Склад порошкового дроту

Склад порошкового дроту, що містить оболонку із маловуглецевої сталі і порошкоподібну ши хту, яка містить фторид барію, фторид літію, двоокис кременю, оксид кальцію, гематит, алюміній, магній, C2 1 3 71039 4 Алюміній 4-15 Присутність у ши хті карбонату літію в зазначеМагній 3-12 них кількостях та співвідношенні з іншими матеріМарганець 2-9 алами шихти покращує газовий захист зони плавОкисні і фториди металів, переважно окисні лення металу при зварюванні, дозволяє знизити кремнію, кальцію і фториди барію, літію за точкою вміст азоту в наплавленому металі до рівня 300 зору авторів є газозахисними матеріалами і вклюррт, покращує стабільність горіння дуги за рахунок чені до складу шихти разом із сполученнями оксивисоких іонізуючих властивостей оксиду літію, дів металів для зниження поглинання вологи з який утворюється при дисоціації карбоната. При повітря в процесі зварювання. зменшенні вмісту даного компонента в шихті погіТакий склад порошкового дроту для зварюршуються захисні властивості дроту, а при збільвання конструкцій із низьколегованих сталей відшенні вмісту підвищується розбризкування метаповідно до опису дозволяє підвищити зварювальлу, що призводить до погіршення зварювальноно-технологічні властивості порошкового дроту технологічних властивостей. Для одержання напри зварюванні у різних просторових положеннях. дійного бездефектного шва метал додатково легуПри зварюванні конструкцій із сталей із межею ється комплексними сплавами, що місять нітридотекучості від 385 до 550 МПа рівень холодостійкоутворюючий елемент-алюміній та цирконій, які сті металу зварного шва є недостатнім через відзв'язують азот у твердому розчині у нітриди. Алюсутність у даному складі ши хти дроту компонентів міній та цирконій у шихту вводять у вигляді порошіз високими модифікуючими властивостями. Це ків алюмомагнію, фероалюмоцирконію та алюмопризводить до зменшення опірності металу шва кальцію. Необхідність введення алюмінію у вигляді крихкому руйнуванню і працездатності зварного алюмомагнію обумовлена тим, що при зварюванні з'єднання конструкцій. Наявність у ши хті значної відкритою дугою в металі шва присутня значна кількості алюмінію призводить до погіршення плакількість кисню, і для того щоб увесь алюміній вистичних властивостей зварювальних з'єднань, так трачався на зв'язування азоту у твердому розчині, як алюміній є феритизатором. а не на утворення оксидів у рідкому металі його Крім того, наявність у ши хті дроту - прототипу необхідно захищати магнієм. оксиду заліза та кремнію призводить до погіршенВведення в шихту порошкового дроту алюмоня відокремленості шлакової кірки з поверхні мекальцію в зазначених кількостях дозволяє прямим талу шва і погіршенню плавності границі сплавшляхом рафінувати метал від сірки на стадії краплення метала шва з основним металом, що лі, при модифікуванні кальцієм металу шва утвознижує якість зварного з'єднання. ряться глобулярні оксисульфіди, які не є концентЗадачею запропонованого винаходу є підвираторами напруг, що дозволяє підвищити щення зварювально-технологічних властивостей в'язкопластичні властивості металу. при зварюванні у всіх просторових положеннях, а Для поліпшення мікроструктури метал шва також підвищення працездатності зварного з'єддодатково легують цирконієм. Цирконій покращує нання конструкції внаслідок збільшення холодоструктур у за рахунок утворення у твердому розчистійкості металу зварного шва при температурах ні дисперсних карбонітридів цирконію, що призводо мінус 60°С. дить до подрібнювання зерна і як наслідок до підВідповідно до нашої пропозиції технічний ревищення холодостійкості металу шва в області зультат досягається тим, що запропонований понизьких температур. Необхідність введення циррошковий дріт складається з маловуглецевої обоконію в шихту дроту у вигляді комплексної лігатури лонки та порошкоподібної шихти , яка містить фероалюмоцирконію обумовлена захистом циркофлюс сухої грануляції, карбонат літію, марганець, нію від окислювання, при введенні цирконію у винікель, і комплексні лігатури алюмомагній, алюмогляді фероалюмоцирконію дисперсні карбонітриди кальцій, фероалюмоцирконій, при наступному цирконію осідають на оксидах алюмінію. Зменспіввідношенні компонентів, мас. %: шення комплексної лігатури в шихті менше зазнаФлюс сухої грануляції 10.0-15.0 ченої нижньої границі призводить до зниження Карбонат літію 0.5-2.5 ударної в’язкості металу зварних з'єднань, вміст Марганець 0.5-1.5 лігатури у ши хті ви ще зазначеної верхньої границі Нікель 0.5-1.5 призводить до значного росту міцності металу Алюмокальцій 0.5-2.5 шва, зниженню його пластичності. Алюмомагній 1.0-3.0 Так як алюміній є феритизатором, то для поФероалюмоцирконій 0.1-0.5 дрібнювання зерна і розширення γ-області переСталь оболонки решта творень необхідно вводити аустенизатори - марФлюс сухої грануляції містить мас. %: фторид ганець і нікель. Зазначені кількості марганцю і барію 7.0-11.0, фторид літію 0.7-1.7, оксид магнію нікелю при легування шва алюмінієм у указаних 1.5-2.5. границях узяті з розрахунку забезпечення високої Присутність у флюсі фторидів барію, літію й ударної вя'зкості металу шва при низьких темпеоксиду магнію в зазначених границях забезпечує, з ратурах при границі текучості не менше 450-550 урахуванням оксидів які утворюються при взаємоМПа. дії легуючих елементів з киснем, утворення відноПорівняльний аналіз заявленого порошкового сно "короткого" швидко твердіючого шлаку, що дроту з прототипом показав, що заявлений відріззабезпечує зварювання в горизонтальному, вертиняється від відомого наявністю та вмістом компокальному й стельовому положеннях. Зміна співнентів, зокрема як флюс сухої грануляції у суміші з відношення цих компонентів призводить до погіркарбонатом літію, лігатур алюмокальцію і ферошення форми шва. алюмоцирконію, а також кількісними співвідно 5 71039 6 шеннями компонентів дроту. Застосування зразків заявленого винаходу для Таким чином, заявлений винахід відповідає виготовлення зварних конструкцій із низьколегокритерію "новизна". ваних сталей, що працюють в умовах негативних Були виго товлені 5 варіантів складів порошкокліматичних температур забезпечує йому відповівих дротів і проведені 2 серії дослідів зварювання дність критерію "промислове застосування". стикових з'єднань низьколегованих сталей. ЗваПорошковий дріт запропонованого складу вирювання вели без попереднього й супутного підіготовляють по наступній технології. гріву, з охолодженням на повітрі. Режим зварюМатеріали шихти попередньо змішують в завання: ІЗВ=250A; UД=22В. Струм постійний, значених пропорціях. Після ретельного перемішуполярність пряма. Товщина металу з'єднань - 20 вання компонентів шихти виконують заповнення мм, сталь марки Ст3. Склади дротів, й результати низьковуглецевої сталевої оболонки і формовку дослідів приведені в таблицях 1 і 2. дроту з наступним волочінням або прокаткою до Іспит зразка порошкового самозахисного дроту заданого діаметру (1,2-1,6 мм). Співвідношення показав наступні результати: дослідний порошкошихти та оболонки станове 1:5-1:6. вий дріт забезпечує стабільне горіння дуги, гарне Зварювання виготовленого таким чином дрота формування швів у нижньому, вертикальному і запропонованого складу можливе в усі х просторостельовому положеннях і легке виддалення шлавих положеннях на струмах до 250А, що істотно кової кірки; показники механічних властивостей перевищує допустимі струми при виконанні такого металу зварних з'єднань (табл.2) дозволяють відвиду швів відомими порошковими дротами. При нести дослідний зразок порошкового дроту до типу цьому при виконанні швів у нижньому, горизонтаПС-49 А4В (ГОСТ 26271-91). льному, вертикальному і стельовому положенні З таблиць видно, що метал шва має максимазабезпечуються відмінні зварювально-технологічні льну пластичність й ударну в'язкість при вмісті властивості і висока продуктивність процесу. цирконію порядку 0,015 мас.%, та низькому вмісті Метал шва і зварного з'єднання виконаний таалюмінію. Зменшення алюмінію нижче 0,7 мас.% ким дротом має високу міцність, пластичність й призводить до звуження інтервалу робочих напруг. ударну в’язкість при низьких температурах, що не Надлишок алюмінію небажаний також у зв'язку зі поступається показникам, досягаємим при зварюзменшенням пластичних властивостей металу ванні електродами фтористо-кальцієвого типу. шва. Таблиця 1 Склад дроту і хімічний склад металу шва № серії 1 2 Сталева № оболонка, дроту % 1 82,4 2 82,2 3 81,8 4 82,7 5 81,2 Порошковий дріт Склад шихти, мас.% Мn Ni 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 Метал шва, мас.% Шлако- і гаAl Mg АІСа FeAlZr зоутворюючі 2,5 0,5 0,1 12,5 2,5 0,5 0,3 12,5 2,5 0,5 0,7 12,5 2,0 0,5 0,3 12,5 3,0 1,0 0,3 12,5 С Si Μn Ni ΑΙ Zr 0,12 0,15 0,14 0,12 0,13 0,14 0,15 0,14 0,14 0,15 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,0 1,05 1,0 1,0 1,0 0,71 0,70 0,72 0,60 1,10 0,005 0,015 0,030 0,015 0,015 Таблиця 2 Ме ханічні властивості металу шва № № серії дроту 1 1 2 3 4 2 5 sТ, МПа sΒ, МПа d, % y, % 470...490 520...530 580...600 515...525 530...545 600...620 630...640 700...710 625...635 640...650 23...26 22...25 16...18 24...28 18...24 63...69 62...68 40...45 65...72 50...60 Комп’ютерна в ерстка А. Крулевский Ударна в’язкість, КСV, +20°С -20°С 130...140 40...52 125...140 55...67 100...110 27...35 130...140 58...68 120...130 35...45 Підписне Дж/см 2 при температурі -40°С -60°С 35...45 15...20 50...65 49...60 12...17 5...10 55...68 50...60 25...35 10...15 Тираж 37 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601