Порошковая проволока

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 (Mn - 45%)          2,5-3,2

Ферросилиций  (Si - 77%)            1,5-2,5

Железная окалина                          9-30

Алюминиево-магниевый порошок     3-10

Фторопласт                                      2,45

Железный порошок                         0,33



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  (Si - 77%)        0,4-10

Ферромарганец (Mn - 45%)         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 (Mn - 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  (Si - 77%)        0,4-10

Ферромарганец (Mn - 45%)         2-16

Графит                                    0,1-4

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