ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

Активированные электроды предназначены для сварки на переменном токе во всех пространственных положениях конструкций из малоуглеродистых и низколегированных сталей, работающих при нормальных и пониженных температурах. Электроды имеют фтористо-кальциевое покрытие; относятся к типу 050 АФ и сочетают высокую производительность с улучшенными сварочно - технологическими и гигиеническими свойствами. Проведенные исследования показывают это (см. табл. 1, 2, 3.)

А. Влияние концентраций плавикового шпата и активаторов в покрытиях электродов на производительность сварки.

Определялись измерители процесса расплавления для электродов с покрытиями однотипными, но иным соотношением . Содержание плавикового шпата составляло: 0; 1; 3; 6; 9; 12; 15; 18%. Режим сварки: ток переменныйi _d=170-180 а,u _d= 22-24 В.

Стабилизация дуги в процессе расплавления осуществлялась с помощью генератора импульсов. Продолжительность горения дуги и среднее значение сварочного тока фиксировались счетчиком ампер-секунд.

Рис.1 Влияние содержания caf ₂ на измерители

процесса расплавления электродов.

Кривая зависимостиa_рот содержания плавикового шпата (рис.1) свидетельствует о сильном влиянии последнего на производительность расплавления при введении его в состав покрытия до 6%. Ранее было установлено, что плавиковый шпат при 3-4% в составе покрытия исключает возможность сварки на переменном токе. Таким образом, ухудшение условий существования дугового разряда в результате деионизирующего действия фтора приводит к резкому возрастанию катодного падения напряжения, что увеличивает скорость расплавления электрода.

Производительность процесса наплавкиa_ндостигает максимума при 9% плавикового шпата. На экспериментальной кривой можно выделить три специфических участка: участок значительного роста коэффициента наплавки при увеличении содержания плавикового шпата до 6%, участок стабилизации при 6-12 % плавикового шпата и участок снижения значенийa_нпри увеличении содержания плавикового шпата от 12 до 18% вследствие потерь металла на разбрызгивание.

Как видно, с точки зрения производительности электрода с 18% плавикового шпата в покрытии эквивалентны электродам с 4-5%-плавикового шпата.

Для уточнения влияния количества активатора на производительность определялисьa_ндля активированных электродов с 6 и 18% плавикового шпата. Содержание активатора (К ₂СО ₃) составляло соответственно 2,7 и 5% и обеспечивало получение одинакового стабилизирующего эффекта, соответствующего расплавлению электродов без отрыва дуги. Активаторы в обоих случаях вводились за счет уменьшения мрамора. Результаты опытов представлены на рис.1 пунктирной линией.

Коэффициент наплавки у активированных электродов с 6% плавикового шпата несколько выше, чем у электродов с 18% плавикового шпата. Это в целом согласуется с литературными данными. Так, для электродов УП-1 с 7% плавикового шпатаa_н=9,8-10,3 г/ а-ч, а для электродов УП-2, cm-ii, ВСР-50 и т.д. с 18-33% плавикового шпатаa_нколеблется в пределах 7,2-10,1 г/а-ч. Приведенные значенияa_нполучены разными исследованиями, в неодинаковых условиях, поэтому количественно несопоставимы с нашими и носят статистический характер.

Б.ВЫБОР ШЛАКОВОЙ СИСТЕМЫ

Шлаки электродов с фтористо-кальциевыми покрытиями обладают невысокими технологическими свойствами, особенно при малом содержании плавикового шпата, наиболее выгодном с точки зрения устойчивости дуги. В связи с этим исследовалась группа электродных покрытий с низким содержанием плавикового шпата (до 10% в составе покрытия), относящихся к шлаковой системе мрамор-рутил-флюорит. Их упрощенные составы в пересчете на cao-caf ₂-(tiО ₂+siО ₂) нанесены на диаграмму (рис.2).

Рис.2 Составы шлакообразующей части

исследованных электродов.

Отмечено, что при низком содержании плавикового шпата и отсутствии двуокиси титана шлаки опытных электродов обладают повышенной вязкостью, неравномерно покрывают шов и не смачивают основной металл на границе сплавления со швом. Это стекловидные, с трудом отделяющиеся шлаки.

Введение двуокиси титана изменяет характер шлаков: увеличивает их жидкотекучесть, смачиваемость и обработку основного металла. По мере повышения содержания двуокиси титана стекловидные шлаки постепенно видоизменяются до аморфных.

В процессе опытов зафиксировано, что введение в покрытие электродов алюмосиликатов в виде полевого шпата, гранита, а также активатора - поташа улучшает отделимость шлаковой корочки.

Область шлаков, заштрихованная на диаграмме, соответствует составам шлакообразующей части покрытия, обеспечивающим высокие технологические характеристики электродов - формирование шва, отделимость шлака, минимальные потери металла на разбрызгивание и т.д. В качестве оптимального для разработки электрода с фтористо-кальциевым покрытием был выбран состав шлакообразующей части, содержащей 55% мрамора, 6,2% плавикового шпата, 19,4% двуокиси титана и 19,4% полевого шпата.

Табл 1. Характеристики расплавления электродов БИТИ-01 в сравнении с однотипным при сварке на переменном токе.

ПРИМЕЧАНИЕ: В числителе приведены минимальные и максимальные в знаменателе - средние результаты 5 измерений.

Табл. 2 Результаты испытаний механических свойств металла шва, сваренного электродами БИТМ-01

Табл. 3 Результаты измерений ударной вязкости металла шва. сваренного электродами БИТМ-01