ПОРОШКОВАЯ ПРОВОЛОКА
POWDER WIRE

Изобретение относится к электродным материалам для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей.
Наиболее близкой по составу, принятой в качестве прототипа, является порошковая проволока, раскрытая в авторском свидетельстве SU 835682 А, 07.06.1981 [1]. Известная порошковая проволока из [1] характеризуется следующим соотношением компонентов, мас.%:
Ферромарганец
2,5-3,2
Ферросилиций
1,5-2,5
Железная окалина
9-30
Алюминиево-магниевый порошок
3-10
Фторопласт
1,0-2,5
Железный порошок
остальное.
Известная порошковая проволока не позволяет обеспечить при сварке одинаковое содержание химических элементов, особенно углерода, в сварном шве и матричном металле. Содержащийся в составе проволоки фторопласт не обеспечивает необходимого содержания углерода в структуре сварного шва, что приводит к снижению прочности сварной конструкции.
Технический результат заявленного изобретения заключается в том, что заявленная порошковая проволока позволяет производить сварку низкоуглеродистых и низколегированных сталей с получением сварного шва, идентичного по химическому составу с матричным металлом.
Указанный технический результат достигается тем, что в порошковой проволоке, включающей оболочку из низкоуглеродистой стали и шихту, содержащую железную окалину, алюминиевый порошок, ферросилиций и ферромарганец, коэффициент заполнения проволоки шихтой составляет 30-50% и шихта дополнительно содержит графит при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Железная окалина
52,5-73,1
Алюминиевый порошок
17,5-24,4
Ферросилиций
0,4-10
Ферромарганец
2-16
Графит
0,1-4.
Диапазон коэффициента заполнения проволоки шихтой - 30-50% обуславливается тем, что при меньшем заполнении проволоки наблюдается нестабильное горение электрической дуги, образуется прерывистый сварной шов; большего заполнения проволоки шихтой, чем 50% при данном соотношении компонентов последней, технологически осуществить не представляется возможным. Дополнительное присутствие графита 0,1-4% по массе в составе шихты обеспечивает его соответствие требуемому содержанию в низкоуглеродистых и низколегированных марках сталей с учетом примесей расплава оболочки - проволоки, угара и окисления под действием высоких температур. В совокупности обеспечивается требуемое (стандартное) содержание углерода в структуре сталей и, как следствие, их физико-механические свойства; прогнозируемые свойства сварного шва.
Для изготовления порошковой проволоки применяется лента из низкоуглеродистой стали холодной прокатки, неполированная, особо мягкая. Требования к ленте оговорены ГОСТ 503 - 81. Размеры ленты по толщине и ширине определяются технологией изготовления проволоки заданного диаметра. Основные показатели механических свойств ленты следующие: временное сопротивление разрыву 280-400 МПа; относительное удлинение - не менее 30%, материалом ленты служит сталь 08 кп. Подготовленные компоненты шихты взвешиваются дозами на один замес. Смешивание компонентов производится любым способом, обеспечивающим достаточную однородность смешанной шихты. В формирующем устройстве происходит формирование ленты и заполнение шихтой трубчатой металлической оболочки проволоки, после чего заготовка на волочильной машине обжимается до требуемого диаметра (1,2-3 мм). После волочения проволока наматывается на кассеты требуемого диаметра.
Для сварки и наплавки стали СТ3 порошковой проволокой на основе термитной шихты с коэффициентом заполнения 40% используют состав компонентов следующего содержания, мас.%:
Железная окалина
71,9
Алюминиевый порошок
23,86
Ферросилиций (Si - 77%)
1,77
Ферромарганец (Мn - 45%)
2,45
Графит
0,33.
Для стали с коэффициентом заполнения 45%:
Железная окалина
72
Алюминиевый порошок
23,93
Ферросилиций (Si - 77%)
1,6
Ферромарганец (Mn - 45%)
2,1
Графит
0,37.