Электродное покрытие

(51)7 23 35/365 КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(72) Абдурахманов Рустамбек Убайдуллаевич Есимов Беген Омарович Айтуреев Мурат Жарылкасынович Джалилов Карим Асанович(57) Изобретение относится к сварочному производству, в частности, к покрытиям электродов, используемых для ручной дуговой сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей. Технический результат изобретения - получение сварных швов, обладающих при низких температурах более высокой ударной вязкостью, что достигается использованием электродного покрытия при следующем соотношении компонентов, мас.мрамор 24-52, плавиковый шпат 6-40, ферромарганец 5-12, ферросилиций 5-12, ферротитан 3-15, углекислый натрий 0,2-1,6, коллективный рутилильменитовый концентрат 3-16, полевой шпат 2-10,каолин 2-10, карбоксиметилцеллюлоза 0,2-1,7, лигатура с редкоземельными металлами, церием и иттрием - 1-4. 11620 Изобретение относится к сварочному производству, в частности, к покрытиям электродов, используемых для ручной дуговой сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей. Известно электродное покрытие (а. с. СССР 162792, кл. В 23 К 35/365, 1991), используемое для сварки низколегированных сталей, содержащее,мас.мрамор 48-50 плавиковый шпат 13-17 рутил 2-6 углекислый натрий 0,5-1,5 слюдяная мука 1,5-2,5 ферромарганец 5-10 ферротитан 9-12 кремнезем 2-3. Недостатком приведенного состава электродного покрытия является то, что оно не обеспечивает получение сварных швов, обладающих при низких температурах высокой ударной вязкостью. Кроме того, данное покрытие недостаточно хорошо прессуется. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является электродное покрытие (предпатент 10309, кл. 35/365, 2001), используемое для сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей,содержащее мас.мрамор 28-58 плавиковый шпат 8-42 ферромарганец 7-14 ферросилиций 6-13 ферротитан 3-14 углекислый натрий 0,2-1,5 коллективный рутил-ильменитовый концентрат 4-16 полевой шпат 2-10 каолин 3-11 карбоксиметилцеллюлоза 0,2-1,6. Данное покрытие обеспечивает сравнительно хорошие сварочно-технологические свойства электродов, однако не обеспечивает получение сварных швов, обладающих при низких температурах достаточно высокой ударной вязкостью. Технический результат изобретения - получение сварных швов, обладающих при низких температурах более высокой ударной вязкостью, что достигается использованием электродного покрытия для сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей, включающем мрамор, плавиковый шпат, ферромарганец, ферросилиций, ферротитан,углекислый натрий, коллективный рутил-ильменитовый концентрат, полевой шпат, каолин, карбоксиметилцеллюлоза и дополнительно - лигатуру с редкоземельными металлами (РЗМ) на основе церия и иттрия, при следующем соотношении компонентов, мас.мрамор 24-52 плавиковый шпат 6-40 ферромарганец 5-12 ферросилиций 5-12 ферротитан 3-15 углекислый натрий 0,2-1,6 коллективный рутил-ильменитовый концентрат 3-16 полевой шпат 2-10 каолин 2-10 карбоксиметилцеллюлоза 0,2-1,7 лигатура, содержащая РЗМ на основе церия и иттрия 1-4. Мрамор в составе покрытий выполняет функции шлакообразующего, газообразующего и стабилизирующего компонента. Плавиковый шпат и коллективный рутил-ильменитовый выполняют функции шлакообразующих компонентов. Введение плавикового шпата в состав покрытия способствует разжижению шлака и рафинированию жидкого металла сварочной ванны от водорода. Введение коллективного рутил-ильменитового концентрата способствует улучшению сварочно-технологических свойств электродов. Ферромарганец, ферросилиций и ферротитан выполняют в электродном покрытии функции расселяющих и легирующих компонентов. Каолин в составе покрытия выполняет функции пластификатора и шлакообразующего компонента. Функции пластификаторов в электродном покрытии выполняют также углекислый натрий и карбоксиметилцеллюлоза. Углекислый натрий, кроме того, выполняет функции шлакообразующего, газообразующего и стабилизирующего компонента, а карбоксиметилцеллюлоза - роль связующего компонента. Полевой шпат в электродном покрытии выполняет функции шлакообразующего и стабилизирующего компонента. Лигатура, содержащая РЗМ на основе церия и иттрия, вводится в состав электродного покрытия в качестве раскисляющего, легирующего, микролегирующего, рафинирующего и модифицирующего компонента. Эффект получается, при введении лигатуры, содержащий РЗМ в следующем соотношении компонентов, мас.церий 30-32 иттрий 15-16 никель 6-14 железо остальное. При приготовлении предлагаемого электродного покрытия его замешивают в жидком калиевом,калиево-натриевом или натриевом стекле, имеющем плотность 1,3-1,5 г/см 3 и модуль 2,8-3,6. Количество жидкого стекла берется в пределах 18-32 . Перед замешиванием в жидком стекле компоненты электродного покрытия сушат и измельчают. Размер зерен должен находиться в пределах 40-200 мкм. Приготовленную мокрую смесь брикетируют, а затем прессуют под давлением 120-240 атм. Предварительную сушку (провяливание) электродов осуществляют при температуре 40-70 оС в течение 25-30 минут. После провяливания электроды прокаливают при температуре 370-430 оС в течение 40-60 минут. Составы предлагаемого электродного покрытия и их свойства представлены в таблице. Ударную вязкость определяли путем испытания образцов на маятниковом копре при температуре минус 40 оС по ГОСТ 9454-78. 2 В качестве материала стержня электродов использовали сварочную проволоку марки Св 08 А диаметром 4,0 мм. Внешний диаметр обмазки находился в пределах 6,2-6,3 мм. Сварку и наплавку производили на постоянном токе обратной полярности, используя пластины из стали марок Ст 3 и 12 ГС. Варьирование составом предлагаемого покрытия при его разработке показало, что только при соблюдении содержании компонентов в заявляемых пределах обеспечиваются положительные показатели. Снижение в покрытии содержаний лигатуры,содержащие РЗМ на основе церия и иттрия, ферромарганца, ферросилиция, ферротитана ниже заявленных пределов приводит к понижению ударной вязкости металла сварных швов при низких температурах. Повышение в покрытии содержаний лигатуры, содержащие РЗМ на основе церия и иттрия,ферромарганца, ферросилиция, ферротитана выше заявленных пределов приводят к получению сварных швов, обладающих при низких температурах недостаточно высокой ударной вязкостью, а также к снижению пластических характеристик наплавленного металла. Повышение в покрытии содержаний мрамора,плавикового шпата, ферромарганца, ферросилиция,ферротитана, коллективного рутил-ильменитового Ударная вязкость при 40 оС,Дж/см 2 концентрата, полевого шпата выше заявленных пределов приводит к увеличению давления прессования, т.е. к затруднению опрессовки электродов. К затруднению опрессовки электродов приводит также снижение содержания углекислого натрия,каолина и карбоксиметилцеллюлозы ниже заявленных пределов. Увеличение в покрытии содержания углекислого натрия, каолина и карбоксиметилцеллюлозы выше заявленных пределов приводит к улучшению технологичности изготовления электродов. Однако при этом увеличивается гитроскопичностъ покрытия, снижается его термостойкость. Сварные швы,выполненные такими электродами, имеют низкие пластические характеристики, обладают низкой ударной вязкостью в широком диапазоне температур, а также имеют высокий порог хладноломкости. Снижение в покрытии содержания мрамора,плавикового шпата, ферромарганца, ферросилиция,ферротитана, коллективного рутил-ильменитового концентрата, полевого шпата ниже заявленных пределов приводит к некоторому облегчению опрессовки электродов. Однако при этом ухудшаются другие характеристики сварочных электродов. Так,уменьшение содержания мрамора и полевого шпата в покрытии электродов приводит к снижению стабильности горения дуги. Уменьшение содержания мрамора в покрытии приводит также к росту веро 11620 ятности образования пористости при сварке. Уменьшение содержания ферромарганца, ферросилиция и ферротитана приводит к ухудшению кроющей способности шлака, повышению вероятности образования пористости в наплавленном металле и снижению механических характеристик металла сварных швов. Уменьшение содержания в покрытии плавикового шпата и коллективного рутилильметилового концентрата и полевого шпата сопровождается ухудшением формирования металла швов, кроющей способности шлака и его отделимости после сварки. Увеличение содержания плавикового шпата выше заявленного значения приводит к ухудшению устойчивости горения дуги и к чрезмерному разжижению расплавленного шлака. Таким образом, изменение пределов содержания любого из компонентов заявляемого состава покрытия приводит к ухудшению свойств электродов. Предлагаемое электродное покрытие сообщает электродам высокие сварочно-технологические свойства, а именно- дуга легко возбуждается и стабильно горит- покрытие плавится равномерно, без чрезмерного разбрызгивания, отваливания кусков и образования чехла или козырька- образующийся при сварке шлак обеспечивает правильное формирование валиков шва, легко удаляется после охлаждения- в металле шва отсутствуют трещины, надрывы и поры- электродами возможна сварка на постоянном токе обратной полярности во всех пространствен ных положениях, включая нижнее, горизонтальное,вертикальное снизу вверх. При сварке электродами с предлагаемым покрытием достигаются достаточно высокие механические характеристики сварных швов и соединений,включая прочность, пластичность и ударную вязкость при нормальной и низкой температурах. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Электродное покрытие, включающее мрамор,плавиковый шпат, ферромарганец, ферросилиций,ферротитан, углекислый натрий, коллективный рутил-ильменитовый концентрат, полевой шпат, каолин, карбоксиметилцеллюлозу, отличающееся тем,что оно дополнительно содержит лигатуру с редкоземельными металлами на основе церия и иттрия,при следующем соотношении компонентов, мас.мрамор 24-52 плавиковый шпат 6-40 ферромарганец 5-12 ферросилиций 5-12 ферротитан 3-15 углекислый натрий 0,2-1,6 коллективный рутил-ильменитовый концентрат 3-16 полевой шпат 2-10 каолин 2-10 карбоксиметилцеллюлоза 0,2-1,7 лигатура, содержащая редкоземельные металлына основе церия и иттрия 1-4.