Склад електродного покриття

Склад електродного покриття, що містить ільменітовий концентрат, феромарганець, гематит, який відрізняється тим, що додатково містить чавунний порошок, залізний порошок, слюду, деревинне борошно, карбонат металу, вибраний із групи: вапняк, мергель, і компонент, вибраний із групи: цеоліт, кварцовий пісок, при цьому максимальна кількість вмісту чавунного порошку (%ЧП) визначається в залежності від кількості і відношення феромарганцю (%FeMn) до ільменітового концентрату (%Ільм.) у складі покриття по формулі: Корисна модель належить до області зварювального виробництва, зокрема до складу електродних покриттів, які використовуються для зварювання вуглецевих та низьколегованих конструкційних сталей. У зварювальному виробництві відомі склади рутилових, рутил карбонатних, рутилалюмосилікатних та ільменітових покриттів, наприклад електродів марок АНО-4, МР-3, ОЗС-4, АНО-21, АНО-6 та ін., а також склади електродних покриттів по авторським свідоцтвам [1-3], які вміщують рутиловий та ільменітовий концентрат, карбонати металу (мармур, магнезит), різні алюмосилікати (польовий шпат, слюду, тальк), соду, феромарганець, органічні речовини (целюлозу, крохмаль, деревинне борошно), калієво-натрієве рідке скло та інші компоненти. Найбільш близьким по складу компонентів до складу, що заявляється, і взяте як прототипу є покриття [4], яке вміщує наступні компоненти, в мас.%: титановмісний компонент, що вибраний із групи: рутиловий концентрат, ільменітовий 21концентрат 53,5 гематит 4-10 мергель 15-25 цеоліт 5-15 феромарганець 10-20 феросиліцій 1-5 сода 0,5-2 компонент, вибраний з групи: каолін, бентоніт, вогнетривка глина 2-6 сухий залишок калієво-натрієвого силікату 9-12. Електродне покриття рутил карбонатного виду, призначене для виробництва зварювальних електродів, які використовуються для зварювання відповідальних конструкцій із вуглецевих і низьколегованих сталей на постійному та змінному струмі у всіх просторових положеннях. По механічним властивостям наплавленого металу електроди відносяться до типу Э46 по ГОСТ 9467. Недоліком аналогічних електродів, у тому числі і прототипа, є недостатньо стабільне повторне запалювання електрода, що ускладнює зварювання в монтажних умовах при зварювання коротких швів, а також неможливість зварювання в промислових і побутових умовах з використанням транс %ЧП = %FeMn %Ільм. , 0,006 0,12 - 0,137 (19) UA (11) 32990 (13) U при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: ільменітовий концентрат 35-45 карбонат металу, вибраний із групи:вапняк, мергель 4,5-6 гематит 2,5-3,5 компонент, вибраний із групи: цеоліт, кварцовий пісок 1,5-2,5 феромарганець 15-20 слюда 8-12 чавунний порошок 7-12 залізний порошок 8-13 деревинне борошно 1-3. 3 форматорів, що мають напругу холостого ходу 50В. Це не дозволяє використовувати згадані електроди для зварювання в монтажних і побутових умовах. Основними причинами, по яким в аналогах і прототипі неможливо отримати технічний результат, що досягається винаходом, є недосконала система розкислення і газо шлакова система покриття електродів, що не дозволяє отримати якісний метал шва і стабільне повторне запалювання дуги при зварюванні на монтажі короткими швами і при використанні джерел змінного струму з напругою холостого ходу 50В. Технічним завданням корисної моделі є створення електрода для зварювання низько вуглецевих і низьколегованих сталей в монтажних умовах, при використанні джерел змінного струму з напругою холостого ходу 50В, що забезпечуються за рахунок зміни системи розкислення, шлакової і газової системи захисту металу шва компонентами електродного покриття. Вирішення поставленного завдання досягається тим, що для оптимізації системи розкислення і газо шлакової системи покриття в його склад, що містить ільменітовий концентрат, феромарганець, мергель, гематит, цеоліт додатково вводять чавунний порошок, залізний порошок, деревинне борошно, слюду, карбонат металу - вибраний із групи: вапняк, мергель, і компонент, вибраний із групи: кварцевий пісок, цеоліт, при цьому максимальна кількість чавунного порошку, в залежності від кількості і відношення введеного ферромарнцю до ільменітового концентрату, визначається по формулі: %ЧП = %FeMn %Ільм. 0,006 0,12 - 0,137 при наступному співвідношенні компонентів покриття, в мас.: ільменітовий концентрат 35-45 карбонат металу, вибраний із групи: вапняк, мергель 4,5-6 феромарганець 15-20 чавунний порошок 7-12 залізний порошок 8-13 слюда 8-12 компонент, вибраний із групи: кварцовий пісок, цеоліт 1,5-2,5 гематит 2,5-3,5 деревинне борошно 1-3. Новим, у порівнянні з прототипом, є введення до складу покриття чавунного порошку 7-12%, залізного порошку 8-13%, деревинного борошна 13% слюди 8-12%, а також введення в якості карбонату метала компонента, вибраного з групи: вапняк, мергель 4,5-6% і компоненту, вибраного з групи: кварцовий пісок, цеоліт 1,5-2,5%, при цьому максимальна кількість чавунного порошку береться з розрахунку кількості і відношення феромарганцю до ільменітового концентрату, що містяться в електродному покритті, по формулі: %ЧП = %FeMn %Ільм. 0,006 0,12 - 0,137 32990 4 Істотність відмін складу покриття, що заявляється полягає в невідомості використання в ньому чавунного порошку в якості розкислювача і наповнювача електродного покриття, що забезпечує додаткове розкислення металу шва, підвищення його якості і стабільне повторне запалювання дуги. Крім того, невідомим є залежність максимальної кількості чавунного порошку, що вводиться в покриття, від вмісту і відношення в ньому феромарганцю і ільменітового концентрату, яка заявляється у вигляді формули: %ЧП = %FeMn %Ільм. 0,006 0,12 - 0,137 Чавунний порошок отримують шляхом розмолу стружки сірого чавуну у шаровому млині і просіву її через сито №0315 по ГОСТ 6613. Чавунний порошок вводиться до складу електродного покриття у кількості 7-12%, як сплав Fe-C, який містить зв'язаний вуглець. Він виконує роль розкислювача металу крапель і зварювальної ванни при плавленні електрода. Додаткове розкислення вуглецем зменшує кількість кисню і неметалічних включень у наплавленому металі, що підвищує механічні властивості металу шва. Крім того, залізо, що утворюється під час плавлення електродів, надає покриттю властивостей електропровідності, тим самим покращуючи повторне запалення електродів, а також збільшує їх продуктивність. Максимальна кількість чавунного порошку, яку можна ввести до складу покриття, обмежується залишковим вмістом вуглецю в наплавленому металі, що становить величину не більше 0,12%. Залишкова кількість вуглецю в наплавленому металі залежить від окислювального потенціалу покриття, яке в свою чергу залежить від вмісту ільменітового концентрату і ступеню розкислення металу шва, обумовленого наявністю феромарганцю у складі електродного покриття. Максимальна кількість чавунного порошку у конкретному складі покриття визначається в залежності від вмісту і відношення кількості феромарганцю до кількості ільменітового концентрату в покритті, по формулі : %ЧП = %FeMn %Ільм. 0,006 0,12 - 0,137 Введення чавунного порошку до складу покриття в кількості менше 7% не забезпечує повного розкислення металу шва і стабільного повторного запалювання електрода при використанні джерела змінного струму з напругою холостого ходу 50В. Крім того, не забезпечується помітне підвищення продуктивності електродів. При введенні чавунного порошку у склад покриття в кількості більше 12% спостерігається збільшення вмісту вуглецю в наплавленому металі понад 0,12%, що може привести до утворення гарячих тріщин в металі шва, а також пороутворенню за рахунок окислення вуглецю у зварювальній ванні, з виділенням CO. Залізний порошок по ГОСТ 9849 вводиться до складу електродного покриття у кількості 8-13% з метою зниження температури плавлення покриття, підвищення продуктивності зварювання і полегшення повторного запалювання електрода. 5 При вмісті залізного порошку у кількості менше 8% не відбувається суттєвого зниження температури плавлення покриття, продуктивності зварювання і стабільного запалювання дуги. Введення залізного порошку у кількості більше 13% робить покриття легкоплавким і електропровідним, що не забезпечує універсальності електродів, особливо при зварюванні в монтажних умовах. Вапняк, або мергель вводяться до складу покриття в кількості 4-6%. Вони відносяться до групи карбонатів металу. Зокрема мергель - осадкова глинисто-карбонатна гірська порода, що вміщує 50-70% карбонатних мінералів (кальциту, доломіту) і 25-50% глинистих мінералів. Вапняк - карбонатний мінерал, що містить ∑(СаО+MgO) - 55,5%, MgO - 1,9%, SiO2 - 1,5%, S