Состав сухой шихты электродного покрытия

(51) 23 35/365 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) СОСТАВ СУХОЙ ШИХТЫ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ(57) Изобретение относится к сварочному производству, в частности, к покрытиям сварочных электродов, используемых для ручной дуговой сварки малоуглеродистых сталей. Технический результат изобретения - облегчение прессуемости электродов. Это достигается использованием электродной шихты при следующем соотношении компонентов, мас. рутил-ильменитовый концентрат 25-60, марганцевая руда 6-24, полевой шпат 6-20, известняк 3-14,каолин 3-7, волластонит 4-15, ферромарганец 10-29,целлюлоза 2-6, карбоксиметилцеллюлоза 0,5-1,4.(72) Айтуреев Мурат Жарылкасынович Бишимбаев Валихан Козыкеевич Есимов Беген Омарович Абдурахманов Рустамбек Убайдуллаевич Карынбаев Галымжан Кушербекович(73) Республиканское государственное казенное предприятие Южно-Казахстанский Государственный университет им. М. Ауезова Министерства образования и науки Республики Казахстан 20667 Изобретение относится к сварочному производству, в частности, к покрытиям сварочных электродов, используемых для ручной дуговой сварки малоуглеродистых сталей. Известно электродное покрытие(Патент Российской Федерации 2056991, МПК В 23 К 35/365, 1996 г., Б.И.9), используемое для сварки углеродистых сталей, содержащее, мас. Компонент, содержащий двуокись титана 44-46 Карбонатная марганцевая руда 22-27 Алюмосиликат щелочного металла 25-27 Целлюлоза 2,0-2,5 Графит 1,5-2,0 Данное электродное покрытие обеспечивает хорошую газошлаковую защиту зоны сварки. Недостатком этого электродного покрытия является то, что оно обладает низкими пластическими свойствами. Вследствие чего затрудняется процесс прессования электродов. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является электродное покрытие (а.с.863269, В 23 К 35/365, 1981 г., Б.И.37), предназначенное для сварки низкоуглеродистых сталей, содержащее,мас. Мрамор 2-8 Полевой шпат 10-25 Каолин 7-15 Ферромарганец 10-15 Целлюлоза 1-2 Магнезит 2-5 Закись марганца 3-7 Двуокись церия 1-3 Ильменитовый концентрат остальное Данное электродное покрытие обеспечивает хорошую газошлаковую защиту зоны сварки. Недостатком его является то, что оно не обеспечивает достаточно легкого прессования электродов. Задача изобретения - разработка состава сухой шихты электродного покрытия, обеспечивающего в процессе изготовления электродов облегчение их прессуемости. Технический результат - облегчение пресссуемости электродов. Достигается это тем, что состав сухой шихты покрытий сварочных электродов для сварки малоуглеродистых сталей, включающий концентрат,содержащий диоксид титана, полевой шпат,компонент, содержащий соединения марганца с кислородом, каолин, ферромарганец, целлюлозу и компонент содержащий карбонат кальция,дополнительно содержит волластонит и карбоксиметилцеллюлозу, а в качестве концентрата,содержащего диоксид титана, рутил-ильменитовый концентрат, в качестве компонента, содержащего соединения марганца с кислородом, марганцевую руду и в качестве компонента, содержащего карбонат кальция, известняка, при следующем соотношении компонентов, мас. Рутил-ильменитовый концентрат 25-60 Марганцевая руда 6-24 Полевой шпат 6-20 2 Известняк 3-14 Каолин 3-7 Волластонит 4-15 Ферромарганец 10-29 Целлюлоза 2-6 Карбоксиметилцеллюлоза 0,5-1,4 Введение волластонита в состав шихты приводит к улучшению пластических свойств электродной обмазочной массы. Связано это, вероятно, с ярко выраженной волокнисто-игольчатой формой его частиц, приводящей к снижению напряжения сдвига при течении обмазочной массы в процессе опрессовки электродов и, соответственно, давления экструзии. Введение известняка в состав шихты также приводит к улучшению пластических свойств электродной массы. Следует отметить, что известняк, в отличие от мрамора, при измельчении образует тонкодисперсный порошок и, в свою очередь, при замешивании в жидком стекле образует пластичную массу, способствующий улучшению работу электродообмазочного агрегата. Карбоксиметилцеллюлозу в состав шихты вводили также для улучшения пластических свойств электродной массы. Волластонит, кроме того, выполняет функции шлакообразующего и стабилизирующего компонента. Карбоксиметилцеллюлоза дополнительно выполняет функции связующего компонента,а известняк функции газообразующего,шлакообразующего и стабилизирующего компонента. Марганцевую руду ввели в состав шихты в качестве шлакообразующего компонента. Следует подчеркнуть, что марганцевая руда по сравнению с закисью марганца является более легко доступным и сравнительно дешевым компонентом в ценовом отношении. Введение в состав шихты марганцевой руды, кроме того, способствуют получению более жидкотекучего шлака, уменьшению капель металла при плавлении электрода и, в конечном итоге,улучшению формирования металла сварного шва. Рутил-ильменитовый концентрат вводили в состав шихты в качестве шлакообразующего компонента. Его введение способствует улучшению сварочно-технологических свойств электрода. При приготовлении электродной обмазочной массы предварительно дозированную сухую смесь 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 18-28 к массе сухой шихты. Перед замешиванием в жидком стекле компоненты электродного покрытия сушат и измельчают. Размеры зерен компонентов должен находиться в пределах 40-200 мкм. Приготовленную обмазочную массу наносят на боковую поверхность металлического стержня методом прессования. Предварительную сушку(провяливание) опрессованных электродов осуществляют при температуре 40-70 С в течение 20-30 минут. После провяливания электроды 20667 прокаливают при температуре 120-180 С в течение 40-60 минут. В качестве материала стержня электродов использовали сварочную проволоку марки Св 08 А диаметром 4,0 мм. Внешний диаметр обмазки составлял в пределах 6,2-6,Змм. Сварку и наплавку производили на переменном и постоянном токе прямой и обратной полярности, используя пластины из стали марки Ст 3. Конкретные составы предлагаемой электродной шихты и их свойства представлены в таблице. Легкость прессования оценивали по давлению прессования электродов. Варьирование составом предлагаемой сухой шихты электродного покрытия при его разработке показало, что только при выдерживании содержания компонентов в заявляемых пределах обеспечиваются положительные показатели. Повышение в составе шихты содержания рутилильменитового концентрата, марганцевой руды,полевого шпата и ферромарганца выше заявленных пределов приводит к увеличению давления прессования, т.е. к затруднению опрессовки электродов. К затруднению опрессовки электродов приводит также снижение ниже заявленных пределов содержаний известняка, волластонита,каолина, целлюлозы и карбоксиметилцеллюлозы. При этом также ухудшается газовая защита зоны сварки от взаимодействия с окружающей атмосферой. Увеличение в составе шихты содержания известняка, волластонита, каолина, целлюлозы и карбоксиметилцеллюлозы выше заявленных пределов приводит к улучшению технологичности изготовления электродов. Однако при этом увеличивается гигроскопичность покрытия,снижается его термостойкость. Снижение в составе шихты содержания рутилильменитового концентрата, марганцевой руды,полевого шпата и ферромарганца ниже заявленных пределов приводит к улучшению опрессовки электродов. Однако при этом ухудшаются другие характеристики сварочных электродов. Так,уменьшение содержания рутил-ильменитового концентрата, марганцевой руды и полевого шпата приводит к ухудшению кроющей способности шлака и его отделимости с поверхности металла шва после сварки. Уменьшение содержания в составе шихты ферромарганца сопровождается ухудшением кроющей способности шлака и снижением механических характеристик металла сварных швов. Таким образом, изменение пределов содержания любого из компонентов заявляемого состава шихты приводит к ухудшению свойств сварочных электродов. Предлагаемый состав шихты электродного покрытия сообщает сварочным 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 переменном и постоянном токе во всех пространственных положениях, за исключением вертикального положения сверху вниз. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Состав сухой шихты электродного покрытия,включающий концентрат, содержащий диоксид титана, полевой шпат, компонент, содержащий соединения марганца с кислородом, каолин,ферромарганец,целлюлозу и компонент,содержащий карбонат кальция, отличающийся тем,что он дополнительно содержит волластонит и карбоксиметилцеллюлозу, а в качестве концентрата,содержащего диоксид гитана, рутил-ильменитовый концентрат, в качестве компонента, содержащего соединения марганца с кислородом, марганцевую руду и в качестве компонента, содержащего карбонат кальция, известняк, при следующем соотношении компонентов, мас.Рутил-ильменитовый концентрат 25-60 Марганцевая руда 6-24 Полевой шпат 6-20 Известняк 3-14 Каолин 3-7 Волластонит 4-15 Ферромарганец 10-29 Целлюлоза 2-6 Карбоксиметилцеллюлоза 0.5-1,4.