Спосіб випробування й оцінки якості захисних покрить від дії зварювальних бризок

1 Спосіб випробування й оцінки якості захисних покрить від дії зварювальних бризок, що полягає у виготовленні зразків у вигляді металевих пластин, нанесенні на них захисних покрить, установленні зразків у робочу позицію, одержанні крапель розплавленого металу, дії на поверхню зразків краплями розплавленого металу й оцінюванні якості захисних покрить, який відрізняється тим, що краплі розплавленого металу одержують у дуговому проміжку між плавким і неплавким електродами, дію на поверхню захисних покрить здійснюють спрямованім рухом крапель розплавленого металу на елементарну площадку поверхні зразка до повного прогару покриття, а оцінку якості захисних покрить здійснюють за КІЛЬКІСТЮ крапель розплавленого металу до повного прогару покриття 2 Спосіб випробування й оцінки якості захисних покрить по п 1 , який відрізняється тим, що дію крапель розплавленого металу здійснюють серіями по 10-15 крапель, і після кожної серії здійснюють вимір величини прогару захисного покриття Винахід належить до галузі випробування матеріалів за допомогою теплових засобів, зокрема зварювальних бризок Налипання бризок рідкого металу при електродуговому зварюванні до поверхонь зварних металоконструкцій та складально-зварювальної оснастки призводить до необхідності їх зачистки, що істотно збільшує трудомісткість виготовлення зварної конструкції та знижує строк служби устаткування й оснастки Для захисту поверхонь застосовуються різні захисні покриття, у зв'язку з чим існує необхідність їх випробування й оцінки якості відносно СТІЙКОСТІ до дії бризок розплавленого металу Відомо спосіб випробування й оцінки якості захисних покрить від дії зварювальних бризок, який полягає у виготовленні зразків у вигляді металевих пластин, нанесенні на них захисних покрить, установленні зразків у робочу позицію, одержанні крапель розплавленого металу у вигляді зварювальних бризок, дії на поверхню зразків краплями розплавленого металу та у подальшому оцінюванні якості захисного покриття (див журнал "Автоматическая сварка", 1971, №1, с 58 - 61, стаття А Е Аснисташ "Защита поверхности сварных конструкций от брызг с помощью грунтовоч ного покрытия") Зі сталі ВМСт 3 виготовляли зразки перерізом 4 х 100, 6 х 100 і 10 х 100мм довжиною 400мм для ручного зварювання та довжиною 700мм - для зварювання під флюсом Застосовували антикорозійні ґрунти чотирьох типів ВЛ-02, ВЛ-05, ВЛ-023 і ґрунт №29112S на основі алкидної смоли Для кожного типу ґрунту, способу зварювання та товщини металу дослідження проводили на зразках п'яти серій, що відрізнялись товщиною ґрунту 40 - 45, ЗО - 35, 2 0 - 2 5 , 10 15мкм і без покриття У кожному ДОСЛІДІ ефективність захисту металу від бризок оцінювали візуально та порівнювали зі зразком без покриття, звареним утаких самих умовах Недоліком описаного способу є неможливість одержання точної кількісної оцінки якості захисних покрить від дії зварювальних бризок у зв'язку з візуальним характером цієї оцінки Відомо також спосіб випробування й оцінки якості захисних покрить від дії зварювальних бризок, який полягає у виготовленні зразків у вигляді металевих пластин, нанесенні на них захисних покрить, установленні зразків у робоче положення, одержанні крапель розплавленого металу у вигляді зварювальних бризок, дії на поверхню зразків краплями розплавленого металу та в подальшому ю (О оцінюванні якості захисного покриття (див журнал "Сварочное производство", М , 1971, №5, с 49, стаття авторів к т н С К Павлюк та ш "Защита поверхности металла от налипання брызг при сварке") Випробуванню піддавали захисні покриття з кремнійорганічної рідини ГКЖ-94 та з емульсії водного розчину сульфітно-спиртової барди На пластини зі сталі Ст 3 наплавляли у кілька шарів валики для одержання необхідної КІЛЬКОСТІ зварювальних бризок, які розлітаються, та оцінювали якість захисного покриття за інтенсивністю налипання бризок шляхом визначення маси бризок, які важко видаляються (видаляються стальною щіткою та зубилом), від їх загальної КІЛЬКОСТІ Згаданий спосіб дає можливість одержати порівняно точну кількісну оцінку якості захисного покриття відносно СТІЙКОСТІ до дії зварювальних бризок Проте в описаному способі зварювальні бризки розлітаються хаотично у різних напрямках, на різну відстань, з різною масою, температурою, швидкістю і т д та по-різному діють на захисне покриття Тому для отримання усередненої оцінки якості захисного покриття потрібна велика КІЛЬКІСТЬ зварювальних бризок і велика площа обхвату далекості їх польоту, у зв'язку з чим мають місце велика витрата зварювального дроту, металу зразків і матеріалу захисних покрить, а також тривалий строк проведення випробувань Крім того, оцінка якості захисного покриття відрізняється підвищеною трудомісткістю За сукупністю суттєвих ознак даний спосіб прийнято за прототип винаходу, що заявляється В основу винаходу поставлена задача у відомому способі випробування й оцінки якості захисних покрить поверхонь зварних металоконструкцій та складально-зварювальної оснастки шляхом технологічних удосконалень забезпечити прискорення процесу випробувань, зменшення витрат зварювального дроту, матеріалу захисних покрить і металу зразків, а також знизити трудомісткість оцінки якості захисного покриття Для виконання поставленої задачі у відомому способі випробування й оцінки якості захисних покрить поверхонь зварних металоконструкцій та складально-зварювальної оснастки від дії зварювальних бризок, який полягає у виготовленні зразків у вигляді металевих пластин, нанесенні на них захисних покрить, установленні зразків у робоче положення, одержанні крапель розплавленого металу, дії на поверхню зразків краплями розплавленого металу й оцінюванні якості захисного покриття, згідно винаходу, краплі розплавленого металу одержують у дуговому проміжку між плавким і неплавким електродами, а дію на поверхню захисного покриття здійснюють спрямованим рухом крапель розплавленого металу на елементарну площадку поверхні зразка до повного прогару покриття Оцінку якості захисного покриття здійснюють за КІЛЬКІСТЮ крапель розплавленого металу до повного прогару покриття Зокрема дію крапель розплавленого металу на захисне покриття здійснюють серіями по 10 -15 крапель і після кожної серії роблять вимір величини прогару захисного покриття за допомогою вимі 46995 рювального інструмента (мініметра з точністю показань 0,001мм) Одержання крапель розплавленого металу в дуговому проміжку між плавким і неплавким електродами дає можливість формування поодиноких, дискретних крапель з практично однаковими масою, температурою і швидкістю, які однаково діють на захисне покриття Це дозволяє прискорити процес випробування, а також зменшити витрату зварювального дроту Крім того, краплі під дією сили ваги падають униз, в одному напрямку Ця властивість крапель і використовується для здійснювання їх дії на поверхню захисного покриття спрямованим рухом на елементарну площадку поверхні зразка, що дозволяє прискорити процес прогару і, таким чином, прискорити процес самого випробування та кількісної оцінки Крім того, спрямований рух крапель дозволяє зменшити розміри зразків, завдяки чому досягається економія металу зразків і матеріалу захисних покрить Оцінка якості захисного покриття за КІЛЬКІСТЮ крапель розплавленого металу до повного прогару покриття дозволяє зменшити трудомісткість процесу оцінки якості, оскільки при цьому потрібно тільки вести підрахунок крапель із записом результатів у спеціальному журналі Дію крапель розплавленого металу на поверхню захисного покриття серіями по 10 - 15 крапель здійснюють для зручності підрахунку Крім того, це дає можливість зробити мініметром проміжні заміри з високою точністю й оцінити динаміку процесу прогару Для проведення випробувань захисних покрить виготовляли зразки у вигляді металевих пластин розміром 150 х 150 х 10мм Оскільки базові, опорно-корпусні та ІНШІ ОСНОВНІ елементи складально-зварювальної оснастки виготовляють зі сталі 20, 35 або 45 з подальшою термообробкою до HRC38-42, зразки, що випробували, виготовляли зі сталі 20 з подальшою термообробкою до HRC38-42 Шорсткість обробленої поверхні відповідала 6 - 7 класу Як захисні покриття, що випробуються, були відібрані покриття, які широко застосовуються для захисту складально-зварювальної оснастки, такі як суспензії ВНИИНИ-213, ВНИИНИ-229, ВНИИНИ230, графіт-кремнійорганічна рідина, лак БФ-74Д, лаки БФ-2, ВНИИНП-210 Покриття наносили на оброблені поверхні зразків Товщина плівки покриття складала 25 - ЗОмкм і контролювалась за допомогою мініметра з точністю показань 0,001 мм Помилка вимірювань знаходилась у межах ± Змкм Для одержання крапель розплавленого металу в ролі моделей зварювальних бризок і для спрямування крапель на поверхню зразків використовувалась відома універсальна установка (див "Вестник Харьковского государственного политехнического университета", випуск 104, Харків, 2000р , с 32 - 37, стаття В В Подобєдова, к т н В І Роменського і д т н Г М Жолткевича "Разработка оптимального состава защитного покрытия, предохраняющего рабочие поверхности специальной сборочно-сварочной оснастки от воздействия сварочных брызг") До складу універсальної установки входили штатив, базовий столик з підставкою, тримач вольфрамового електро 46995 да, струмопідвід, механізм подавання зварювальвеличини прогару захисного покриття за допомоного дроту, зварювальний пальник, апаратура погою мініметра Експеримент припиняли після давання газу, балон з інертним газом, джерело сплавлення краплі металу з поверхнею зразка живлення та апаратна шафа Зважаючи на те, що Проводили по три досліди для кожного покриття 80% обсягу зварювальних робіт при вироблянні на різних відстанях Одержали середні значення зварних метал о конструкцій в машинобудуванні СТІЙКОСТІ покрить, що досліджувались, виражені у здійснюється напівавтоматичним зварюванням у КІЛЬКОСТІ крапель до повного прогару покриття і середовищі вуглекислого газу, у ролі плавкого наведені у таблиці електрода застосовували зварювальний дріт СТІЙКІСТЬ покриття при дії реальних зварювасвО8Г2С діаметром 1,2мм, а в ролі неплавкого льних бризок одержана розрахунковим шляхом електрода - вольфрамовий електрод марки ВТ-15 через перевідний коефіцієнт Кт = — ^ — = 1,95, діаметром Змм, заточений під кутом 60° Трзб Зразки установлювали на базовий столик який визначали як відношення температури експеустановки, який міг переміщатися вертикально риментальних крапель Т е к до температури реальугору та униз відносно зони зварювальної дуги них зварювальних бризок Т р 3 б Таким чином, реаДля пошуку оптимального варіанта випробування льна СТІЙКІСТЬ покриття буде приблизно у два рази СТІЙКОСТІ покрить дослідження проводили на двох перевищувати значення СТІЙКОСТІ, одержане в ексвідстанях - 50 і 300мм Режими зварювання підперименті тримували сталими Елементарна площадка, що бомбардувалася краплями, становила ДР = 5 Цей спосіб досліджень й оцінки дозволяє ви10мм , що дорівнює середній площі стику та сплазначити СТІЙКІСТЬ покрить при різних просторових влення бризок металу з робочою поверхнею метаположеннях поверхні (горизонтальному, під різнилоконструкції ми кутами) Чим більше розташування наближається до вертикального, тим СТІЙКІСТЬ вище Дослідження проводили серіями по 10 - 15 крапель, після чого зварювальну дугу розривали, фіксували КІЛЬКІСТЬ крапель і здійснювали вимір Таблиця Покриття Відстань від дуги, мм 50 300 ВНИИНИ- ВНИИНИ- ВНИИНИ230 213 229 80 130 55 95 БФ-74Д БФ-2 28 50 ВНИИНП- Графіт-кремній-органічна 210 рідина 25 40 ЗО 58 Пропонований спосіб випробування й оцінки СТІЙКОСТІ захисних покрить, що захищають поверхні зварних металоконструкцій та складальнозварювальної оснастки від дії зварювальних бризок, має ряд переваг у порівнянні з відомими способами а) можливість одержати порівняльні КІЛЬКІСНІ характеристики СТІЙКОСТІ покриття до дії зварювальних бризок, 40 70 65 85 б) скорочення часу на проведення випробувань, в) зниження матеріальних і трудових витрат, г) наближення умов експерименту до реальних умов виробництва, д) можливість вибору оптимального захисного покриття для забезпечення надійності та ДОВГОВІЧНОСТІ поверхонь зварних металоконструкцій та складально-зварювальної оснастки ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71