электрод для ручной дуговой сварки дуплексных и разнородных сталей

Формула изобретения

1. Электрод для ручной дуговой сварки дуплексных или разнородных сталей, включающий стержень из хромоникелевой стали и нанесенное на него покрытие, содержащее доломит, плавиковый шпат, рутил, двуокись титана, полевой шпат, кварцевый песок, периклаз, слюду мусковит, гематит, углерод, оксид хрома, хром металлический, ферросилиций, марганец, молибден, железный порошок и пластификатор, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

доломит	5-20
плавиковый шпат	3-15
рутил	10-25
двуокись титана	5-20
полевой шпат	2-10
кварцевый песок	2-10
периклаз	1-8
слюда мусковит	1-5
гематит	1-5
углерод	0,1-0,3
оксид хрома	1-4
хром металлический	6-20
ферросилиций	2-8
марганец	1-8
молибден	1-8
железный порошок	3-10
пластификатор	0,5-3,0

2. Электрод по п.1, отличающийся тем, что в качестве пластификатора его покрытие содержит поташ и/или альгинат-гель.

3. Электрод по п.1, отличающийся тем, что стержень выполнен из проволоки Св-06Х24Н6ТАМФ.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сварочным материалам и может быть использовано для ручной дуговой сварки дуплексных и разнородных сталей, в частности углеродистых с низколегированными или среднелегированными закаливающимися сталями, аустенитных или аустенитно-ферритных сталей, в т.ч. броневых, с аустенитными, а также любых их сочетаний.

Известен покрытый электрод для ручной дуговой сварки высоколегированных и разнородных сталей по RU 2248869 С1, 27.03.2005 /1/. Электрод /1/ состоит из стержня из аустенитной стали и покрытия, содержащего, мас.%: мрамор 10-28, ферромарганец или марганец 6-15, ферросилиций 1-9, феррохром или хром 5-20, магнезит 3-12, железный порошок 2-10, диоксид титана остальное. Электрод допускает сварку как постоянным, так и переменным током. Его недостатком можно признать невозможность использования для сварки между собой широкого спектра сталей, а также некоторую склонность к образованию трещин в наплавленном металле.

Задачей изобретения является создание универсального электрода, пригодного для сварки различных сочетаний свариваемых сталей, в т.ч. трудносвариваемых.

Технический результат, обеспечиваемый решением указанной задачи, состоит в получении металла сварного шва (наплавленного металла) с гарантированным отсутствием трещин за счет регулирования содержания ферритной фазы (от 10 до 25%), выбранного в зависимости от состава свариваемых сталей.

Поставленная задача решается тем, что электрод для ручной дуговой сварки дуплексных или разнородных сталей включает легированный стержень и нанесенное на него покрытие, содержащее доломит и/или мрамор, плавиковый шпат, рутил, двуокись титана, полевой шпат, кварцевый песок, периклаз, слюду мусковит, гематит, углерод, оксид хрома, хром металлический, ферросилиций, марганец, молибден, железный порошок и пластификатор, при следующем содержании компонентов, мас.%:

доломит и/или мрамор	5-20
плавиковый шпат	3-15
рутил	10-25
двуокись титана	5-20
полевой шпат	2-10
кварцевый песок	2-10
периклаз	1-8
слюда мусковит	1-5
гематит	1-5
графит	0,1-0,3
оксид хрома	1-4
хром металлический	6-20
ферросилиций	2-8
марганец	1-8
молибден	1-8
железный порошок	3-10
пластификатор	0,5-3,0

В качестве пластификатора покрытие электрода может содержать поташ и/или альгинат-гель.

Стержень электрода может быть выполнен из проволоки Св-06Х24Н6ТАМФ.

Марганец может быть введен в покрытие в виде ферромарганца, а молибден - в виде ферромолибдена.

Шлаковая основа покрытия подобрана таким образом, чтобы электрод соответствовал рутилосновному виду, при этом наличие в покрытии рутила и двуокиси титана в указанном соотношении обеспечивает возможность сварки как переменным током, так и постоянным током.

Дуплексные стали содержат наряду с аустенитной фазой порядка 15-25% ферритной фазы, что гарантирует исключение образования трещин.

Введением в состав покрытия ферросилиция, хрома и молибдена регулируется содержание в сварном шве ферритной фазы, а за счет изменения содержания железного порошка и марганца регулируют количество аустенитной фазы. Сбалансированное соотношение указанных компонентов дает возможность получения наплавленного металла с заданным соотношением феррита и аустенита.

Введение гематита совместно с графитом улучшает сварочно-технологические свойства электродов, в частности унифицирует перенос электродного металла в сварочную ванну, что в свою очередь, стабилизирует состав и свойства металла шва. Слюда также влияет на поверхностные свойства наплавленного металла. Совместное введение указанных компонентов обеспечивает согласование плавления стержня и покрытия и стабильный перенос электродного металла в сварочную ванну.

Периклаз введен в состав покрытия для снижения окислительной способности газовой фазы при высоких температурах.

Высоколегированная проволока Св-06Х24Н6ТАМФ гарантирует образование 15-20% ферритной фазы в наплавленном металле. Может быть использована и другая хромоникелевая проволока в зависимости от необходимого соотношения ферритной и аустенитной фазы.

Изобретение реализуется следующим образом.

Для изготовления электродов использовали стержни из проволоки Св-06Х24Н6ТАМФ. Все компоненты покрытия измельчали, а затем смешивали со связующим, в качестве которого использовали натриевое или натриево-калиевое жидкое стекло.

Составы покрытий электродов, включающих ингредиенты в предлагаемом соотношении, приведены в таблице 1.

Электроды изготавливали опрессовкой, а затем подвергали сушке и прокалке при температуре 280-300°C в течение 1 часа.

В табл.1 приведены составы покрытия электрода в соответствии с формулой изобретения. Покрытие нанесено на стержень из проволоки Св-06Х24Н6ТАМФ диаметром 4 мм при коэффициенте массы покрытия 42-44%.

Содержание ферритной фазы в металле, наплавленном с использованием электродов, имеющих состав покрытия 1, 2 и 3, составляет от 25 до 40%.

В табл.2 приведены результаты механических испытаний наплавленного металла на образцах, полученных с использованием электродов с покрытием из табл.1. Все образцы не имеют трещин в наплавленном металле.

Таблица 1
Компоненты покрытия	Номер состава покрытия
1	2	3
доломит	17	15	5
плавиковый шпат	3	10	13
рутил	22	10	12
двуокись титана	5	13	15
полевой шпат	7	3,3	2
кварцевый песок	2	6	8
периклаз	6	2	1
слюда мусковит	1	3	5
гематит	4	3	1
углерод	0,2	0,1	0,3
оксид хрома	1	2	4
хром металлический	18	14	6
ферросилиций	2	5	8
марганец	7	3	1
молибден	1	3,6	7
железный порошок	3	5	9
поташ	-	2	0,7
альгинат-гель	0,8	-	2

Таблица 2
Номер состава покрытия	Механические свойства металла шва (наплавлен. металла)
Временное сопротивл., в, МПа	Предел текучести, 02, МПа	Относител. удлинение, %	Относител. сужение, ,%
1	860	651	30	36
2	862	676	30	35
3	855	642	18,5	22