Склад електродного покриття

Склад електродного покриття, що містить мармур, феротитан, алюміній і соду, який відрізняється тим, що він додатково містить двоокис титану, тальк, карбоксиметилцелюлозу (КМЦ), 3 39705 Мармур 15-20 Двоокис титану 4-6 Плавіковий шпат 10-12 Феротитан 50-60 Алюміній 1-3 Феросиліцій 4-6 Тальк 2-3 Карбоксиметилцелюлоза (КМЦ) 0,4-1,0 Сода 0,5-1,5. Новим, у порівнянні з найближчим аналогом, є введення до складу покриття двоокису титану 46%, плавикового шпату 10-12%, феросиліцію 46%, тальку 2-3%, карбоксиметилцелюлози (КМЦ) 0,4-1,0%, а також збільшення вмісту феротитану до 50-60%. Істотність відмін складу покриття, що заявляється полягає в невідомості використання в ньому феросиліцію в якості розкислювача і двоокису титану, плавикового шпату, тальку, карбоксиметилцелюлози в якості газо-і шлакоутворюючи х компонентів, а також збільшення вмісту феротитану, що забезпечує додаткове розкислення і легування металу шва, підвищення його якості і стабільне запалювання дуги. Застосування феросиліцію, феротитану і алюмінію у складі покриття для холодного зварювання чавуну одночасно в запропонованому відношенні невідомо і дає новий ефект - зменшує ширину мартенситного прошарку по лінії сплавлення й дозволяє стабільно одержувати необхідну твердість наплавленого металу НВ 180-200, що виключає утворення тріщин у перехідній зоні й наплавленому металі. При цьому, забезпечується висока якість наплавленого металу й можливість механічної обробки звареного з'єднання. Вміст феросплавів феросиліцію, феротитану і алюмінію у складі покриття, що заявляється, являє собою нову легуючу систему Si-Ti-Al оптимального складу. Легування високовуглецевого, зі вмістом більше 1% С, сталевого шва титаном приводить до різкого зниження твердості наплавленого металу в результаті утворення карбідів титану, які зв'язують основну кількість вуглецю, збіднюючи ним твердий розчин і сприяючи утворенню феритної матриці. Карбід титану (ТіС), у вигляді дисперсних включень, рівномірно розподіляється у феритній матриці, забезпечуючи твердість наплавленого металу НВ 160-200. Кремній, поряд з розкисленням зварювальної ванни при зварюванні чавуну, зменшує розчинність вуглецю в залізі, тому що міжатомні зв'язки із залізом у нього сильніше, ніж у вуглецю, що , у свою чергу, сприяє зменшенню ширини мартенситного прошарку. Введення алюмінію, що має велику спорідненість до кисню, сприяє очищенню границь зерен феритної матриці за рахунок утворення оксидів і, як наслідок, підвищує стійкість наплавленого металу й перехідної зони проти утворення тріщин і пор. Крім того алюміній захищає від надмірного окислення феротитан, що сприяє підвищенню переходу титану в наплавлений метал. Введення феросиліцію, феротитану і алюмінію у кількостях відповідно менш 4, 50 і 1% приводить 4 до підвищення твердості наплавленого металу в перехідній зоні й збільшує ймовірність утворення тріщин. При вмісті феросиліцію, ферованадію і алюмінію у кількостях відповідно більше 6, 60 і 3% приводить, до погіршення зварювально-технологічних властивостей електродів через недостатню кількість газом і шлакоутворюючи х компонентів покриття, зниженню якості металу шва через забруднення металу неметалічними включеннями. Введенням до складу покриття електродів двоокису титану, плавікового шпату й тальку в кількостях відповідно 4-6, 10-12 і 2-3% досягається оптимальний газо-шлаковий захист високолегованого сплаву, що утворюється при плавленні електрода. Шлаки, що утворюються, характеризуються гарною газопроникністю, необхідною в'язкістю й відмінною віддільністю, що забезпечує можливість заварки глибоких розробок і дефектів у відливках із чавуну без пошарового очищення шлаків. При зменшенні кількості двоокису титан у, плавікового шпату і тальку, відповідно менше 4, 10 і 2% погіршується шлаковий захист металу шва й підвищується схильність до утворення пористості наплавленого металу. При збільшенні змісту двоокису титану, плавікового шпату і тальку більше, відповідно 6, 12 і 3% підвищується схильність металу шва до зашлаковок, утр уднена заварка ливарних дефектів без зачищення кожного валика, погіршується віддільність шлаків, підвищується його в'язкість. Сода вводиться в склад покриття в кількості 0,5-1,5% як пластифікатор обмазки при виготовленні електродів, методом обпресування. Крім того, сода виконує роль стабілізатора зварювальної дуги й газового захисту металу шва. При вмісті соди в покритті менш 0,5% погіршується процес обпресування електродів, а також знижується стабільність горіння дуги, погіршується газовий захист. При введенні соди в кількості більше 1,5% збільшується розбризкування електродного металу, а обпресувальні властивості покриття залишаються такими ж. Карбоксиметилцелюлоза (КМЦ) вводиться в склад покриття в кількості 0,4-1,0% як пластифікатор покриття, що покращує процес нанесення покриття, яке містить велику кількість феросплавів. При вмісті КМЦ в покритті менше 0,4% погіршується процес обпресування електродів, а також погіршується газовий захист зварювальної ванни. При введенні КМЦ в кількості більше 1,0% збільшується пористість металу шва. Таким чином, компоненти, що входять у покриття мармур, плавиковий шпат, двоокис титану, феросиліцій, феротитан, алюміній, КМЦ, слюда й сода забезпечують одержання ефекту, що виразився в підвищенні якості наплавленого металу й поліпшенні зварювально-технологічних властивостей зварювального електрода. Технологія виготовлення електродів із покриттям, що заявляється, не відрізняється від відомої. В якості електродних стрижнів використовується зварювальний дріт марок Св08 або Св08А ГОСТ 2246-70. 5 39705 Виготовлено й випробувано електроди п'яти варіантів із покриттям, що заявляється і електроднайближчий аналог. Варіанти виготовлених електродів наведені в таблиці 1. Результати технологічної перевірки дослідних електродів і найближчого аналога наведені в таблиці 2. 6 Для визначення якості наплавленого металу й зварювально-технологічних властивостей електродів робили багатошарову заварку оброблення глибиною 20мм і довжиною 100мм із кутом розкриття 70° на пластині із сірого чавуну марки СЧ 21 товщиною 30мм. Зварювання робили електродами діаметром 4мм на постійному стр умі зворотної полярності. Сила струму 140-160А. Таблиця 1 Склад покриття електродів Компоненти покриття Мармур Двоокис титану Плавиковий шпат Феротитан Алюміній Феросиліцій Тальк КМЦ Сода Польовий шпат Криоліт Нікель Калій хромовокислий Слюда Вміст компонентів, мас % (по варіантам Найближчий 1 2 3 аналог 16 14 20 18 7 6 5 16 11,5 12 17 49 50 55 1 3,5 3,0 1,5 3 4 5 4 3 2,5 1,5 1,0 0,5 1 2,0 1,5 0,5 8 8 43 3 3 електродів) 4 5 15 4 10 60 1,0 6 2 0,4 1,0 21 3 7 61 0,5 7 1 0,2 0,3 Таблиця 2 Результати технологічних випробувань електродів Зварювально-технологічні Кількість пор Твердість на- Кількість тріщин Ширина прошарку на 100мм плавленого на 100мм шва, підвищеної твердовластивості шва, шт металу, НВ шт сті, мм Формування шва задовільНайближ- не, схильні до утворення 5 210 3 0,8 чий аналог пор і тріщин. Обробка шва утруднена. Формування шва задовільне, схильність до утворення 1 2 195 1 0,6 пор і тріщин низька. Обробка шва задовільна. Формування шва добре, схильність до утворення 2 нема 180 нема 0,4 пор і тріщин низька. Обробка шва хороша. Формування шва відмінне, не схильні до утворення пор 3 нема 170 нема 0,2 і тріщин. Обробка шва хороша. Формування шва хороше, не схильні до утворення пор 4 нема 160 нема 0,15 і тріщин. Обробка шва хороша. Формування шва задовільне, схильні до утворення 3 зашлаков5 165 нема 0,2 ки зашлаковок. Обробка шва хороша. Варіант електроду 7 39705 Результати випробувань зварювальнотехнологічних властивостей і якості наплавленого металу показують, що оптимальним є склад покриття варіантів 2, 3 і 4, що забезпечує високу якість наплавленого металу (відсутність тріщин, пор, зменшення ширини прошарку з підвищеною твердістю, зниження твердості) гарні зварювально-технологічні властивості електродів при холодному зварюванні чавуну. Електродне покриття варіантів 1 і 5, що містить відповідно знижену й підвищену кількість компонентів, що заявляються, не забезпечує досягнення поставленої мети. Таким чином, використання в покритті зазначених компонентів у певнім сполученні й певних пропорціях, забезпечують досягнення поставленої Комп’ютерна в ерстка А. Рябко 8 мети - високих зварювально-технологічних властивостей електрода і якості наплавленого металу, дозволяють робити багатошарове холодне електродугове зварювання чавунних деталей і заварку дефектів у виливках, створювати зварно-литі конструкції із забезпеченням високої якості швів і можливості їхньої обробки різальним інструментом. Джерела інформації: 1. Авторское свидетельство СССР №1031702 кл. В23К35/365, 1982г. 2. Авторское свидетельство СССР №1316775 кл. В23К35/365, 1985г. 3. Авторское свидетельство СССР №1532254 кл. В23К35/365, 1988г. 4. Авторское свидетельство СССР №1539030 кл. В23К35/365, 1988г. Підписне Тираж 28 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