Склад електродного покриття для зварювання вуглецевих та низьколегованих сталей

Изобретение относится к материалам для электродуговой сварки, в частности к составам электродного по крытия для сварки углеродистых и низколегированных сталей повышенной прочности. Целью изобретения является повышение прочности металла шва при высокопроизводительной сварке низколегированных сталей повышенной прочности. Повышение предела прочности и предела текучести сварного шва достигается за счет микролегирования металла шва ванадием, алюминием, молибденом, титаном путем введения в состав покрытия лигатуры алюминийванадий -молибдеи-титан в количестве 0,5-3 мае. %, а также никелем и кобальтом, в результате введения в состав покрытия 3-Ю мае. % отвального шлака никелевого производства, который, кроме того, очищает металл шва от серы и фосфора и снижает содержание углерода. Состав покрытия фтористо-кальциевого типа также содержит, мае. %: мрамор 25-35; плавиковый шпат 15-25; ферромарганец 2-6; ферросилиций 1-3; ферротитан 2-8; поташ 0,5-1; целлюлоза 1-3,5. Производительность сварки повышается за счет содержания в покрытии железного порошка. 3 табл. С 1438940 Изобретение относится к материалам для электроцуговой сварки и может быть использовано как покрытие электродов, предназначенных для сварки конструкций из углеродистых и низколегированных сталей, в частности для сварки кольцевых стыков трубопроводов. Цель изобретения - повышение проч-jg пости металла шва при высокопроизводительной сварке низколегированных сталей повышенной, прочности. Лигатура имеет следующий состав, мае. %: ванадий 5-10, молибден 5-10, 15 титан 3-15, алюминий - остальное. Отвальный шлак шахтных печей никелевого производства является отходом производства. Б покрытии применен шлак следующего состава, мае. %: S1O22O 52; СаО 22; MgO 7,2; FeO 7,4; Ni 0,04; Со 0,01; Л 1 ^ 0 3 Л , 0 . Применение комплехесной лигатуры позволяет повысить предел текучести предел прочности металла шва. Мик- 25 ролегирование алюминием, ванадием, молибденом, титаном измельчают структуру, повышая пластичность при одновременном росте прочности металла шва. Химический состав металла шва 30 при различном содержании лигатуры в покрытии представлен в табл, 1. Шлак никелевого производства очищает металл шва от серы и фосфора и снижает содержание углерода. Присут- 35 ствие в шлаке небольших количеств никеля и кобальта обеспечивает дополнительное микролегирование шва, повышая его атмосферокоррозионную стойкость. Для разработки покрытия изготовлены и испытаны три варианта электродов, составы которых приведены в табл. 2. . При изготовлени электродов в качестве связующего используется жидкое калиево-натриевое стекло. Покрытие наносится на стержни диаметром 4 мм методом опрессовки. При сварке в качестве источника 50 питания дуги используется трансформатор. Сила сварочного тока составляет 170-190 Л. Перед сваркой электроды прокаливают при 400 с С в течение 90 мин. Для определения механических 55 свойств металла шва производится сварка пластин из стали толщиной 12 мм. Механические испытания св.зрных образцов выполняют в соответствии с ГОСТами (табл. 3 ) . Ударная вязкость металла шва определяется при испытании образцов типа IX по ГОСТу. Испытание электродов показывает, что содержание в покрытии лигатуры в пределах 0,5 - 3,0 наиболее рацио-' нально. Меньшее количество не сказывается на механических свойствах металла шва а при содержании более З мас. X лигатуры падает пластичность металла шва при резком увеличении прочности. Содержание в покрытии шлака никелевого производства менее 3 мас.% не оказывает существенного действия по очистке металла шва от серы и фосфора, а содержание более 10 мае. % ухудшает формирование шва и отделяемость шлакорой корки. Таким образом, состав электродного покрытия при высокой производительности сварки обеспечивает требуемую нормативную прочность (не менее 589 МПа) металла шва сталей повышенной прочности. Применение дешевых отходов металлургического производства в покрытии снижает стоимость электродов . Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Состав электродного покрытия для сварки углеродистых и низколегированных сталей, содержащий мрамор, плавиковый шпат, ферромарганец, ферросилиций , ферротнтан, поташ, целлюлозу, железный порошок, о т л и ч а ю щ и її с я тем, что, с целью повышения прочности металла шва при высокопроизводительной сварке сталей повышенной прочности, состав дополни- * тельно содержит отвальный шлак никелевого производства и лигатуру алюминий-ванадий-молибден-титап при следующем соотношении компонентов, мае,%: Мрамор 25-35 Плавиковый 15-25 шпат Ферромарга нец 2-6 Ферросилиций Ферротитан Поташ Целлюлоза Отвальный шлак никелевого произ 1-3 2-8 0,5-1 1-3, 1438940 молибден-титан Железный порошок 3-Ю водства Лигатура алюминий-ванадий 0,5-3 Остальное Т а б л и ц а Содержание лигатуры в покрытии электрода ,мае.% 1 Содержание элементов в металле, мае. А1 V Мо Ті 0,5 0,029 0,012 0,012 0,04 0,020 0,018 1,0 0,042 Т,018 0,014 0,08 0,017 0,020 3,0 0„066 0,032 0,029 0,10 0,020 0,020 Т а б л и ц а Компоненты 2 Содержание, мае, %, в варианте 2 I > Мрамор 25,0 30,0 35,0 Плавиковый шпат 15,0 20,0 25,0 Ферромарганец Ферросилиций 2,0 ' 1,0 4,5 2,5 6,0 3,0 Оерротитан 2,0 7.5 8,0 Поташ 0,8 0,5 1,0 Целлюлоза 1,0 2,5 3,5 Отвальный шлак никелевого производства 3,0 5,0 10,0 о,5 2,0 3,0 49,7 25. 5 5,5 Лигатура алюминийванадий-молибдентитан Железный порошок t 143S94O Т а б л и ц а Варианты состава электродного покрытия Предел текучести, МПа Предел прочности, МПа Относительное удлинение, % 3 Ударная вязкость, кДж/сма,при + 20*С -60°С 1 490-500 600-650 32-34 190-240 50-85 2 500-520 650-680 20-32 180-240 51-80 3 520-530 630-650 28-32 190-260 49-50 Редактор Заказ 6010/16 Составитель Т. Арест Техред Л.Олийиык Корректор И,Черни Тираж 922 II. Бобкова Подписное ВЇШИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская н«зб. , д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4