Состав сухой шихты электродного покрытия

(51) 23 35/365 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к сварочному производству, в частности, к покрытиям сварочных электродов, используемых для ручной дуговой сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей. Технический результат изобретения - получение мелкокристаллической структуры металла сварного шва. Это достигается использованием электродной шихты при следующем соотношении компонентов,мас. мрамор 26-60, плавиковый шпат 14-45,рутил-ильменитовый концентрат 3-16, полевой шпат 3-10, турмалин 5-22, углекислый натрий 0,3-1,7,ферромарганец 5-12,ферросилиций 4-11,ферротитан 3-12, карбоксиметилцеллюлоза 0,4-1,8.(72) Айтуреев Мурат Жарылкасынович Бишимбаев Валихан Козыкеевич Абдурахманов Рустамбек Убайдуллаевич Есимов Беген Омарович Карынбаев Галымжан Кушербекович(73) Республиканское государственное казенное предприятие Южно-Казахстанский государственный университет им. М. Ауезова Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) Предварительный патент РК 10309, 23 35/365, 2001(54) СОСТАВ СУХОЙ ШИХТЫ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ 20668 Изобретение относится к сварочному производству, в частности, к покрытиям сварочных электродов, используемых для ручной дуговой сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей. Известно электродное покрытие (Патент 11618, В 23 К 35/365, 2006 г., Б.И.4), используемое для сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей, содержащее, мас. Мрамор 26-56 Плавиковый шпат 7-43 Ферромарганец 6-14 Ферросилиций 5-12 Ферротитан 4-15 Углекислый натрий 0,2-1,6 Коллективный рутилильменитовый концентрат 3-16 Каолин 2-10 Карбоксиметилцеллюлоза 0,2-1,8 Волластонит 2-14 Данное покрытие обеспечивает сравнительно хорошие сварочно-технологические свойства электродов, однако не обеспечивает получение металла сварных швов с мелкокристаллической структурой. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является электродное покрытие (Предпатент 10309, В 23 К 35/365, 2001 г., Б.И. 6),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 Рутил-ильменитовый концентрат 4-16 Полевой шпат 2-10 Каолин 3-11 Карбоксиметилцеллюлоза 0,2-1,6 Электроды с данным покрытием обладают хорошими сварочно-технологическими свойствами. Недостатком этого покрытия является то, что при его использовании формируется крупнокристаллическая структура металла сварных швов. Задача изобретения - разработка состава сухой шихты электродного покрытия, обеспечивающего в процессе сварки получение металла сварного шва с мелкокристаллической структурой. Технический результат изобретения - получение мелкокристаллической структуры металла сварного шва. Достигается это тем, что состав сухой шихты покрытий сварочных электродов для сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей,включающее мрамор, плавиковый шпат, рутилильменитовый концентрат,полевой шпат,углекислый натрий, ферромарганец, ферросилиций,ферротитан и карбоксиметилцеллюлоза,дополнительно содержит турмалин, при следующем соотношении компонентов, мас. Мрамор 26-60 2 Плавиковый шпат 14-45 Рутил-ильменитовый концентрат 3-16 Полевой шпат 3-10 Турмалин 5-22 Углекислый натрий 0,3-1,7 Ферромарганец 5-12 Ферросилиций 4-11 Ферротитан 3-12 Карбоксиметилцеллюлоза 0,4-1,8 В состав сухой шихты турмалин ввели в качестве модифицирующего компонента. Турмалин в своем составе содержит борный ангидрид, разлагающийся в процессе сварки с образованием бора. Последний выполняет функции модификатора в составе массы,который, попадая в расплавленный металл сварочный ванны, способствует тем самым измельчению структуры металла сварочного шва. Эффективное измельчение структуры металла сварного шва достигается переходом бора из шлаковой фазы в металлическую в тысячных долях процента. Турмалин, кроме того, в составе электродного покрытия выполняет функции шлакообразующего и пластифицирующего компонента. Снижение содержания турмалина в составе шихты ниже заявленного значения сопровождается снижением степени измельчения структуры металла сварного шва. Повышение содержания турмалина в составе шихты выше заявленного значения приводит к ухудшению формирования сварного шва, особенно при выполнении сварки в вертикальном положении. При приготовлении предлагаемой сухой шихты электродного покрытия, исходных компонентов предварительно подвергают к сушке и измельчению. Размеры зерен компонентов должен находиться в пределах 40-200 мкм. После чего их дозируют в строго процентном соотношении без учета жидкого стекла. Затем сухую шихту 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 к массе сухой шихты. Приготовленную электродную обмазочную массу наносят на боковую поверхность металлического стержня методом прессования. Предварительную сушку (провяливание) опрессованных электродов осуществляют при температуре 40-70 С в течение 25-30 минут. После провяливания электроды прокаливают при температуре 370-430 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 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. Конкретные составы предлагаемой электродной шихты и их свойства представлены в таблице. Оценку степени измельчения структуры металла сварного шва осуществляли по среднему размеру кристаллитов. Т.е. чем меньше средний размер 20668 кристаллитов, тем больше степень измельчения структуры металла сварного шва. Варьирование составом предлагаемой шихты при его разработке показало, что только при выдерживании содержания компонентов в заявляемых пределах обеспечиваются положительные показатели. 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 постоянном токе обратной полярности во всех пространственных положениях, включая нижнее, горизонтальное,вертикальное снизу вверх. При сварке электродами на основе предлагаемого состава шихты достигаются достаточно высокие механические характеристики сварных швов и соединений, включая прочность,пластичность и ударную вязкость при нормальной и низкой температурах. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Состав сухой шихты электродного покрытия,включающий мрамор, плавиковый шпат, рутилильменитовый концентрат,полевой шпат,углекислый натрий, ферромарганец, ферросилиций,ферротитан и карбоксиметилцеллюлозу,отличающийся тем, что он дополнительно содержит турмалин при следующем соотношении компонентов, мас. Мрамор 26-60 Плавиковый пшат 14-45 Рутил-ильменитовый концентрат 3-16 Полевой шпат 3-10 Турмалин 5-22 Углекислый натрий 0,3-1,7 Ферромарганец 5-12 Ферросилиций 4-11 Ферротитан 3-12 Карбоксиметилцеллюлоза 0,4-1,8.