Склад покриття

Реферат: UA 101327 U UA 101327 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до області зварювання, зокрема до складу покриттів, які використовуються для захисту поверхні від налипання бризок розплавленого металу. У зварювальному виробництві відомі склади покриттів по авторських свідоцтвах [1, 2], які вміщують глину, крейду, декстрин, воду, тальк оксид хрому, рідке скло та інші компоненти. Найбільш близьким по складу компонентів до складу покриття, що заявляється і взяте як прототип, є покриття [3], яке вміщує наступні компоненти, в мас. %: тальк 25-35 оксид хрому 2-5 калій хромовокислий 0,5-5 рідке скло 8-15 вода решта. Покриття силікатного виду, призначене для захисту поверхонь деталей, що зварюються від налипання бризок розплавленого електродного металу. При зварюванні по цьому покриттю механічні властивості зварних з'єднань не змінюються. Недоліком аналогічних покриттів, у тому числі і прототипу, є недостатньо стабільне повторне запалювання електрода, що ускладнює зварювання в монтажних умовах при зварювання коротких швів, а також неможливість зварювання в промислових і побутових умовах з використанням трансформаторів, що мають напругу холостого ходу 50 В. Це не дозволяє використовувати згадані покриття для зварювання в монтажних і побутових умовах. Основними причинами, по яких в аналогах і прототипі неможливо οтримати технічний результат, що досягається корисною моделлю, є недосконала газошлакова система покриття, що не дозволяє отримати якісний метал шва і стабільне повторне запалювання дуги при зварюванні на монтажі короткими швами і при використанні джерел змінного струму з напругою холостого ходу 50 В. В основу корисної моделі поставлена задача створення покриття для захисту поверхні від налипання бризок розплавленого металу при зварюванні низьковуглецевих і низьколегованих сталей в монтажних умовах, при використанні джерел змінного струму з напругою холостого ходу 50 В, що забезпечуються за рахунок зміни шлакової і газової системи захисту поверхні металу компонентами покриття. Поставлена задача вирішується тим, що для оптимізації газошлакової системи покриття в його склад, що містить тальк, оксид хрому рідке скло, воду, додатково вводять гематит при наступному співвідношенні компонентів покриття, в мас. %: тальк 25-35 оксид хрому 2-5 гематит 1-5 рідке скло 8-15 вода решта. Новим, у порівнянні з прототипом, є введення до складу покриття гематиту 1-5 %. Істотність відмін складу покриття, що заявляється, полягає в невідомості використання в ньому гематиту як наповнювача покриття, що забезпечує додаткове окислення розплавленого металу бризок, підвищення якості металу шва і стабільне повторне запалювання дуги. Гематит (залізна руда) вводиться до складу покриття в кількості 1-5 мас. % і являє собою оксид заліза складу Fe2O3 Колір порошку вишнево-червоний. Температура плавлення - 1594 °C. У результаті дисоціації гематиту, в момент потрапляння на покриття рідкого металу, по реакції Fe2O3→2FeO+O↑ утворюється кисень, який вибухоподібно відштовхує краплю розплавленого металу від поверхні деталі, що зварюється. Залізо, що входить до складу гематиту, покращує процес запалення і горіння дуги при зварюванні по покриттю як напівавтоматом у вуглекислому газі, так і електродами, при використанні джерел змінного струму з напругою холостого ходу 50 В. При вмісті в покритті гематиту у кількості менше 1 мас. % не забезпечується достатня стабілізація зварювальної дуги і зменшення розбризкування електродного металу. При вмісті гематиту в кількості більше 5 мас. % значно підвищується окисний потенціал покриття, що призводить до надмірного окислення поверхні наплавленого металу, зашлаковкам і втратам електродного металу на угар. Запропоноване кількісне співвідношення всіх компонентів покриття є оптимальним і забезпечує його високі експлуатаційні властивості й запобігає налипанню бризок і появі пор у наплавленому металі при зварюванні по шару покриття. Крім того, забезпечується більш високий рівень механічної однорідності наплавленого металу. По відомій у промисловості технології були виготовлені покриття різного складу (див. табл. 1). 1 UA 101327 U 5 10 15 20 Указані покриття наносили методом напилення на пластини із сталі 20 розміром 300×150×14 мм в один шар і перед зварюванням просушували протягом 15-20 хв. Зварювання таврових зразків з нанесеним покриттям проводили напівавтоматом в середовищі вуглекислого газу з використанням зварювального дроту марки Св-08Г2С діаметром 2 мм, сила струму 300-350 А, полярність зворотна і ручним дуговим зварюванням електроламп марки АНО-4 діаметром 3 мм на змінному струмі силою 90-120 А. Результати випробувань зварювально-технологічних властивостей покриттів наведені в таблиці 2. Оптимальним є склад покриття № 3. При вмісті компонентів менше пропонованого мінімального співвідношення підвищується напруга на дузі і збільшується розбризкування електродного металу, з'являються пори в металі шва, підвищується кількість бризок, що приварилися до основного металу. При вмісті компонентів більше пропонованого співвідношення. значно зростає розбризкування електродного металу і збільшуються втрати металу на угар. Впровадження запропонованого складу покриття для захисту деталей від зварювальних бризок дозволить підвищити якість продукції, покращити умови праці зварювальників і зменшити витрати на зачистку зварних швів від бризок. Джерела інформації: 1. Авторское свидетельство СССР № 923784 кл. В 23 К 35/36, 1980 г. 2. Авторское свидетельство СССР № 721294 кл. В 23К 35/36, 1978 г. 3. Авторское свидетельство СССР № 1357173 кл. В 23К 35/36, 1987 г. Таблиця 1 Компоненти покриття Тальк Оксид хрому Калій хромовокислий Гематит Рідке скло Вода Склади покриттів, мас. % 2 3 25 30 2 > Прототип 30 3 1 24 1 2 10 останнє 0,5 7 останнє 1 8 останнє 4 35 5 5 36 6 3 10 останнє 5 15 останнє 6 16 останнє Таблиця 2 Варіант покриття Прототип 1 2 3 4 5 25 Розривна довжина дуги, мм 20 22 26 28 26 22 Зварювально-технологічні властивості Стабільність Кількість бризок, що Наявність дефектів на горіння при напрузі приварилися в, % 100 мм шва 50 В 5 Низька Пори - 2 шт. 3 Середня Пори - 1 шт. 1 Висока Нема 0 Висока Нема 0 Висока Нема 0 Середня Зашлаковки - 1 шт. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Склад покриття, що містить тальк, оксид хрому, рідке скло, воду, який відрізняється тим, що додатково містить гематит при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: тальк 25-35 оксид хрому 2-5 гематит 1-5 рідке скло 8-15 вода решта. 2 UA 101327 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3