RU2717429C2 - Электрод для дуговой сварки - Google Patents
Электрод для дуговой сварки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2717429C2 RU2717429C2 RU2017138895A RU2017138895A RU2717429C2 RU 2717429 C2 RU2717429 C2 RU 2717429C2 RU 2017138895 A RU2017138895 A RU 2017138895A RU 2017138895 A RU2017138895 A RU 2017138895A RU 2717429 C2 RU2717429 C2 RU 2717429C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- electrode
- welding
- components
- arc
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
- B23K35/365—Selection of non-metallic compositions of coating materials either alone or conjoint with selection of soldering or welding materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано для ручной дуговой сварки сталей. Электрод для дуговой сварки состоит из металлического стержня и двухслойного покрытия, нанесенного на поверхность этого стержня. Один из слоев содержит шлакообразующие и газообразующие компоненты, а другой слой состоит из активирующих компонентов в виде порошкообразной смеси со связующим. Слой активирующих компонентов имеет более высокую температуру плавления относительно первого слоя. В качестве активирующих компонентов использована опал-кварц-карбонатная глина, а в качестве связующего компонента – жидкое стекло. Покрытие обеспечивает контрагирование сварочной дуги за счет высоких активирующих свойств состава электродного покрытия. 1 ил., 3 табл.
Description
Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано для ручной дуговой сварки сталей.
Известен электрод с двухслойным покрытием [1, стр. 36-37]. Обмазка электрода разделена на два слоя. На поверхность электродного стержня нанесен слой компонентов обмазки, способствующих стабильному горению дуги. Второй слой обмазки, нанесенный на поверхность первого слоя, содержит вещества-деионизаторы, например CaF2. Такое выполнение электрода повышает стабильность горения сварочной дуги и особенно при сварке на переменном токе.
Недостатком указанного электрода является его низкая проплавляющая способность сварочной дуги.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является электрод для дуговой сварки, состоящий из металлического стержня и двухслойного покрытия. Один из слоев покрытия содержит шлакообразующие и газообразующие компоненты. Другой слой состоит из активирующих компонентов, способствующих контрагированию сварочной дуги. Слой активирующих компонентов может быть нанесен на поверхность стержня или на поверхность слоя шлакообразующих и газообразующих компонентов. Слой активирующих компонентов может быть нанесен в виде их порошкообразной смеси со связующим в виде полимера или алюминия. Упомянутый слой может быть нанесен в виде намотанной на поверхность ленты из одного или нескольких активирующих компонентов. Использование электрода позволяет повысить производительность процесса ручной дуговой сварки [2, стр. 3-4].
Недостаток прототипа состоит в сложности производства электродов при отработке оптимального состава электродного покрытия, а также недостаточное контрагирование сварочной дуги при наружном слое активирующих компонентов, что снижает качество сварного шва.
Задача предлагаемого изобретения состоит в упрощении технологии производства сварочных электродов и повышении качества сварного шва.
Технический результат от использования изобретения заключается в эффективности контрагирования сварочной дуги за счет высоких активирующих свойств состава электродного покрытия.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Предложен электрод для дуговой сварки, состоящий из металлического стержня и двухслойного покрытия, нанесенного на поверхность этого стержня, один из слоев содержит шлакообразующие и газообразующие компоненты, а другой слой состоит из активирующих компонентов, нанесенных на поверхность шлакообразующих и газообразующих компонентов в виде порошкообразной смеси со связующим, отличающийся тем, что слой активирующих компонентов имеет более высокую температуру плавления относительно первого слоя, при этом в качестве активирующих компонентов используют опал-кварц-карбонатную глину, а в качестве связующего компонента используют жидкое стекло.
На фигуре 1 схематически представлен заявляемый электрод, который содержит: первый слой 2, состоящий из шлакообразующих и газообразующих компанентов; второй слой 3, состоящий из бентонитового покрытия.
Для осуществления изобретения используют опал-кварц-карбонатную глину Таганского месторождения Восточно-Казахстанской области. Ее элементный состав (масс. %): SiO2 - 51,98, Al2O3 - 0,96, Fe2O3 - 1,27, CaО - 0,22, MgО - 0,13, K2O - 0,9, Na2O - 0,10, TiO2 - 0,10.
При этом слой активирующих компонентов совместно со связующим жидким стеклом имеет следующие особенности:
- содержание Al2O3 повышает температуру плавления второго слоя покрытия, что приводит в процессе плавления электрода к образованию в торцевой его части устойчивого равномерного козырька по всему сечению покрытия. Козырек обеспечивает контрагирование и повышение температуры сварочной дуги, стабилизацию дугового промежутка, снижения разбрызгивания электродного металла (фиг. 1);
- наличие Al2O3 в покрытии улучшается устойчивость процесса сварки, формирование сварных швов и отделимость шлаковой корки;
- содержание CaО, MgО в наружном слое покрытия дополнительно создает газошлаковую защиту от атмосферного воздуха, дополнительно связывает вредные примеси серу и фосфор и выводят их в шлак;
- наличие SiO2 в наружном слое разжижает шлак и уменьшает выгорания кремния в металле сварного шва;
- наличие K2O и Na2O в опал-кварц-карбонатной глине и в жидком стекле наружного слоя покрытия повышает ионизирующие свойства дугового промежутка, что позволяет увеличить разрывную способность сварочной дуги и повысить ее технологические свойства;
- наличие TiO2 повышает технологические свойства сварочных электродов.
Изобретение иллюстрируется фиг. 1, где показан процесс сварки электродом со слоем активирующих компонентов, нанесенных на поверхность слоя шлакообразующих и газообразующих компонентов.
Предлагаемый электрод для дуговой сварки содержит металлический стержень 1 и покрытие, состоящее из двух слоев. Внутренний слой 2 состоит из шлакообразующих и газообразующих компонентов, второй слой 3 содержит активирующие компоненты, способствующие контрагированию сварочной дуги. Пар 5 активирующих компонентов в этом случае захватывается газовым потоком 6, дуги 4 вследствие действия электродинамических сил. Это увеличит площадь взаимодействия пара 5 активирующих компонентов с периферийной областью дуги 4.
Контрагирование сварочной дуги 4 происходит за счет испарения активирующих компонентов из образовавшегося козырька 7 на торце электрода в приэлектродной области. Причем при горении электрода, повышаются активирующие свойства сверхизмельченного бентонита на уровне наночастиц и, образуемые электроотрицательные ионы в составе пара 5, смешиваясь с положительными ионами шлакообразующих и газообразующих компонентов 2, контрагируют (сжимают) столб сварочной дуги 4 за счет электродинамических сил. При этом активное сечение столба дуги 4 уменьшается, и плотность тока в дуге возрастает. Это позволяет увеличить глубину проплавления свариваемого металла 8 и повысить производительность процесса сварки.
В результате увеличится контрагирование дуги 4 и ее проплавляющая способность, следовательно, и производительность процесса сварки. Увеличение проплавляющей способности обусловлено тем, что при повышении плотности тока в столбе дуги 4 увеличатся электродинамические силы, образующие газовый поток 6, диаметр которого также уменьшится, а скорость повысится. Возрастет скоростной напор плазмы дуги 4 на поверхность сварочной ванны 9.
Повышение температуры плавления наружного слоя 3 активирующих компонентов над температурой плавления слоя 2 шлакообразующих и газообразующих компонентов приведет в процессе сварки к появлению козырька 7 на торце электрода. Козырек 7 будет препятствовать распространению пара 5 активирующих компонентов за пределы приэлектродной области дуги 4, что увеличит концентрацию пара 5 активирующих компонентов в зоне горения дуги 4 и повысит контрагирование дуги 4. Кроме того козырек 7 обеспечивает легкое манипулирование сварочной дугой сварщиком, что повысит технологические свойства электродов и качество сварки.
Расположение слоя 3 активирующих компонентов на поверхности слоя 2 шлакообразующих и газообразующих компонентов электродов УОНИ 13/55 позволил уменьшить концентрацию в приэлектродной области активирующих компонентов-деионизаторов, снижающих стабильность горения дуги 4 и установить положительный баланс между отрицательным и положительным влиянием этих компонентов на процесс сварки. Это существенно позволило использовать эффект контрагирования дуги.
Пример. Для исследования свойств заявляемого электрода использовали электрод со стандартным фтористо-кальциевым покрытием первого слоя, соответствующий обмазке электродов УОНИ 13/55 и, состоявшей из шлакообразующих и газообразующих компонентов, содержащих мрамор, плавиковый шпат, кварцевый песок, ферромарганец, ферросилиций, ферротитан при следующем соотношении компонентов, мае, %: мрамор - 54; плавиковый шпат - 15; кварцевый песок- 9; ферромарганец - 5; ферросилиций - 5; ферротитан - 12, что соответствует обмазке электродов УОНИ 13/55.
При изготовлении второго слоя электродного покрытия в качестве связующего компонента использовали калиевое жидкое стекло, имеющее плотность 1,3-1,5 г/см3 и силикатный модуль 2,8-3,6. Опал-кварц-карбонатную глину предварительно подвергали сверхизмельчению на вибромельнице и смешивали с жидким стеклом, а затем наносили на первый слой.
Готовые электроды после прокалки проверяли на технологические свойства и исследовали механические характеристики наплавленного металла. Сварку производили на переменном и постоянном токе прямой и обратной полярности, используя стальные пластины из сталей Ст. 3 и 09Г2С. Для проверки механических свойств металла сварного шва выполняли стыковое соединение по схеме, указанной в ГОСТ 9466-75. Процесс выполняли в нижнем, горизонтальном и вертикальном положении.
Сравнительные характеристики показали (табл. 1, 2, 3), что электрод с двухслойным покрытием, характеризуерся хорошими технологическими свойствами сварочной дуги при сварке на постоянном и переменном токе.
При этом в процессе сварки на торце электрода образуется равномерный по окружности козырек двухслойного покрытия, стабилизирующий и сжимающий сварочную дугу [3, стр. 37-38].
Химический состав соответствует стандартным электродам, а механические свойства имеют более высокие показатели.
При исследовании макроструктуры сваренных образцов выявлено, что глубина проплавление металла, сваренных стандартными электродами без наружного слоя активирующих компонентов, составило 2,5…2,8 мм, а проплавление образцов, сваренных опытным электродом со слоем активирующих компонентов, нанесенных на поверхность обмазки, слоя шлакообразующих и газообразующих компонентов, составило 4…4,5 мм. Это свидетельствует о повышении проплавляющей способности сварочной дуги рекомендуемого электрода на 60%, что позволяет повысить производительность ручной дуговой сварки и экономию электроэнергии за счет контрагирования сварочной дуги.
Источники информации
1. Донченко Е.А. и др. Об электродах с двухслойным покрытием // Сварочное производство №5, 1978, с. 31
2. Патент РФ на изобретение №:2244615 Электрод для дуговой сварки Казаков Ю.В., Паршин С.Г., Китаева Е.А., Захаренко А.П. / опубл. от 20.01.2005
3. Лопухов Ю.И., Сыздыков М.Б., Даумова Г.К. Двухслойное покрытие как элемент повышения сварочно-технологических свойств электродов УОНИ 13/55 // Academic science - problems and achievements XIII: Proceedings of the Conference. North Charleston, 22-23.08.2017, Vol. 1 - North Charleston, SC, USA:CreateSpace, 2017, P. 34-38.
Claims (1)
- Электрод для дуговой сварки, состоящий из металлического стержня и двухслойного покрытия, нанесенного на поверхность этого стержня, при этом один из слоев содержит шлакообразующие и газообразующие компоненты, а другой слой состоит из активирующих компонентов, нанесенных на поверхность шлакообразующих и газообразующих компонентов в виде порошкообразной смеси со связующим, отличающийся тем, что слой активирующих компонентов имеет более высокую температуру плавления относительно первого слоя, при этом в качестве активирующих компонентов использована опал-кварц-карбонатная глина, а в качестве связующего компонента использовано жидкое стекло.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017138895A RU2717429C2 (ru) | 2017-10-25 | 2017-10-25 | Электрод для дуговой сварки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017138895A RU2717429C2 (ru) | 2017-10-25 | 2017-10-25 | Электрод для дуговой сварки |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2017138895A RU2017138895A (ru) | 2019-04-25 |
RU2017138895A3 RU2017138895A3 (ru) | 2020-01-27 |
RU2717429C2 true RU2717429C2 (ru) | 2020-03-23 |
Family
ID=66321720
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017138895A RU2717429C2 (ru) | 2017-10-25 | 2017-10-25 | Электрод для дуговой сварки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2717429C2 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2178961A1 (ru) * | 1972-03-31 | 1973-11-16 | Union Carbide Corp | |
RU1825701C (ru) * | 1991-04-22 | 1993-07-07 | Казанский научно-исследовательский институт химических продуктов | Электрод дл электродуговой сварки |
RU2244615C1 (ru) * | 2003-10-20 | 2005-01-20 | Тольяттинский государственный университет | Электрод для дуговой сварки |
RU2407617C1 (ru) * | 2009-06-15 | 2010-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Электрод для дуговой сварки и наплавки |
-
2017
- 2017-10-25 RU RU2017138895A patent/RU2717429C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2178961A1 (ru) * | 1972-03-31 | 1973-11-16 | Union Carbide Corp | |
RU1825701C (ru) * | 1991-04-22 | 1993-07-07 | Казанский научно-исследовательский институт химических продуктов | Электрод дл электродуговой сварки |
RU2244615C1 (ru) * | 2003-10-20 | 2005-01-20 | Тольяттинский государственный университет | Электрод для дуговой сварки |
RU2407617C1 (ru) * | 2009-06-15 | 2010-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Электрод для дуговой сварки и наплавки |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2017138895A (ru) | 2019-04-25 |
RU2017138895A3 (ru) | 2020-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3177340A (en) | Flux-cored electrode and process of welding | |
US3560702A (en) | Composite electrode for consumable electrode arc welding process | |
RU2717429C2 (ru) | Электрод для дуговой сварки | |
KR101091469B1 (ko) | 순수 Ar 실드 가스 용접용 MIG 플럭스 코어드 와이어 및 MIG 아크용접 방법 | |
JP2021126676A (ja) | 溶融型フラックス、及び溶接継手の製造方法 | |
JPS62148096A (ja) | ア−ク溶接電極 | |
RU2164849C1 (ru) | Активирующий флюс для электродуговой сварки | |
RU2244615C1 (ru) | Электрод для дуговой сварки | |
RU2458771C1 (ru) | Состав электродного покрытия | |
RU2198774C1 (ru) | Состав электродного покрытия | |
RU2504465C1 (ru) | Электродное покрытие | |
RU2167752C1 (ru) | Электрод для сварки и наплавки | |
RU2355542C2 (ru) | Флюс для сварки сталей с алюминиевым покрытием | |
RU2199424C2 (ru) | Электрод для сварки низкоуглеродистых сталей | |
SU1238931A1 (ru) | Электродное покрытие | |
RU2217286C1 (ru) | Состав электродного покрытия | |
JP6832836B2 (ja) | 被覆アーク溶接棒 | |
RU2442681C1 (ru) | Агломерированный флюс марки 48аф-59 для автоматической сварки трубных сталей категорий х90-х100 | |
RU2198773C2 (ru) | Активирующий флюс для электродуговой сварки | |
Daumova et al. | Research of ultra-dispersed opal-quartz-carbonate bentonite clay for coating welding electrodes UONI-13/55 | |
RU2279342C2 (ru) | Флюс для сварки сталей, покрытых алюминием | |
RU2675876C1 (ru) | Порошковая проволока | |
RU2119857C1 (ru) | Электроды сварочные | |
SU766796A1 (ru) | Состав электродного покрыти | |
SU789261A1 (ru) | Состав электродного покрыти |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200328 |