Спосіб виготовлення покритих електродів

Спосіб виготовлення покритих електродів, що включає дозування компонентів покриття, змішання їх з рідким склом, нанесення отриманої обмазувальної маси на поверхню металевого стрижня, термообробку електродів, занурення їх в ємність з гомогенізованою багатокомпонентною композиці єю, що містить мономери вінильного чи алкільного ряду, перекісний ініціатор та багатофункціональне мономерне з'єднання, яке містить два і більше подвійних зв'язків, у КІЛЬКОСТІ 2-10% від маси багатокомпонентної композиції, нагрів отриманої суміші до температури її полімеризації протягом часу, необхідного для полімеризації 25-29% загальної кількості мономерів в полімерний стан, який відрізняється тим, що перед зануренням електродів у ємність з гомогенізованою багатокомпонентною композицією додатково вводять екзотермічну суміш у кількості 35...50% від маси гомогенізованої композиції. Корисна модель відноситься до галузі техніки, а саме до виробництва зварювальних матеріалів, і може бути використана при виготовленні покритих електродів для ручного дугового зварювання. Відомий спосіб виготовлення покритих електродів [1], при якому виконують дозування компонентів покриття, змішування їх з рідким склом, нанесення отриманої обмазувальної* маси на поверхню металевого стрижня, термообробку отриманих електродів, занурення їх у ємність з гомогенізованою багатокомпонентною композицією, що містить малополярні мономери вінільного чи алкільного ряду і перекісний ініціатор, з наступною термообробкою електродів при температурі полімеризації малополярних мономерів. Покриті електроди, виготовлені в такий спосіб, за рахунок утворення після термообробки (полімеризації) вологостійкої плівки, захищені від капілярного підсмоктування вологи з атмосфери незалежно від умов і тривалості збереження електродів. Тим самим відпадає необхідність в енергоємній технологічній прокалці електродів перед зварюванням. Однак процес полімеризації (плівкоутворення) малополярних мономерів відбувається протягом тривалого часу - до 2 годин і більш {у залежності від співвідношення і природи малополярних мономерів), що вимагає додаткових витрат електроенергії. Це пояснюється тим, що плівкоутворення . малополярних мономерів (у присутності перекісного ініціатора) відбувається багатостадійно, тобто розтягнуто в часі. Багатостадійність процесу є причиною іншого небажаного побічного явища: у полімерній вологостійкій ПЛІВЦІ запишається значна кількість залишкового мономеру, що, з одного боку, дифундуючи через плівку погіршує екологію навколишнього середовища, а з іншого боку, сприяє насиченню воднем металу шва, що може послужити причиною утворення холодних тріщин при зварюванні сталей, що гартуються. Відомий також спосіб виготовлення покритих електродів [2], що включає дозування компонентів покриття, змішування їх з рідким склом, нанесення отриманої обмазувальної маси на поверхню металевого стрижня, термообробку електродів, їхнє занурення в ємність з гомогенізованою багатокомпонентною композицією, що містить мономери ВІНІЛЬНОГО чи алкільного ряду, перекісний ініціатор та багатофункціональне мономерне з'єднання, яке містить два і більш подвійних зв'язків, у кількості 210% від маси багатокомпонентної композиції, та нагрів отриманої суміші до температури її полімеризації протягом часу, необхідному для полімеризації 25-29% загальної кількості мономерів в полімерний стан. Процес зшивання отриманого розчину до одержання полімерної плівки (100%-ний зміст О CM ю о а> 10520 полімеру) йде приблизно на два порядки швидше (протягом 1-3 хвилин). Це обумовлено тим, що процес полімеризації при великих обсягах (у ємності) йде значно інтенсивніше, ніж у тонкій рідкій плівці, тому що кисень повітря є сповільнювачем процесу полімеризації. Однак, для забезпечення ефективного захисту при 100%-ой вологості необхідно наносити не менш 5 шарів захисної композиції. Причиною цього є великі нерівності на поверхні покриття електродів, що, будучи концентраторами напруг, у процесі полімеризації провокують руйнування плівки. Таким чином, нанесення перших шарів необхідно для «заліковування» поверхневих дефектів електродного покриття. Загальна товщина захисного шару при цьому збільшується до 200-250мкм. У процесі зварювання відбувається термодеструкція полімерної плівки на ділянці, що прилягає до торця електрода, що плавиться, за схемою C n H 2 n nC + 2nH. Отриманий атомарний водень здатний інтенсивно розчинятися в зварювальній ванні, що приводить до виникнення пористості. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення зварювально-технологічних властивостей електродів та зниження вмісту водню в наплавленому металі. Поставлена задача досягається тим, що перед зануренням електродів у ємність з гомогенізованою багатокомпонентною композицією додатково вводять екзотермічну суміш у кількості 35...50% від маси гомогенізованої композиції. При порушенні дуги на початку зварюванню буде ініціюватися екзотермічна реакції з виділенням додаткового тепла, що сприяє вигорянню захисного шару до початку плавлення відповідної ділянки електродного покриття. Екзотермічна суміш складається з двох компонентів - окислювача і розкислювача. Як окислювач використовується окалина (гематит) РегОз, окислена марганцева руда, оксиди кульгавий, оксиди Комп'ютерна верстка А. Попік нікелю, а в якості розкислювача застосовується алюміній, бор, титан, кремній та вуглець. Оцінка теплових ефектів екзотермічних реакцій виконується за формулою: у АН м де X - оцінюваний елемент; ДНІ298 - ентальпія металу при нормальних умовах, кДж/моль; М - сума молекулярних мас вихідних речовин, г/моль. Найбільший тепловий ефект досягається при використанні в якості розкислювача - алюмінієвого порошку (АІ), а в якості окислювача - окалини (Fe2O3). Екзотермічна реакція при цьому протікає за схемою Fe2Q3+2AI-»Al2O3+2Fe+Q, де Q - тепловий ефект, О=3,97кДж/м. Концентрація екзотермічної суміші в захисній композиції повинна бути не менш 35%, тому що при меншій концентрації екзотермічні реакції не протікають. Уведення в ємність з гомогенізованою багатокомпонентною композицією екзотермічної суміші приводить до того, що під час протікання екзотермічної реакції відбувається виділення додаткового тепла, яке сприяє вигорянню захисного шару до початку плавлення відповідної ділянки електродного покриття. При цьому відбувається зниження вмісту водню в наплавленому металі та підвищення зварювально-технологічних властивостей електродів. Джерела інформації: 1. Кассов В.Д., Бондарев С В . Оптимизация состава влагостойких композиций электродов // Вісник Східноукраїнського Національного університету Ім. Даля, №7 (53). - 2002, с.95-98. 2. Спосіб виготовлення покритих електродів: Патент на винахід UA 61708 А Україна, 7 В23К35/10, В23К35/12, В23К35/36 / Кассов В.Д., Бондарев С В . - №2003042814; Заявлено 01.04.2003; Опубл. 17.11.2003, Бюл. №11. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601