Склад захисного покриття

Реферат: Склад захисного покриття містить тальк, оксид хрому, рідке скло, воду. Крім цього, додатково містить карбонат натрію при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: тальк 25-35 оксид хрому 2-5 карбонат натрію 1-5 рідке скло 8-15 вода решта. UA 106964 U (54) СКЛАД ЗАХИСНОГО ПОКРИТТЯ UA 106964 U UA 106964 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до області зварювання, зокрема до складу покриттів, які використовуються для захисту поверхні від налипання бризок розплавленого металу при зварюванні. У зварювальному виробництві відомі склади захисних покриттів по авторським свідоцтвам [1, 2], які вміщують глину, крейду, декстрин, воду, тальк, оксид хрому, рідке скло та інші компоненти. Найбільш близьким по складу компонентів до складу захисного покриття, що заявляється і взяте в якості прототипу 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 захисних покриттів, у тому числі і прототипу, є недостатньо стабільне повторне запалювання дуги, що ускладнює зварювання в монтажних умовах при зварюванні 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 яким в аналогах і прототипі неможливо отримати 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. Технічною задачею корисної моделі є 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. Вирішення поставленої задачі досягається тим, що для оптимізації газошлакової системи захисного покриття в його склад, що містить тальк, оксид хрому, рідке скло, воду додатково вводять карбонат натрію при наступному співвідношенні компонентів покриття, в мас. %: тальк 25-35 оксид хрому 2-5 карбонат натрію 1-5 рідке скло 8-15 вода решта. Новим, у порівнянні з прототипом, є введення до складу захисного покриття карбонату натрію 1-5 %. Істотність відмін складу захисного покриття, що заявляється полягає в невідомості використання в ньому карбонату натрію в якості стабілізатора запалення зварювальної дуги і наповнювача покриття, що забезпечує додаткове окислення розплавленого металу бризок, підвищення якості металу шва і стабільне повторне запалювання дуги. Карбонат натрію (сода кальцинована) вводиться до складу покриття в кількості 1-5мас. % і являє собою сіль складу Na2СО3. У результаті дисоціації карбонату натрію при температурі 852 °C, в момент потрапляння на покриття рідкого металу, по реакції Na2CO3 → К2О + СО2 ↑ утворюється вуглекислий газ, який вибухоподібно відштовхує краплю розплавленого металу від поверхні деталі, що зварюється. Крапля окислюється і охолоджується в повітрі і не приварюється до поверхні деталі. Натрій, що входить до складу карбонату натрію, має низький потенціал іонізації 5,1 ев, це стабілізує 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. Крім того наявність карбонату натрію в захисному покритті покращує змочуваність поверхні деталей за рахунок його знежирюючої дії. 1 UA 106964 U 5 10 При вмісті в покритті карбонату натрію у кількості менше 1 мас. % не забезпечується достатня стабілізація зварювальної дуги і зменшення розбризкування електродного металу, недостатня змочуваність поверхні деталей. При вмісті карбонату натрію 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 являється 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 технологи були виготовлені захисні покриття різного складу (див. табл. 1). Таблиця 1 Склад дослідних захисних покриттів Компоненти покриття тальк оксид хрому калій хромовокислий карбонат натрію рідке скло вода 15 20 25 Прототип 30 3 2 10 решта 1 24 1 0,5 7 решта Склади покриттів, мас. % 2 3 25 30 2 3 1 8 решта 3 10 решта 4 35 5 5 36 6 5 15 решта 6 16 решта Указані захисні 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 захисним 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 електродами марки АНО-4 діаметром 3 мм на змінному струмі силою 90-120 А. Результати випробувань зварювально-технологічних властивостей захисних покриттів наведені в таблиці 2. Оптимальним є склад захисного 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. Таблиця 2 Зварювально-технологічні властивості дослідних захисних покриттів Варіант покриття Прототип 1 2 3 4 5 Зварювально-технологічні властивості Розривна Стабільність Кількість бризок, що Наявність дефектів на довжина дуги, горіння при напрузі приварилися, % 100 мм шва. мм. 50 В. 20 5 Низька Пори - 2 шт. 21 3 Середня Пори - 1 шт. 25 1 Висока Нема 27 0 Висока Нема 26 0 Висока Нема 22 0 Середня Зашлаковки - 1шт. 30 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. 2 UA 106964 U Джерела інформації: 1. Авторское свидетельство СССР № 923784 кл. В 23К 35/36, 1980 г. 2. Авторское свидетельство СССР № 721294 кл. В 23К 35/36, 1978 г. 3. Авторское свидетельство CCCР № 1357173 кл. В 23К 35/36, 1987 г. 5 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Склад захисного покриття, що містить тальк, оксид хрому, рідке скло, воду, який відрізняється тим, що додатково містить карбонат натрію при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: тальк 25-35 оксид хрому 2-5 карбонат натрію 1-5 рідке скло 8-15 вода решта. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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