состав электродного покрытия
Классы МПК: | B23K35/365 выбор неметаллических составов материалов покрытий только, либо совместно с выбором материалов для пайки или сварки |
Автор(ы): | Басиев К.Д. (RU), Бигулаев А.А. (RU), Рухлин Г.В. (RU), Лозовой В.Г. (RU), Богаевский Алексей Леонидович (UA) |
Патентообладатель(и): | Северо-Кавказский государственный технологический университет (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-01-17 публикация патента:
27.07.2002 |
Изобретение относится к сварке плавлением, в частности к составам электродных покрытий, и может быть использовано для ручной дуговой сварки конструкций из углеродистых и низколегированных сталей. Электродное покрытие содержит следующие компоненты, мас.%: ильменитовый концентрат 40-45, ферромарганец 15-20, полевой шпат 16-22, целлюлоза 1-2, доломит 10-18, мусковитный сланец 5-12. Техническим результатом изобретения является повышение пластических свойств обмазочной массы, прочности готового электродного покрытия, улучшение отделимости шлаковой корки и обеспечение высоких механических свойств сварного соединения. 2 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
Состав электродного покрытия, включающий ферромарганец, ильменитовый концентрат и целлюлозу, отличающийся тем, что он дополнительно содержит доломит, полевой шпат и мусковитный сланец при следующем соотношении компонентов, мас. %:Ильменитовый концентрат - 40-45
Ферромарганец - 15-20
Полевой шпат - 16-22
Целлюлоза - 1-2
Доломит - 10-18
Мусковитный сланец - 5-12
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к сварке плавлением, в частности к составам электродных покрытий, и может быть использовано для сварки конструкций из углеродистых и низколегированных сталей в различных областях промышленности и строительства, где применяется ручная дуговая сварка. Известно электродное покрытие (а.с. СССР 1247299, МПК7 В 23 К 35/365, опубл. БИ 28, 1986 г.), взятое в следующем соотношении компонентов, мас. %:Мрамор - 4-7
Ферромарганец - 6-10
КМЦ - 1-2
Целлюлоза - 9-15
Каолин - 4-7
Рутил - 26-32
Ильменитовый концентрат - 14-32
Железный порошок - Остальное
Недостатком данного электродного покрытия является высокая гигроскопичность покрытия за счет содержания в значительных количествах органических пластификаторов, что приводит к повышенному содержанию водорода в наплавленном металле и, как следствие, к снижению механических свойств сварного соединения. Наиболее близким к заявляемому составу является электродное покрытие (а. с. СССР 887100, МПК7 В 23 К 35/365, опубл. БИ 45, 1981 г.), взятое в следующем соотношении компонентов, мас.%:
Магнезит - 9-12
Ферромарганец - 16-19
Слюда-мусковит - 8-10
Целлюлоза - 1-2
Гранит - 15-20
Ильменитовый концентрат - Остальное
Недостатком данного электродного покрытия является недостаточная пластичность обмазочной массы, низкая прочность готового электродного покрытия, плохая отделяемость шлаковой корки, использование дефицитных дорогостоящих материалов. Задачей изобретения является создание электродного покрытия с высокими сварочно-технологическими характеристиками, использованием менее дефицитных и наиболее доступных материалов. Технический результат заключается в повышении пластических свойств обмазочной массы, прочности готового электродного покрытия, улучшении отделимости шлаковой корки, обеспечения высоких механических свойств сварного соединения. Этот технический результат достигается тем, что в известное электродное покрытие, содержащее ферромарганец, ильменитовый концентрат, целлюлозу, дополнительно введены доломит, полевой шпат и мусковитный сланец при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Ильменитовый концентрат - 40-45
Ферромарганец - 15-20
Полевой шпат - 16-22
Целлюлоза - 1-2
Доломит - 10-18
Мусковитный сланец - 5-12
Введение в состав покрытия мусковитного сланца значительно улучшает опрессовочные свойства покрытия, что выражается в меньшей шероховатости его поверхности и в возможности качественной опрессовки электродов. Кроме того, появляется возможность полного выведения из состава покрытия органических пластификаторов, которые существенно увеличивают содержание водорода в наплавленном металле. Результаты фазового анализа шлаков, образующихся при плавлении покрытия, показали, что стеклофазы в ней незначительно. За счет этого увеличивается разница коэффициента линейного расширения шлака и свариваемого металла. При таких условиях шлак легко отделяется от шва с частичным самопроизвольным разрушением без приложения внешних усилий, что существенно облегчает операцию удаления шлака и способствует повышению производительности труда. Введение доломита в состав покрытия улучшает сварочно-технологические характеристики электродов, особенно увеличивается значение разрывной длины дуги до 18-21 мм. Кроме того, обеспечивается дополнительная газовая защита сварочной ванны. Введение полевого шпата в состав покрытия улучшает стабильность горения дуги. Результаты испытания электродов при сварке в различных пространственных положениях показали, что хорошая отделимость шлаковой корки с поверхности шва, а также высокие сварочно-технологические свойства электродов обеспечиваются при содержании в покрытии 5-12% мусковитного сланца, 16-22% полевого шпата и 10-18% доломита. В промышленных условиях по отработанной технологии были изготовлены экспериментальные партии электродов из проволоки Св-08 диаметром 4 мм с различными составами электродных покрытий (табл. 1). В качестве связующего использовали калиево-натриевое жидкое стекло (модуль 2,8-3,05; плотность 1,43-1,47 г/см3; вязкость 700-1000 сПз) в количестве 23-27% сверх 100% сухой шихты. Электроды с заявленным составом покрытий использовали при сварке изделий из низкоуглеродистой конструкционной стали, и наплавленный металл шва подвергли механическим испытаниям согласно ГОСТ 9466-75, результаты которых сведены в табл. 2. По механическим свойствам наплавленный металл с предложенным составом покрытия электродов относится к типу Э46 (ГОСТ 9467-75) и обеспечивают требуемые значения по механическим свойствам. Использование данного состава электродного покрытия по сравнению с прототипом позволит повысить прочность готового электродного покрытия, улучшить пластические свойства обмазочной массы и отделимость шлаковой корки, обеспечить дополнительную газовую защиту и, главное, позволит использовать более дешевое и доступное сырье взамен дефицитного дорогостоящего материала при сохранении высоких механических свойств сварного шва.
Класс B23K35/365 выбор неметаллических составов материалов покрытий только, либо совместно с выбором материалов для пайки или сварки