Изобретение относится к области сварки, в частности к сварочным материалам, преимущественно для сварки ответственных металлоконструкций, изделий, сооружений и трубопроводов.
Известен электрод для сварки низкоуглеродистых сталей, состоящий из стального стержня и электродного покрытия, содержащего следующие компоненты, мас.%: концентрат ильменитовый 44-53; мрамор 6-8; полевой шпат 10-12; силикомарганец 10-14; железный порошок 1-10; целлюлоза 1-2; и связующее - силикат калиево-натриевый - 22-28% к массе сухой шихты, при этом коэффициент покрытия составляет 35-40% [Патент РФ №2199424, В23К 35/365, опубл. 2003.02.27].
Недостатком известного состава является высокая себестоимость электродов для данного типа Э 46 и низкие сварочно-технологические свойства.
Известен электрод для ручной электродуговой резки металла, состоящий из стального стержня и покрытия, включающего отходы обмазочной массы сварочных электродов и оксид железа в виде железной окалины при следующем содержании компонентов, мас.%: отходы обмазочной массы сварочных электродов - 45-55 и железная окалина - остальное [Патент РФ №2209716, В23К 35/365, опубл. 2003.08.10].
Однако указанный состав покрытия электродов предназначен для резки металлов, прошивки отверстий и удаления дефектных участков и не может быть использован для ручной электродуговой сварки металлоконструкций.
Наиболее близким составом и принятым в качестве прототипа является состав электродного покрытия для сварки углеродистых сталей, содержащий компоненты при их следующем соотношении, мас.%: ильменит 35-36, мрамор 8-12; слюда 0-8; каолин 9-10; полевой шпат 21-24; ферромарганец 14-15; ферросилиций 1-2; целлюлоза 1,5-2,0 [Патент РФ №2124426, В23К 35/365, опубл. 1999.01.10].
Недостатком известного состава покрытия является содержания в нем дорогостоящих легирующих компонентов, таких как ферросилиций и ферромарганец, следствием чего является неоправданно высокая себестоимость сварочных электродов данного типа.
Целью изобретения является создания такого электродного покрытия, которое бы обеспечило улучшение качества сварного шва и снижение затрат на изготовление электродов.
Поставленная цель достигается тем, что шихта электродного покрытия, содержащая мрамор, каолин, ильменит и ферромарганец, дополнительно содержит мусковит, бентонит, промышленные отходы алюминиевого производства а и жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Мрамор 6,5-7,0
Ильменит 1,5-2,0
Ферромарганец 8,5-11,0
Каолин 38,0-39,0
Бентонит 13,5-15,0
Мусковит 16,5-18,5
Промышленные отходы алюминиевого производства 5,5-7,5
Жидкое стекло из расчета 20-25
Разработана рецептура (состав шихты) обмазочной массы для нанесения покрытия углеродистых стержней ручной дуговой сварки из минерального сырья и промотходов имеющиеся в Республике Таджикистан. Покрытия наносится непрерывно на разработанной полупромышленной установке.
К местным минеральным сырьям относятся: Кальцит (в виде известняка и мрамора) флюорит, каолин, бентонит, мусковит, ильменит, а также промышленные отходы алюминиевого производства, которые могут быть использованы в получении обмазочной массы.
Способ приготовления обмазочной массы и нанесения покрытия на стержень из углеродистой стали дуговой сварки общего назначения, заключающийся в том, что при изготовлении обмазочной массы использовались местные природные руды, минералы и промотходы. Перед шихтовкой каждый компонент (минерал) очищается от примеси и измельчается, рассеивается и берут фракции размером 0,074-0,15 мм.
В качестве связующего используется жидкое стекло (натриевая) в количестве 20-25% (мас.) от массы шихты. Шихта со связующим веществом перемешивается до получения однородной липкой массы. На разработанной полупромышленной установке обмазочная масса с помощью шнека вдавливается в сторону сопла и далее специальный механизм простреливает стержень, проходят пространственный объем сопла заполненной массой и выходит с покрытием равномерной толщины. Процесс осуществляется при температуре окружающей среды. Влажный электрод с покрытием сушится при температуре 20-25 0С в течение 2-3 часов, далее сушится в сушилке при температуре 120-1500С в течение 3-х часов.
Предлагаемый состав шихты электродного покрытия при различных количественных значениях компонентов вещества и результаты оценки сварочно-технологических свойств, качества металла шва и реологических свойств обмазочной массы электродов приведены в таблицах 1,2. Как видно из таблицы 1 лучшие результаты при изготовлении электродов и сварного шва были достигнуты для электродов состава 2, 3 и 4 компонента.
Механические свойства шва металла, выполненного электродами с заявляемой рецептурой состава, имели следующие высокие механические свойства: временное сопротивление разрыву σв=482 Н/мм2; относительное удлинение δ5=30%; ударная вязкость KCU=247 Дж/см2 при требованиях σв не менее 450 Н/мм2, δ5 не менее 18%, KCU не менее 80 Дж/см2 соответственно.
ты покрытия электродов подтвердили их соответствие типу Э 46 по ГОСТ 9467-75.
