СВАРОЧНЫЙ ЭЛЕКТРОД

Полезная модель относится к сварочным материалам, а, именно, к электродам для электродуговой сварки и может быть использована для сварки металлоконструкций из низкоуглеродистой стали.
Известен электрод рутилового вида для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей, содержащий покрытие, включающее ильменитовый концентрат, ферромарганец, целлюлозу, карбонат металла:
8
мрамор, и/или магнезит, и/или доломит, и/или известняк (см. патент РФ №2058225, МПК В23К 35/365, опубл. 20.04.1996 г.).
Недостатком электрода является широкая вариация применяемых компонентов, так как могут быть и неудовлетворительные результаты. Использование каолина приводит к повышенному содержанию водорода в наплавленном металле и увеличению вероятности образования трещин в сварном соединении.
8
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является электрод для сварки низкоуглеродистой стали, состоящий из стального стержня и покрытия, содержащего ильменитовый концентрат, целлюлозу, полевой шпат (см. патент РФ №2199424, МПК В23К 35/365, опубл. 27.02.2003 г.)
Недостатком прототипа является наличие в нем дефицитного и дорогостоящего талька.
Задачей предлагаемого технического решения является снижение себестоимости электродов за счет использования дешевого и легко доступного сырья и улучшение сварочно-технологических свойств рутиловых электродов.
Технический результат заключается в улучшении опрессовываемости покрытия и, как следствие, достижении тестированных значений эксцентриситета покрытий, равномерности плавления электродов при сварке на вертикальной и потолочной плоскости, повышении устойчивости горения сварочной дуги.
Решение технической задачи достигается тем, что известный сварочный электрод, состоит из стержня и покрытия, содержащего ильменитовый концентрат, целлюлозу, полевой шпат, согласно полезной модели, покрытие дополнительно содержит ферромарганец и доломит, а в качестве пластификатора и стабилизатора сланец глинистый.
Компоненты покрытия взяты в следующих мас.%:
Доломит
10-14
ферромарганец
17-18
сланец глинистый
6-18
полевой шпат
8-18
целлюлоза
1-2
ильменитовый концентрат
остальное.
Данная конструкция электрода позволит, за счет введения в состав покрытия сланца глинистого, повысить пластичность покрытия, стабилизирующие свойства, снизить стоимость, за счет использования отходов добычи горного производства, а также улучшить опрессовываемость покрытий и снизить склонность к образованию "козырьков" при сварке вертикальных швов, за счет большей равномерности его плавления.
2
3
2
3
2
2
5
3
2
2
Глинистый сланец Кайского месторождения имеет следующий состав, в %: SiO3-61,22; MgO-6,61; CaO-1,02; АLO-20,61; FeО-0,27; TiO-0,75; PO-0,14; MnO-0,067; SO-0,15; NaO-0,95; KO-2,7; FeO-6,3.
В состав покрытий рутиловых электродов глинистый сланец входит в количестве 6-18%.
Экспериментально установлено, что при содержании сланца глинистого менее 6% в составе покрытий сварочных электродов снижается пластичность обмазочной массы, что не позволяет достичь значений эксцентриситета покрытия е≤0,2 мм, необходимых по ГОСТу 9466-75 для электродов диаметром 4 мм.
Повышение содержания сланца глинистого более 18% приводит к ухудшению сварочно-технологических свойств, что проявляется в пониженной вязкости шлака и ухудшении его отделимости.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображен общий вид сварочного электрода и таблицами 1 и 2.
Сварочный электрод состоит из стержня 1 и покрытия 2, содержащего ильменитовый концентрат, целлюлозу, полевой шпат, ферромарганец и доломит, а в качестве пластификатора и стабилизатора сланец глинистый.
Сварочный электрод изготавливают следующим образом.
Для проведения контрольных испытаний были изготовлены электроды, состоящие из стержня 1 диаметром 4 мм, на который наносили покрытие 2, используя три примерами составов, представленных в таблице 1.
Механические испытания проводились по ГОСТ 9466-75 на образцах типа II для растяжения, типа VI - для ударной вязкости при положительных температурах, типа IX - для ударной вязкости при отрицательных температурах. По механическим свойствам наплавленный металл, с предложенным составом покрытия 2 электродов, относится к типу Э46 (ГОСТ 9467-75) и обеспечивает требуемые значения по механическим свойствам (см. таблица 2).
Испытания показали, что сварочно-технологические свойства (устойчивость дуги, кроющая способность и отделимость шлака, формирование швов в различных положениях, разбрызгивание) электродов с предлагаемыми компонентами не ухудшались. Для электродов типа АНО-6 со сланцем глинистым в покрытии наблюдалось улучшение сварочно-технологических свойств, которое выражалось в повышении верхнего
предела сварочного тока и снижении нижнего предела рабочего сварочного тока.
Использование сварочного электрода позволит по сравнению с прототипом значительно повысить легкость зажигания и устойчивость горения дуги при сварке, обеспечить требуемые значения ударной вязкости при сохранении механических свойств наплавленного металла, улучшить технологичность опрессовки электродов, исключая использование дорогостоящих импортных пластификаторов, исключить появление вмятин на поверхности покрытия и устранить сверхнормативную разнотолщинность покрытия. Большие запасы глинистого сланца (Кайское месторождение), близость к местам переработки, стабильность его химического состава, легкая измельчаемость до мелкой фракции и дешевизна могут обеспечить его широкое промышленное применение на отечественных и зарубежных электродопроизводящих предприятиях.
Состав покрытия сварочных электродов
Таблица 1
Варианты экспериментов
Состав покрытия
Доломит
Ферро марганец
Сланец глинистый
Полевой шпат
Целлюлоза
Ильменитовый концентрат
1
10
18
8
18
2
44
2
10
18
18
8
2
44
3
14
17
8
16
2
43
Механические свойства металла шва
Таблица 2
Варианты экспериментов
Механические свойства металла шва
Временное сопротивление МПа
Предел текучести МПа
Относительное удлинение %
Ударная вязкость Дж/см<sup>2</sup>
1
510-530
420-460
29-31
135-175
2
500-530
410-450
25-30
115-145
3
480-510
400-440
23-28
125-165