диплом_пз (1211090), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Стабилизирующие.
От них зависит устойчивость дугового разряда. Дугу стабилизировать могут те вещества, потенциал ионизации которых ниже, чем у железа.
Компоненты покрытий стабилизирующие дугу: мрамор, известняк, мел, гранит, полевой шпат, сода, поташ, сухой остаток жидкого стекла.
Связующие.
В качестве связующего применялось калий-натровое жидкое стекло. Служит для склеивания частиц шихты между собой и удержания их на стержне.
Рассмотрим насколько составов покрытий электродов основного типа (таблица 3.1).
Таблица 3.1- Составы покрытий электродов основного типа
Марка и тип электрода | Компоненты, % | |||||||||||
Мрамор | Плавик. шпат | Кварц. песок | FeMn | FeSi | FeTi | FeMo | FeCr | Al | Железн. порошок | Рутил | ||
Э42А | УОНИИ13/45 | 53 | 18 | 9 | 2 | 3 | 15 | |||||
Э42А | СМ11 | 28,5 | 20,4 | 3,5 | 32,5 | 3,5 | ||||||
Э50А | УОНИ13/55 | 54 | 15 | 9 | 5 | 5 | 12 | |||||
Э60А | УОНИ13/65 | 61 | 15,5 | 8 | 7 | 3 | 15,5 | |||||
Э85 | УОНИ13/85 | 54 | 15 | 7 | 10 | 9 | 5 | |||||
Э85 | ЦЛ18 | 50 | 30 | 5 | 2 | 1 | ||||||
Э100 | ЦЛ19 | 50 | 30 | 7 | 2 | 2 | 1 |
Как видно из таблицы 3.1 покрытия рассматриваемого вида состоят в основном из пород содержащих большое количество карбонатов (мрамор/Са
СО3/), двуокиси кремния(кварцевый песок, полевой шпат, гранит/SiO2/), фтористого кальция(плавиковый шпат/CaF2/) и необходимого количества раскислителей.
Дальневосточный регион располагает крупными запасами необходимых минеральных веществ близких по составу к тем, что используются в электродном производстве в западной части страны. Это дает возможность выбрать в качестве аналога одну из приведенных выше выпускаемую промышленностью и весьма известную марку - УОНИИ13/55 и разработать состав покрытия используя только местные минеральные ресурсы.
Составы покрытий экспериментальных электродов(далее ЭЭ) приведены в таблице 3.2.
Таблица 3.2 - Составы покрытий экспериментальных электродов
№состава | ЭЭ-1 | ЭЭ-2 | ЭЭ-3 | ЭЭ-4 | ЭЭ-5 | ЭЭ-6 | ЭЭ-7 |
и компоненты,% | |||||||
Известняк | 65 | 60 | 55 | 59,8 | 57 | 53 | 55 |
Гранит | 15 | 7 | 12 | 13 | 16 | 20 | 10 |
Плавик.шпат | 20 | 18 | 18 | 19,6 | 20 | 20 | 23 |
Ферромарганец | 5 | 15 | 15 | 7,6 | 7 | 7 | 7 |
Ферросилиций | 5 | - | - | - | - | - | 5 |
Далее была проведена проверка опытных электродов на технологичность: устойчивость горения дуги, разбрызгивание, формирование шва, шлакоотделение, наличие дефектов в наплавленном металле.
Опыты проводились на постоянном токе обратной полярности, диаметр электрода = 3мм, сварочный ток = 90 – 120 А. Наплавка проводилась на пластины из стали Ст3сп толщиной 8 и 10мм.
При проведении опытов особое внимание уделялось поведению расплавленного металла и шлака как при сварке вручную, так и с помощью упомянутого выше устройства. Велись наблюдения и сравнение с аналогом (УОНИИ13/55) формирование шва, разбрызгивание, газовыделение; полученные образцы сварных швов исследовались визуально на наличие пор,
трещин и других дефектов как внешним осмотром так и с разрушением односторонней стыковой пробы. Образцы швов в которых небыли выявлены дефекты подвергались испытаниям на разрыв (статический и ударный), а также исследованию изломов и микроструктуры. Наилучшие результаты показал опытный электрод с обозначением ЭЭ - 7, ему и посвящены дальнейшие исследования.
3.3 Состав, структура и свойства металла, наплавленного
опытными электродами
В таблице 3.3 приведены составы металла, наплавленного электродами УОНИИ 13/55 и опытными.
Таблица 3.3- Состав металла, наплавленного опытными электродами и УОНИИ
Электрод | Состав наплавленного металла, масс %. | ||||
С | Si | Mn | S | P | |
Опытный | 0,16 | 0,45 | 0,96 | 0,025 | 0,020 |
УОНИИ 13/55 | 0,1 | 0,42 | 0,83 | 0,025 | 0,027 |
Из таблицы видно, что экспериментальные сварочные материалы формируют сплавы соответствующие доэвтектоидной низкоуглеродистой стали, характерной для металла, наплавленного стандартными электродами общего назначения.
Микроструктуры наплавленного металла приведены на рисунок 3.1.
Микроструктура представляет собой феррито - перлитную смесь. Феррит имеет выраженную столбчатую форму, вызванную быстрой кристаллизацией сварочной ванны. Микротвердость феррита HV0,005 213-218, перлита HV0,005 256-270. В наплавленном металле обоих образцов присутствуют неметаллические включения. В металле, наплавленном электродами УОНИИ таких включений больше, чем в металле, наплавленном опытными электродами. На наш взгляд это вызвано худшей отделимостью шлака УОНИИ при многослойной наплавке. Зоны сплавления состоят из крупных зерен перлита равноосной формы, феррит расположен по границам зёрен. Ближе к наплавленному металлу перлит прорастает иглообразными включениями феррита.
Наплавленный металл у границы сплавления представлен столбчатыми кристаллитами феррита, имеющими почти одинаковую ширину с частично оплавленными зёрнами основного металла.
Таким образом, микроструктуры металла, наплавленного опытными электродами и электродами УОНИИ 13/55, относятся к одному типу. Однако, металл, наплавленный первыми, имеет меньше неметаллических включений, и обладает более высокими механическими свойствами.
3.4 Сравнительная оценка сварочно-технологических свойств
опытных электродов и УОНИИ13/55