LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Підвищення якості металу шва при зварюванні електродами з кислим покриттям шляхом застосування чавунного порошку

продуктивності на рівні рутилових електродів.

Ключові слова: вуглець, чавунний порошок, розкислення, стадія краплі, ільменіт, шов, фаза.


АННОТАЦИЯ

Калин Н.А. Повышение качества металла шва при сварке электродами с кислым покрытием путем раскисления чугунным порошком. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.03.06 – "Сварка и родственные технологии". – Приазовский государственній технический университет, Мариуполь, 2003.

Диссертация посвящена вопросам повышения качества металла шва и сварочно-технологических свойств ильменитовых электродов до уровня рутиловых. В работе развивается новое направление использования углерода в качестве дешевого и эффективного раскислителя при сварке плавлением. Путем термодинамического анализа окислительно-восстановительных процессов при сварке плавлением установлено, что температура начала восстановления оксидов углеродом в металлической фазе дуги ниже, чем в шлаковой, что обеспечивает процесс раскисления при более низких температурах. Это позволяет использовать связанный в составе сплава Fe-C углерод, например в виде чугунного порошка, в качестве раскислителя.

Разработана методика расчета равновесного содержания С и Mn в наплавленном металле, позволяющая определить максимально допустимое количество углерода, вводимого через чугунный порошок, в электродных покрытиях в зависимости от содержания ильменита и ферромарганца в покрытии или марганца в наплавленном металле.

Предложены расчетные формулы и определено количество восстанавливаемых Si. Ti и Al из шлака при раскислении чугунным порошком. Показано, что TiO2 может служить окислителем углерода наряду с FeO. Использование чугунного порошка не приводит к существенному повышению содержания Si и Al в металле шва.

Исследован механизм и предложена схема прцесса раскисления металла шва ильменитовых электродов чугунным порошком. Показано, что процесс происходит в основном на стадии капли в шлаковой фазе и нижней части растущей капли. Окислителем связанного углерода является кислород, растворенный в металле и поступающий из шлака. Установлено, что потери углерода на окисление, в составе чугунного порошка в 1,5 раза выше, чем графита, а скорость обезуглероживания на стадии капли больше в 2 раза.

Содержание неметаллических включений в наплавленном металле по мере увеличения ввода углерода как в виде чугунного порошка, так и графита снижается, однако в первом случае оно более существенно и составляет 1,3...1,4 раза. Это приближает показатели к уровню рутиловых электродов.

Результаты анализа химического состава и испытаний механических свойств наплавленного металла показывают, что при использовании чугунного порошка в количествах, не превышающих расчетные, науглероживания металла шва выше 0,12 % не происходит, а механические свойства находятся на уровне требований к типу Э46 по ГОСТ 9467. Отсутствие избыточного углерода в наплавленном металле исключает образование пор за счет выделения СО и образование горячих трещин.

Установлено, что для целей раскисления лучше использовать чугунный порошок мелкой и средней фракции, получаемый при просеве через сито не более №028 по ГОСТ 6313.Толщину покрытия необходимо выбирать по верхнему пределу допуска.

Разработаны ильменитовые электроды с чугунным порошком на базе нового минерального сырья Украины. Цеолит и мергель введены с целью замены соответственно слюды и магнезита. Электроды обладают повышенными сварочно-технологическими свойствами. Стоимость 1 кг наплавленного металла новыми электродами на 25 % ниже, чем рутиловых МР-3, что даст значительный экономический эффект при внедрении в народное хозяйство.

Ключевые слова: углерод, чугунный порошок, раскисление, стадия капли, ильменит, шов, фаза.


THE SUMMARY

Kalin N.А. Increase of quality of metal of a seam at welding by electrodes with a sour covering by applications of a pig- iron powder – Manuscript.

Thesis for academic degree defending of candidate of technical sciences on a speciality 05.03.06 - " Welding and allied technologies ". - Priazovscky state technical university, Mariupol, 2003.

The thesis is devoted to the questions of increasing the quality of metal seam and welding-technological properties of ilmenite electrodes to the level rutile ones. The new direction -of using carbon as cheap and effective deoxidize in welding by melting is being developed. That is started by thermodynamic analysis is that start temperature of oxides restoration by carbon in a metal phase is lower than it is in slag one which ensures oxidation at lower temperatures .This allows to use formed into Fe-C an alloy carbon, for instance , in a form of cast-iron powder as a deoxodizer.

The methods of calculation of equal - weight content of C and Mn in a welding metal are worked out and the maximum contents of cast-iron powder in electrode of element kind coverings art determined.

It is established that TiO2 can serve as carbon oxidizer alongside with FeO. The mechanism is investigated and the scheme of Fe-C deoxodizer by the alloy is proposed. It is shown that the process proceeds mainly at the stage of a drop in a slag phase of an arch, under the lower part of a drop. It is stated that the speed of carbon oxidation in alloy with Fe-C is two times higher than it is in graphite. The quantity of non metallic inclusions in a welding metal decreases in 1,3 ... 1,4 times. Holes and cracks are absent.

The composition of ilmenite covering of electrodes with a cast-iron powder on the base of new mineral raw materials of Ukraine with use of ceolite and mordel as mica and magnezite substitutes is worked out. Mechanical properties and chemical structure of welding metal correspond Э46 type according to Standard 9467 at high welding-technological properties and productivity at the level of rutiline electrodes.

Key words: carbon, pig-iron powder, deoxodizer, stage of a drop, ilmenite, seam, phase.


































Підписано до друку 5.11. 2003 р. Формат 60х90/16

Наклад 100 прим. Зам. № 571764 . Обсяг 1,0 друк. арк.

Ризограф ЧП "Овчаренко А.Г." 61001, м. Харків, пл. Конституції, 1.