующие компоненты, огранические пластификатор железный порошок и сухой остаток .раотвора натриево-калиевого силиката, от личающийс  тем, что, с пелью пои51шени  ударной в зкости металла шва и стабильности горени  дуги на ие ременном токе, а также повышени  качества пша за счет снижени  содерншни диффузионно-подвижного водорода, он дополнительно содержит, по крайней мер один компонент, выбранный из группы: сол на  кислота, карбонат аммони , хло ристый аммоний и щавелева  кислота, и алкминиево-магнйевую лигатуру при сле дующем соотношении компонентов, вес.% Газошлакообразующие компоненты49-73 Раскисл ющие и легирующие компоненты14,3-16 Органические ппастификаторьг 0,5-1,5 сухой остаток натриево- .калиевого силиката 7-8 Компонент, выбранный из группы: сол на  кислота, хлористый аммоний , щавелева  кж лота6 ,015-Jp,7 Алюминиево-магниева  лшатураО,5-О,8 Железный порошокОстальное 2. Состав по п. 1,о т л и ч а ющ и йен тем, что в качестве газошл кообразующих компонентов он содержит карбьнаты щелочноземельных металлов количестве 45-65 вес.% и фториды щел ноземельных металлов в количестве 14 вес.%. 316 3.Состав по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что в качестве газошлакообразующих компонентов он содержит полевой шпат и рутиловый концентрат в количестве 3-4 вес.% в соотношении 1:1. 4.Состав по п. 1, отличающий с   тем, что,в качестве opraHWr ческих пластификаторов он содержит карбоксиметшшюпозу и альгинаты, 5.Способ изготовлени  обмазочной, массы дл  покрыти  сварочных элeкtpoдоЕ , при котором производ т дозирование компонентов покрыти  с последующим смещением их с жидким стеклом, отличающийс  тем, что , с целью улучшени  процесса удалени  влаги из покрыти  при сушке и повышени  качества ме- талла .шва, при с лещении компонентов покрыти  с жидким стеклом в замес добавл ют водные растворы кислот или их солей в количестве 2,4-2,6 л на 10О кг сухой шихты. 6.Способ по п. 5; о т л и ч а ю щ и и с   тем, что в качестве органических кислот примен ют насыщенный водный рартвор щавелевой кислоты. 7.Способ по п. 5,1 отличающийс  TeMJ что в качестве неорганических кислот пршлен ют водный раствор сол ной кислоты, 8.Способ по п. 5, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что в качестве водных растворов.солей неорганических кислот примен ют аммоний углекислый или аммоний хлористый. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР ,№250345, кл. В 23 К 35/365, 1968, (прототип). 2.Справочник по сварке. Под ред. Е.В. Соколова. Т. 1, М., Машиностроение , I960, с, 97 (прототип).

т

т

А -1

а-

о -3

N.

Количество )иидког0 стекм, . 2

.

И ее в -. м

fo ifrnui4 J)iou чшэонжоуд

Claims (8)

1. Формула изобретения

   1. Состав электродного покрытия для изготовления электродов, предназначенных для ручной дуговой сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей, содержащий газошлакообразуюпгие компоненты, раскисляющие и легирующие компоненты, огранические пластификаторы, железный порошок и сухой остаток раотвора натриево-калиевого силиката, о т личающийся тем, что, с целью повышения ударной вязкости металла шва и стабильности горения дуги на переменном токе, а также повышения качества шва за счет снижения содержания диффузионно-подвижного водорода, он дополнительно содержит, по крайней мере^ один компонент, выбранный из группы: соляная кислота, карбонат аммония, хлористый аммоний и щавелевая кислота, и алюминиево-магнйевую лигатуру при следующем соотношении компонентов, вес.%: Газошлакообразующие компоненты 49-73

   Раскисляющие и легирующие компоненты 14,3-16

   Органические пластификаторы 0,5-1,5

   Сухой остаток натриево-калиевого силиката 7-8 Компонент, выбранный из группы: соляная кислота, хлористый аммоний, щавелевая кис— лота Алюминиево-магниевая лигатура Железный порошок
2. 2. Состав по п. 1*о т щ и й с я тем, что в качестве газошлакообразующих компонентов он содержит карбонаты щелочноземельных металлов в количестве 45—65 вес.% и фториды щелочноземельных металлов в количестве 1— 4 вес.%.

   0,015-0,7

   0,5-0,8 Остальное ли ч а ю10
3. 3. Состав по π. 1, о т л и ч a ro- ni и й с я тем, что в качестве газошлакообразующих компонентов он содержит полевой шпат и рутиловый концентрат в количестве 3-4 вес.% в соотношении 1:1.
4. 4. Состав по π, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что,в качестве органических пластификаторов он содержит карбоксиметилпюлозу и альгинаты.
5. 5. Способ изготовления обмазочной. массы для покрытия сварочных электродов, при котором производят дозирование компонентов покрытия с последующим , смешением их с жидким стеклом, отличающийся тем, что,' с целью улучшения процесса удаления влаги из покрытия при сушке и повышения качества ме- талла . шва, при смещении компонентов покрытия с жидким стеклом в замес добавляют водные растворы кислот или их солей в количестве 2,4-2,6 л на 100 кг сухой шихты.
6. 6. Способ по п. 5; о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве органических кислот применяют насыщенный^: водный раствор щавелевой кислоты.
7. 7. Способ по п. 5, отличающийся TeMj что в качестве неорганических кислот применяют водный раствор соляной кислоты.
8. 8. Способ по п. 5, отличаю щ и Й с я тем, что в качестве растворов.солей неорганических применяют аммоний углекислый моний хлористый.

   водных кислот или ам35