29.04.2019
219.017.40ca

ЭЛЕКТРОД ДЛЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение может быть использовано для ручной дуговой сварки высоколегированных жаропрочных и жаростойких сталей с содержанием хрома до 26% и никеля до 20%. Электрод состоит из стержня из высоколегированной стали и нанесенного на него покрытия, содержащего, мас.%: мрамор 7-22, ферросилиций до 10, ферромарганец или марганец 4-12, феррохром или хром 4-15, хромовокислый калий 0,5-5,0, диоксид титана - остальное. Покрытие содержит дополнительно, мас.%: феррониобий до 10 и/или ферротитан 2-10. Покрытие может содержать дополнительно, по меньшей мере, один компонент, выбранный из группы, включающей, мас.%: гематит - до 10, доломит 3-10, полевой шпат 3-10, плавиковый шпат 4-10, железный порошок 2-13, сода - до 3. В качестве диоксида титана покрытие содержит рутил и/или чистую двуокись титана. Отношение содержания диоксида титана к мрамору меньше или равно 1,5-2,5. Стержень электрода выполнен из проволоки Св-04Х19Н9 или Св-07Х18Н8Г2Б, или Св-04Х19Н11М. Хромпик способствует формированию геометрически совершенной формы сварного шва. Электрод допускает сварку как переменным, так и постоянным током, обладает высокой сопротивляемостью образованию пор в наплавленном металле, легким зажиганием дуги и отделимостью шлака. 5 з.п. ф-лы, 3 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к сварочным материалам и может быть использовано для ручной дуговой сварки высоколегированных жаропрочных и жаростойких сталей с содержанием хрома до 26% и никеля - до 20%.

Для сварки упомянутых сталей преимущественно применяют электроды с покрытием основного вида, т.е. на основе мрамор-плавиковый шпат - см., например, SU 804308 А1, 15.02.1981 /1/. Такие электроды характеризуются низкой технологической маневренностью при выполнении сварки вследствие недостаточной устойчивости и эластичности дуги, обусловленных низкой эмиссионной способностью покрытия и шлака. Нестабильное плавление электрода, в свою очередь, способствует спонтанному изменению характера переноса электродного металла через дуговой промежуток, например, от среднекапельного до крупнокапельного, обусловливающего неудовлетворительное формирование сварного шва и его поверхности, а также ухудшение отделимости шлака, особенно из узких и глубоких разделок. Кроме того, упомянутые электроды допускают сварку только постоянным током.

В какой-то мере указанные недостатки могут быть устранены применением электродов с рутиловым, рутилосновным или рутиловокислым покрытием.

Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемого электрода является покрытый электрод для ручной дуговой сварки по RU 2248869 С1, 27.03.2005 /2/. Электрод /2/ 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 некоторую склонность к образованию пор в наплавленном металле, обусловленную кристаллизационной влагой покрытия, трудно удаляемой путем прокалки таких электродов.

Задачей изобретения является создание электродов для сварки указанной выше группы сталей, лишенных приведенных недостатков.

Технический результат, обеспечиваемый решением указанной задачи, состоит в получении электрода, допускающего сварку как переменным, так и постоянным током, обладающего высокой сопротивляемостью образованию пор в наплавленном металле, а также легким зажиганием дуги, в т.ч. повторным, и легкой отделимостью шлака вплоть до самопроизвольной.

Поставленная задача решается тем, что в электроде для ручной дуговой сварки высоколегированных сталей и сплавов на железоникелевой и никелевой основе, состоящем из стержня из высоколегированной стали и нанесенного на него покрытия, содержащего мрамор, ферросилиций, ферромарганец или марганец, феррохром или хром, диоксид титана, покрытие дополнительно содержит хромовокислый калий при следующем содержании компонентов, мас.%:

Мрамор 7-22
Ферросилиций до 10
Ферромарганец или
марганец 4-12
Феррохром или хром 4-15
Хромовокислый калий 0,5-5,0
Диоксид титана остальное.

Кроме того, покрытие может содержать дополнительно, по меньшей мере, один компонент, выбранный из группы, включающей, мас.%: феррониобий - до 10, ферротитан 2-10, гематит - до 10, доломит 3-10, железный порошок 2-13, плавиковый шпат 4-10, полевой шпат 3-10, сода - до 3. Отношение содержания диоксида титана к мрамору меньше или равно 1,5-2,5.

В качестве диоксида титана покрытие может содержать рутил и/или чистую двуокись титана.

Стержень электрода может быть выполнен из проволоки марок Св-04Х19Н9 или Св-04Х18Н8Г2Б, или Св-04Х19Н11М.

Все компоненты покрытия подобраны таким образом, чтобы оно соответствовало рутиловому или рутилосновному виду. Наличие в покрытии диоксида титана в указанном соотношении обеспечивает возможность сварки переменным током, а принятая доля плавикового шпата обеспечивает фокусирование дуги и, обеспечивая стабильность дугового разряда, способствует формированию геометрически совершенной формы сварного шва, при этом не исключая возможности сварки постоянным током.

Хромовокислый калий (хромпик) - KCr2O3, являясь очень активным материалом, существенно влияет на межфазное взаимодействие ингредиентов покрытия, образующих шлак (в общем случае - мрамор, плавиковый шпат). Хромпик влияет на поверхностное натяжение между шлаком и каплями металла, переносимыми с торца электрода в сварочную ванну. Кроме того, хромпик оказывает влияние на форму шлака, регулирование его количества позволяет сформировать шлак от равномерной толщины по периметру шва до серповидной, которой присуща самая легкая отделимость шлака.

Марганец (или ферромарганец) улучшает механические свойства сварного шва при комнатной и повышенной температуре. Совместное введение в покрытие таких компонентов, как ферромарганец или марганец, ферросилиций и железный порошок в предлагаемых количествах, позволяет регулировать в широком диапазоне химический состав, теплофизические и механические свойства сварного шва, а также структуру наплавленного металла.

Ферросилиций и ферротитан обеспечивают глубокое раскисление наплавленного металла и снижают склонность к старению.

Введение в покрытие таких компонентов, как феррониобий и ферротитан, не является обязательным во всех случаях реализации изобретения, а зависит от базового состава сварочной проволоки, а также от требований к физико-химическим и функциональным характеристикам наплавленного металла.

Компоненты из группы, которую составляют доломит, полевой шпат, плавиковый шпат, гематит и сода, также не являются обязательными во всех случаях использования изобретения и вводятся с целью регулирования сварочно-технологических свойств электрода (повышения стабильности дуги, улучшения отделимости шлака, формирования шва и его размеров и т.д.) либо для регулирования характера переноса расплавленного металла в сварочную ванну благодаря изменению поверхностного натяжения в системе "шлак-металл" при плавлении электрода. Введение доломита и гематита влияет на поверхностные свойства шлака, проявляющиеся как при переносе металла в сварочную ванну, так и при формировании шва. Железный порошок позволяет регулировать активность покрытия и шлака при горении дуги.

В качестве диоксида титана может быть использован рутил или чистая двуокись титана. Указанные материалы могут быть использованы также и совместно.

Изобретение реализуется следующим образом.

Для изготовления электродов использовали стержни из аустенитной проволоки Св-04Х19Н9, или Св-07Х18Н8Г2Б, или Св-04Х19Н11М. 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 табл.1: примеры 1,2 - на проволоке Св-04Х19Н9, пример 3 - на проволоке Св-07Х18Н8Г2Б, а пример 4 - на проволоке Св-04Х19Н11М.

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

Испытания электродов проводили следующим образом. Электродами были сварены пластины из стали 12Х18Н9 толщиной 20 мм, из которых были изготовлены образцы для механических испытаний и химического анализа наплавленного металла.

В процессе сварки стыковых соединений были выявлены следующие технологические особенности электродов:

- устойчивое горение дуги при сварке как постоянным, так и переменным током;

- легкое зажигание и легкое повторное зажигание дуги;

- незначительные (до 1,5%) потери электродного металла на разбрызгивание;

- очень легкая, а во многих случаях самопроизвольная, отделимость шлака, в том числе из разделок стыкового соединения;

- хорошее формирование симметричного шва с мелкочешуйчатой поверхностью при сварке во всех пространственных положениях (кроме вертикального сверху-вниз).

В табл.1 приведены составы покрытий с учетом необходимости делегирования наплавленного металла или дополнительного легирования элементами, которые не предусмотрены базовым составом проволоки.

В табл.2 приведены механические свойства наплавленного металла, полученного с использованием составов из табл.1, а в табл.3 - соответствующий химический состав наплавленного металла.

Таблица 1.
Компоненты покрытия Номер состава покрытия
1 2 3 4
Мрамор 17 13 20 22
Плавиковый шпат 6 8 6,5 10
Рутил 17 12 32 -
Двуокись титана 12 21 - 32
Гематит 10 5 3 -
Феррохром 8 8 7 7
Полевой шпат 5 9 3 10
Хромовокислый калий 1,5 2,0 2,5 4
Ферротитан 3,5 2 4 4
Ферромарганец 4,5 5 4 4
Феррониобий 4,5 5 2 2
Доломит 3 - 4 -
Сода - 1,5 2 2
Железный порошок - 3,5 8 -
Ферросилиций 8 5 2 3

Таблица 2
№ состава покрытия Временное сопротивление разрыву, МПа Механические свойства
Относительное удлинение, % Ударная вязкость, Дж/см2
1 576 32,6 149
2 604 30,1 132
3 597 33,7 161
4 611 31,8 129

Таблица 3
№ состава покрытия Химический состав наплавленного металла, %
С Si Mn Ni Cr Nb S Р
1, 2 0,07 0,71 1,4 9,0 20,5 - 0,012 0,019
3 0,09 0,58 1,3 9,2 18,7 1,10 0,017 0,017
4 0,045 0,49 1,2 10,95 20,0 Mo/1,17 0,019 0,017

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 10.
27.09.2013
№216.012.6e86

Керамический флюс для автоматической сварки и наплавки

Изобретение может быть использовано при автоматической сварке или наплавке под флюсом изделий из высоколегированных коррозионно-стойких сталей аустенитного класса. Керамический флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.ч.: оксид алюминия, введенный в виде глинозема и/или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493945
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.01.2014
№216.012.9b02

Состав электродного покрытия для износостойкой наплавки

Изобретение может быть использовано при изготовлении электродов для износостойкой наплавки деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания в сочетании с интенсивными ударными нагрузками. Покрытие содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: карбид титана 9,4-10,0, феррохром...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505388
Дата охранного документа: 27.01.2014
10.02.2014
№216.012.9df9

Электродное покрытие для износостойкой наплавки

Изобретение может быть использовано при изготовлении электродов для износостойкой наплавки деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания в сочетании с интенсивными ударными нагрузками. Электродное покрытие содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: плавиковый шпат 8,0-10,5,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506149
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.04.2014
№216.012.b77b

Способ наплавки

Изобретение может быть использовано для наплавки деталей под слоем флюса двумя ленточными электродами. Электроды одинакового сечения подают в зону плавления одновременно с одинаковыми скоростями параллельно друг другу. Впереди сварочной головки по ходу наплавки подают флюс с образованием слоя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002512698
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b77f

Сварочная головка

Изобретение может быть использовано для сварки или наплавки под флюсом двумя ленточными электродами. На корпусе сварочной головки смонтирован механизм подачи электродов, неподвижные направляющие для электродов, флюсоподающая система. Регулируемые рычаги с токоподводящими губками укреплены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002512702
Дата охранного документа: 10.04.2014
27.08.2014
№216.012.ed84

Флюс для автоматической наплавки ленточным электродом

Изобретение может быть использовано для нанесения высоколегированных плакирующих слоев путем автоматической наплавки ленточным электродом под слоем флюса в электрошлаковом режиме рабочих поверхностей современных корпусов атомных реакторов и других сосудов высокого давления. Флюс содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526623
Дата охранного документа: 27.08.2014
20.05.2015
№216.013.4c0c

Способ электрошлаковой наплавки покрытия на внутреннюю поверхность трубы

Изобретение относится к способу электрошлаковой наплавки покрытия на внутреннюю поверхность трубы и может найти применение при нанесении защитных актикоррозионных покрытий на внутреннюю поверхность труб для оборудования атомной и химической промышленности. Изобретение позволяет снизить...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550982
Дата охранного документа: 20.05.2015
29.04.2019
№219.017.4411

Электрод для ручной дуговой сварки перлитных сталей

Изобретение может быть использовано для ручной дуговой сварки низколегированных сталей перлитного класса, в частности, марок 10ГН2МФА, 15Х2НМФА, 15Х2НМФАА, 15Х3НМА, 15Х3НФАА, работающих при температуре до 350°С. Электрод включает стержень из низколегированной стали и нанесенное на него...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002428291
Дата охранного документа: 10.09.2011
29.04.2019
№219.017.441f

Электрод для ручной дуговой сварки дуплексных и разнородных сталей

Изобретение 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....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002428290
Дата охранного документа: 10.09.2011
29.04.2019
№219.017.4533

Электрод для ручной дуговой сварки

Изобретение может быть использовано для ручной дуговой сварки высоколегированных жаропрочных и жаростойких сталей с содержанием хрома более 25% и никеля 15% и более 20%, а также сплавов на железоникелевой и никелевой основе. Электрод состоит из стержня из высоколегированной стали и нанесенного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002400341
Дата охранного документа: 27.09.2010
Показаны записи 1-10 из 12.
27.09.2013
№216.012.6e86

Керамический флюс для автоматической сварки и наплавки

Изобретение может быть использовано при автоматической сварке или наплавке под флюсом изделий из высоколегированных коррозионно-стойких сталей аустенитного класса. Керамический флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.ч.: оксид алюминия, введенный в виде глинозема и/или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493945
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.01.2014
№216.012.9b02

Состав электродного покрытия для износостойкой наплавки

Изобретение может быть использовано при изготовлении электродов для износостойкой наплавки деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания в сочетании с интенсивными ударными нагрузками. Покрытие содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: карбид титана 9,4-10,0, феррохром...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505388
Дата охранного документа: 27.01.2014
10.02.2014
№216.012.9df9

Электродное покрытие для износостойкой наплавки

Изобретение может быть использовано при изготовлении электродов для износостойкой наплавки деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания в сочетании с интенсивными ударными нагрузками. Электродное покрытие содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: плавиковый шпат 8,0-10,5,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506149
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.04.2014
№216.012.b77b

Способ наплавки

Изобретение может быть использовано для наплавки деталей под слоем флюса двумя ленточными электродами. Электроды одинакового сечения подают в зону плавления одновременно с одинаковыми скоростями параллельно друг другу. Впереди сварочной головки по ходу наплавки подают флюс с образованием слоя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002512698
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b77f

Сварочная головка

Изобретение может быть использовано для сварки или наплавки под флюсом двумя ленточными электродами. На корпусе сварочной головки смонтирован механизм подачи электродов, неподвижные направляющие для электродов, флюсоподающая система. Регулируемые рычаги с токоподводящими губками укреплены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002512702
Дата охранного документа: 10.04.2014
27.08.2014
№216.012.ed84

Флюс для автоматической наплавки ленточным электродом

Изобретение может быть использовано для нанесения высоколегированных плакирующих слоев путем автоматической наплавки ленточным электродом под слоем флюса в электрошлаковом режиме рабочих поверхностей современных корпусов атомных реакторов и других сосудов высокого давления. Флюс содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526623
Дата охранного документа: 27.08.2014
20.05.2015
№216.013.4c0c

Способ электрошлаковой наплавки покрытия на внутреннюю поверхность трубы

Изобретение относится к способу электрошлаковой наплавки покрытия на внутреннюю поверхность трубы и может найти применение при нанесении защитных актикоррозионных покрытий на внутреннюю поверхность труб для оборудования атомной и химической промышленности. Изобретение позволяет снизить...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550982
Дата охранного документа: 20.05.2015
29.04.2019
№219.017.4411

Электрод для ручной дуговой сварки перлитных сталей

Изобретение может быть использовано для ручной дуговой сварки низколегированных сталей перлитного класса, в частности, марок 10ГН2МФА, 15Х2НМФА, 15Х2НМФАА, 15Х3НМА, 15Х3НФАА, работающих при температуре до 350°С. Электрод включает стержень из низколегированной стали и нанесенное на него...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002428291
Дата охранного документа: 10.09.2011
29.04.2019
№219.017.441f

Электрод для ручной дуговой сварки дуплексных и разнородных сталей

Изобретение 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....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002428290
Дата охранного документа: 10.09.2011
29.04.2019
№219.017.4533

Электрод для ручной дуговой сварки

Изобретение может быть использовано для ручной дуговой сварки высоколегированных жаропрочных и жаростойких сталей с содержанием хрома более 25% и никеля 15% и более 20%, а также сплавов на железоникелевой и никелевой основе. Электрод состоит из стержня из высоколегированной стали и нанесенного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002400341
Дата охранного документа: 27.09.2010

Похожие РИД в системе