ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ РУЧНОЙ СВАРКИ

Подготовка рецептуры конкретной партии электродов

Для грамотного изготовления электродов в технической доку­ментации (регламенте, рецептуре или другом нормативном докумен­те предприятия) должен быть предусмотрен пересчет рецептуры по­крытия с учетом содержания легирующих элементов в конкретных партиях поставки ферросплавов. Это необходимо для обеспечения в покрытии заданного количества раскисляющих элементов и легиру­ющих. При изготовлении высоколегированных электродов часто не­обходимо учитывать и состав проволоки. Помимо технических при­чин, это целесообразно и по экономическим соображениям.

Рецептуру электродных покрытий разрабатывают, как правило, исходя из номинальной концентрации ведущих (основных) эле­ментов в ферросплавах. С учетом действующей нормативно-техни­ческой документации на ферросплавы целесообразно в качестве номинальных принять значения, приведенные в табл. 53. При от­клонении фактической концентрации основных элементов в ис­пользуемой партии ферросплава от номинального значения содер­жание ферросплава в шихте корректируют. Основанием для кор­ректировки должны быть, как правило, результаты входного кон­троля материала; при полном доверии поставщику используют данные соответствующих сертификатов.

Коэффициенты пересчета к представляют собой отношение но­минальной и фактической концентрации легирующего в ферро­сплаве (табл. 54). Для обогащенных ферросплавов, с концентраци­ей ведущего элемента, превышающей номинальную, коэффициент пересчета, меньше единицы, для обедненных — больше единицы. Практика показывает, что при отклонении фактической концент­рации элемента от номинальной в диапазоне от -1 до +2% пересчет не обязателен, если в технической документации нет иных указа­ний. В связи с узкими пределами содержания кремния в ферроси - ликомарганце пересчет для него ведут только по концентрации марганца. Применение ферросилиция с содержанием кремния вы­ше 47% не допускают не только по формальным причинам, но и из - за его значительной активности.

Пересчет содержания ферросплавов в шихте (кроме ферротита­на) производят умножением их содержания А0, (%) в рецептуре по­крытия по документации на коэффициент пересчета, приведенный в табл. 54. Ферротитан, применяемый в качестве комплексного

раскислителя и содержащий, одновременно, значащие концентра­ции трех активных элементов-раскислителей: титана, кремния и алюминия, требует особого подхода. Пересчет производят с учетом количества кислорода, связываемого единицей массы каждого из указанных раскислигелей, образующих (в упрощенном для расче­тов виде) соединения соответственно ТЮ2, Si02 и А1203. Атомные массы данных элементов: титана 48, кремния 28, алюминия 27, кис­лорода 16, что в пересчете на оксиды дает эквивалент по титану — 1,3 для алюминия и для кремния — 1,7.

Для ферротитана принятого номинального состава (см. табл. 53) и содержащего 30% Ті, 8% АІ и 5% Si, эквивалентное со­держание титана, учитывающее остальные раскислители, рассчи­тывают по формуле:

Оп экв = Оті + 1,3QA] + l,7Qsi,

где Оті экв — эквивалентное содержание Ті в FeTi, %j Qxi. Qai - Qsi ~ фактическое содержание соответствующих элементов в FeTi, %. Оно составляет 49%. Содержание ферротитана пересчитывают по формуле

Аф = 49 А0 /QTi + 1,3QA1 + l,7Qsi,

где Аф — пересчитанное содержание FeTi в покрытии, %.

Если сумма в знаменателе данной формулы находится в преде­лах 48-51%, то корректировку содержания ферротитана не произ­водят [60].

Приведение состава покрытия к 100% целесообразно произво­дить за счет пропорционального изменения мрамора и плавиково - шпатового концентрата.

Особого внимания требует подготовка рабочих рецептур сухой смеси для H3roTOBj гения высоколегированных электродов, обеспечи­вающих двухфазную, как правило, аустенито-ферритную, структуру наплавленного металла. Соблюдение норм по содержанию второй фазы при одновременно заданных пределах химического состава на­плавленного металла выполнимо лишь при определенных соотно­шениях легирующих элементов. Можно получить заданный хими­ческий состав наплавленного металла, но не удовлетворить требова­ние к содержанию в нем ферритной фазы, входящее в число при­емо-сдаточных характеристик. Ее недостача может привести к появ­лению трещин в сварных швах, а избыток — к охрупчиванию швов.

Иногда к технологическому регламенту на электроды такого класса составляют приложение, в котором в зависимости от хими­ческого состава проволоки указывают содержание в рецептуре по­крытия корректируемых элементов (металлического хрома, мар­ганца, феррониобия и др.) Это обеспечивает заданное количество ферритной фазы, не выходя за пределы легирования наплавленно­го металла, предусмотренные технической документацией.

Часто для оценки содержания феррита в наплавленном металле используют диаграммы Шеффлера или Де-Лонга. Диаграмма Шеффлера, составленная для литых сплавов, не учитывает аусте - нитизирующее влияние азота. При этом область существования ферритной фазы от 0 до 5% значительно уже области ее содержа­ния от 5 до 10%, что не соответствует данным практики. Диаграмма Де-Лонга по форме значительно удобнее для практического ис­пользования. Однако, как показали работы МОСЗ, нулевое значе­ние ферритной фазы в этой диаграмме расположено выше ее ис-

тинного положения, особенно для высоких значений эквивалента хрома. Кроме того, никелевый эквивалент азота (30% N2) завышен.

Участок диаграммы Шеффлера, откорректированный МОСЗ, приведен на рис. 79. Как показал опыт, эта диаграмма более удобна для практического применения и обеспечивает удовлетворитель-

ную точность в достаточно широком диапазоне составов наплав­ленного покрытыми электродами металла [61].

Наиболее точной в мировой практике в настоящее время счита­ют диаграмму WRC - 1992. Диаграмма достаточно точно прогнози­рует содержание ферритной фазы в наплавленном металле при уровне концентрации марганца до 10%, азота — до 0,25%, молибде­на — до 3%, кремния — до 1%. Для исключения ошибок, связанных с воспроизведением диаграммы, на рис. 80 представлена «эталон­ная диаграмма», экстраполяцию которой за пределы зон линий не рекомендуют в связи с нелинейностью.

И все же при пользовании диаграммами надо иметь в виду, что точность, которую они обеспечивают, достаточна только для изго­товления пробной партии электродов, по результатам испытаний которой и выдают окончательную рецептуру конкретной производ­ственной партии электродов.