Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2454309

(19)

RU

(11)

2454309

(13)

C2

(51) МПК B23K35/368 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 27.08.2012 - действует Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2010126804/02, 30.06.2010

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

30.06.2010

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 30.06.2010

(43) Дата публикации заявки: 10.01.2012

(45) Опубликовано: 27.06.2012

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: SU 835682 А, 07.06.1981. SU 1368140 A1, 23.01.1988. SU 1130445 A, 23.12.1984. SU 1526942 A1, 07.12.1989. GB 1522956 A, 31.08.1978.

Адрес для переписки:

681005, Хабаровский край, г. Комсомольск-на-Амуре, ул. Металлургов, 1, ИМиМ ДВО РАН

(72) Автор(ы):

Сапченко Игорь Георгиевич (RU),

Абашкин Евгений Евгеньевич (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения Российской академии наук (RU)

(54) ПОРОШКОВАЯ ПРОВОЛОКА

(57) Реферат:

Изобретение может быть использовано для электродуговой сварки низкоуглеродистых конструкционных сталей. Порошковая проволока включает оболочку из низкоуглеродистой стали и шихту. Шихта порошковой проволоки содержит следующие компоненты, мас.%: железная окалина 52,5-73,1; алюминиевый порошок 17,5-24,4; ферросилиций 0,4-10; ферромарганец 2-16; графит 0,1-4. Коэффициент заполнения проволоки шихтой составляет 30-50%. За счет экзотермической реакции компонентов шихты при сварке порошковая проволока обеспечивает возможность энергосбережения при получении сварного шва, идентичного по химическому составу с матричным металлом.

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.

Формула изобретения

Порошковая проволока для электродуговой сварки, включающая оболочку из низкоуглеродистой стали и шихту, содержащую железную окалину, алюминиевый порошок, ферросилиций и ферромарганец, отличающаяся тем, что 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

при этом коэффициент заполнения проволоки шихтой составляет 30-50%.