Склад комплексного захисного середовища

1. Склад комплексного захисного середовища, що містить воду з додаванням мінералізаторів від 3 до 8 мас. %, який відрізняється тим, що він містить рідку (25-10 %) та газову (75-90 %) фази та спеціальні добавки: стабілізатори горіння дуги, активатори проплавлюючої здатності дуги, інгібітори "паразитного" тепла та корозії. 2. Склад комплексного захисного середовища за п. 1, який відрізняється тим, що рідка фаза містить 6-8 %-вий водний розчин поверхневоактивної речовини (ПАР), який складено з олеїнсульфонату натрію - 1,5 %, інгібіторів корозії (дво C2 2 83744 1 3 83744 вища (КЗС) для дугового зварювання маловуглецевих сталей електродом, що плавиться, шляхом додавання до води поверхневоактивної речовини (ПАР) для створення двофазного дисперсного середовища та введення до складу цього середовища спеціальних добавок (стабілізаторів горіння дуги, активаторів проплавляючої здібності дуги, інгібіторів «паразитного» тепла та корозії) та мінеральних, газових, рідких добавок, що приведе до комплексного вирішення проблеми регулювання таких параметрів: стабілізація дуги, можливість регулювання геометрії зварного шва у широких межах, зменшення розмірів зони термічного впливу (ЗТВ), зменшення активної зони пластичних деформацій, остаточних напружень та деформацій, можливість автоматизації роботи з виробами різного (складного) профілю. Поставлена задача досягається тим, що склад комплексного захисного середовища (КЗС), що містить воду з додаванням мінералізаторе від 3 до 8 мас.%, згідно винаходу, містить (мас. ч.): рідку фазу (водяний розчин ПАР) - 25-10% та газову фазу (газ-наповнювач) - 75-90%. У рідкій фазі застосовано 6-8%-ий водяний розчин поверхнево активної речовини (ПАР), який містить: олеінсульфонат натрію 1,5%, інгібітори корозії (два- та тризаміщені фосфати натрію) 0,2-0,4%, карбаміди 16%. Як газову фаз у у комплексному захисному середовищі застосовано: вуглекислий газ (CO2), або його суміші з киснем (O2), наприклад, (70-85%) СО2+(15-30%) O2. Також склад комплексного захисного середовища містить спеціальні добавки (стабілізатори горіння дуги, активатори проплавляючої здібності дуги, інгібітори «паразитного» тепла та корозії), що забезпечить захист зварювальної зони від атмосферного повітря, стабільне горіння дуги, регулювання геометрії шва, зменшення розмірів ЗТВ та активної зони пластичних деформацій, зварювальних напружень та деформацій. Як стабілізатори горіння дуги та активатори проплавляючої здібності дуги застосованао добавки до рідкої фази: 10%-ві водяні розчини мінералів хлориду натрію (NaCl), хлориду калію (KCl), сильвініту (KCl×NaCl), хлориду кальцію (CaCl2), натрію двовуглекислого (Na2CO3), цезію двовуглекислого (Cs 2CO3), калію двовуглекислого (K2CO3). Як активатор проплавляючої здібності дуги застосовано добавку до газової фази (газунаповнювачу) до 30% кисню (O2). Зміна складу газової та рідкої фаз у комплексному захисному середовищі призводить до отримання зварних швів різної геометрії. Додавання активаторів до складу КЗС дозволяє регулювати (збільшувати) глибину проплавлення максимально на 300%. В залежності від технології виготовлення кожного конкретного виробу перед подальшою обробкою (фарбуванням чи ін.) необхідно наносити на зварне з'єднання інгібітори корозії. Пропонується до складу КЗС (в розчин ПАР) додавати 3-5%-ві розчини натрію двовуглекислого (Na2CO3), калію 4 двовуглекислого (К2СО3), свинцевого сурику (Рb3О4), цинко-калієвого хромату (3ZnCrO4×K2CrO4×Zn(OH) 2×H2O), фосфату цинку (Zn3(PO4) 2×2-4H2 O), метоборату барію (BaO×B2O3H2O), борату цинку (2ZnO×XB2O3× YH2O), що зменшить кількість післязварювальних технологічних операцій. КЗС в 4-6 разів скорочує витрати захисних газів у порівнянні зі зварюванням у середовищі захисних газів. Склад КЗС (наявність рідкої фази до 25%), а саме її фазовий перехід (випаровування) на нагрітій поверхні забезпечує охолодження зварного шва, 3TB, активної зони пластичних деформацій при цьому зменшується розмір зварювальних деформацій. Змінюючи відсоткове відношення рідкої та газової фаз в КЗС регулюють коефіцієнт поверхневої тепловіддачі, а отже розміри зварювальної ванни (геометрію зварного шва), 3TB, активної зони пластичних деформацій. Залежність коефіцієнту поверхневої тепловіддачі (a) від кількості рідкої фази в КЗС пояснюється графічним матеріалом, де зображено зміну значення коефіцієнту а в діапазоні зміни відсотку рідкої фази від 10% до 25% в КЗС. Суть винаходу пояснюється конкретним прикладом виконання стикового зварювання в складі КЗС, що заявляється. Склад КЗС: вода, мінералізатора від 3 до 8мас.%, водяний розчин спеціальних добавок K2CO3 - 5% та Na2CO3 - 3%, 6%-ий водяний розчин ПАР «ПЕГАС». Отриману рідину зливають до барботуючого пристрою, де через рідину продувають CO2 (газ-наповнювач). На виході барботуючого пристрою отримують КЗС, яке являє собою двофазне дисперсне середовище, що містить 20% рідкої фази та 80% газунаповнювача. Одержану композицію КЗС наносять на поверхню листів, та здійснюють їх зварювання. Зварювання ведуть на зворотній полярності. Зварювали зразки із сталі ВСт3пс, товщиною 5мм. Використовують електродний дріт марки Св-08 діаметром 2,5мм, виліт електроду 65мм. Режим зварювання: напруга дуги Uд=30В, зварювальний струм Ізв=250 А, швидкість зварювання V3B=30м/год. У ході експериментального зварювання в складі КЗС, що заявляється, отримані наступні дані: швидкість охолодження зварного з'єднання в інтервалі 800-500°C становила w=25°C/c; використання складу КЗС, що заявляється, в порівнянні зі зварюванням на тих же технологічних режимах в середовищі СO2 зменшує ширину 3TB в середньому на 20%, зменшує ширину активної зони пластичних деформацій на 25%, остаточні зварювальні деформації вигину на 1м шва зменшує на 20%. Істотна відмінність винаходу, що заявляється, від раніше відомих полягає в тому, що пропонується склад комплексного захисного середовища з розширеними технологічними властивостями, функції якого - захист зварювальної зони від атмосферного повітря, стабілізація зварювальної дуги, регулювання геометрії шва, охолодження зварного з'єднання, а отже, зменшення зварювальних деформацій та підвищення якості зварного виробу. Розширення технологічних властивостей КЗС до 5 83744 сягається двофазовою будовою та додаванням до його складу спеціальних добавок (стабілізаторів горіння дуги, активаторів проплавляючої здібності дуги, інгібіторів «паразитного» тепла і корозії). До переваг запропонованого технічного рішення, у порівнянні з прототипом, також можна віднести наступне: одночасне (комплексне) усунення проблем стабілізації дуги, зменшення витрат захисних газів, можливість автоматизації ро Комп’ютерна в ерстка І.Скворцов а 6 боти з заготівками різноманітного (складного) профілю та розмірів, регулювання геометрії зварного шва у просторих межах, зменшення розмірів 3TB та активної зони пластичних деформацій, зменшення остаточних деформацій та одержання необхідних властивостей зварного з'єднання за допомогою використання комплексного захисного середовища із додаванням спеціальних добавок. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601