Склад пресованого порошкового дроту для зварювання міді

Корисна модель відноситься до галузі техніки, а саме до зварювального виробництва і може бути застосована, для зварювання міді. Відомий порошковий дріт для зварювання міді зі сталлю [1], що складається з мідної оболонки й порошкоподібної шихти при наступному співвідношенні компонентів дроту, вага %: Плавиковий шпат 19,0 Кремнефтористий натрій 21,0 Феромарганець 4,0 Феросиліцій 8,0 Цирконій 1,4 Графіт 17,0 Мідна оболонка решта Недоліками цього порошкового дроту є підвищене розбризкування розплавленого металу, недостатньо високі механічні властивості зварного шва й схильність його до пористості. Відомий також склад самозахисного порошкового дроту [2], для механізованого зварювання алюмінівих бронз що складається з порошкоподібної шихти при наступному співвідношенні компонентів, вага %: Плавиковий шпат 0,7 Кремнефтористый натрій 0,7 Феромарганець 0,42 Феросиліцій 0,14 Цирконій 0,14 Алюміній 9,8 Ферротитан 0,14 Мідний порошок 1,26 Рутіловий концентрат 0,35 Гєматіт 0,7 Мідна оболонка решта Однак при використанні цього дроту в широкому діапазоні режимів зварювання, він не дозволяє одержати якісне зварне з’єднання без попереднього підігріву, це у свою чергу приводить до пороутворювання металу шва. Значне розбризкування при порушенні стабільності процесу зварювання погіршує товарний вид зварених з’єднань, вимагає додаткової технологічної операції по зачищенню. Метал шва забруднюється також неметалевими включеннями внаслідок поподання у зварювальну ванну частинок серцевини дроту що не розплавився. При порушенні вимог до підготовки крайок під зварювання, а також у процесі зварювання у метал шва переходить значна кількість кисню який через відсутність у достатній кількості розкислення зварювальної вани приводить до утворювання тріщин в металі шва. Загальними суттєвими ознаками відомого складу порошкового дроту й того що заявляється є вміст у складі: плавикового шпату, кремнефтористого натрію, феромарганцю, феросиліцію, цирконію, феротитану, мідного порошку, а також застосування мідної оболонки. В основу корисної моделі поставлене завдання створення самозахисного порошкового дроту який би забезпечив, зниження пороутворювання шва, поліпшення фізико - механічних властивостей металу шва, а також зварювально - технологічних властивостей дроту в широких діапазонах режимів зварювання. Поставлене завдання досягається тим що, склад пресованого порошкового дроту додатково містить алюміній у вигляді крупки з суцільного дроту, а нікелевий порошок, кріоліт, і калій хлористий додаються до складу самозахисного порошкового дроту що є матеріалом для виготовлення крупки в мідної оболонці при наступному співвідношенні інших компонентів, вага %: Плавиковий шпат 1,2 Кремнефтористий натрій 1,5 Феромарганець 0,45 Феросиліцій 0,15 Цирконій 0,4 Феротитан 0,15 Нікелевий порошок 0,5 Мідний порошок 6,0 Кріоліт 1,0 Калій хлористий 1,2 Мідна оболонка решта Алюміній 8,0 Алюміній як активний розкислювач з одного боку, попереджає взаємодію водню й кисню у зварювальній ванні, і тим самим забезпечує одержання зварних швів без пор, з іншої сторони алюміній запобігає утворення в процесі кристалізації металу шва легкоплавкої евтектики типу Сu – Сu2О на границях зерен і тим самим сприяє підвищенню стійкості металу шва проти утворювання тріщин. Застосування алюмінію у вигляді крупки, що вводиться без посередньо на стадії виготовлення пресованого дроту дозволяє підвищити коефіцієнт його переходу в наплавлений метал, рівень модифікування, що позитивно впливає на властивості зварювального шва, а також підвищує механічні властивості пресованого порошкового дроту. Стійкість до тріщіноутворювання зварного шва також може бути підвищена шляхом легування алюмінієм разом з феросплавами (FeMn, FeSi), Крім того, ці компоненти виконують роль модифікаторів, так як являються додатковими центрами кристалізації, які сприяють подрібненню первинного зерна й тим самим поліпшують механічні властивості металу шва. Збільшення металевої частини шихти поліпшує стабільність процесу зварювання в більш широких діапазонах режимів, забезпечує гарне формування шва. Застосування нікелю в шихті порошкового дроту забезпечує скорочення інтервалу кристалізації та зменшення пористості метала зварного шва, крім того він, забезпечує дрібнокрапельний перенос розплавленого металу і поліпшує формування наплавленого металу. Нікель також зменшує розчинність алюмінію в сплавах на мідній основі при зниженні температури, тому необхідно обмежувати зміст нікелю в складі порошкового дроту. Введення до складу шихти калію хлористого дозволяє розчинити окисли, що утворюються, алюмінієм й тим самим зменшити утворювання пор у металі шва. Кріоліт, що є легкоплавким і низкогігроскопічним компонентом має низьку щільність, добре змочує поверхню наплавленого метала й характеризується малою хімічною активністю до металу зварювальної ванни, сприяє розчиненню плівки оксиду алюмінію. Завдяки здатності взаємодіяти з парами води з утворюванням фтористого водню кріоліт знижує схильність метала шва до утворювання пор. Виготовлення пресованого порошкового дроту здійснювали згідно [3]. При цьому в контейнер для пресування разом з крупкою зі звичайного порошкового дроту з мідною оболонкою вводили крупку довжиною (0,8-1,0)*d із суцільного алюмінієвого дроту діаметром (d) 3мм. Застосування мідної оболонки М1 дозволяє підвищити теплопровідність, електропровідність і корозійну стійкість металу зварного шва. Виготовленим пресованим порошковим дротом діаметром 5мм зварювали пластини з міді розмірам 10*150*300мм. Режим зварювання: зварювальний струм 350-420А напруга 30-32В, швидкість зварювання 17м/г. Зварювання виконували в автоматичному режимі на постійному струмі зворотної полярності. Пропонований порошковий дріт забезпечує високі зварювально - технологічні властивості, мінімальне розбризкування наплавленого металу, гарне формування зварного шва. Результати випробувань зведені в таблицю 1. Таблиця 1 Результати випробувань Вміст дифузійного Коефіцієнт наплавлення Втрати на водню в Склад Діаметр дроту, мм a н , гр/А*ч розбризкування, % наплавленому металі [Н2]диф, див3/100гр 13-16 Запропонований 5 10-11 2,1 15 11-13 Прототип [2] 3 16-17 2,82 12 Примітка: у чисельнику таблиці наведені границі зміни параметра, а в знаменнику середнє значення 4 вимірів Джерело інформації: 1. Авторське посвідчення СРСР №490608, кл В 23 ДО 35/36, 1973. 2. Авторське посвідчення СРСР №812487 кл В 23 ДО 35/36,1979. 3. Патент України на корисну модель 14131 від 15.05.2005.