Флюс для зварювання міді

Реферат: Флюс для зварювання міді включає безводну буру, магнезит, плавиковий шпат, алюміній та шаруваті сполуки графіту з інтеркалантом NH3. UA 111269 U (54) ФЛЮС ДЛЯ ЗВАРЮВАННЯ МІДІ UA 111269 U UA 111269 U 5 10 15 20 25 30 35 Корисна модель належить до галузі техніки, а саме до зварювання, і може знайти застосування при виготовленні флюсів для електродугового зварювання міді плавленим електродом. Відомим є флюс для зварювання міді та мідних сплавів, який містить наступні компоненти, мас. %: окис кремнію 32-36 окис алюмінію 8-12 окис марганцю 8-12 двоокис марганцю 0,2-1 окис магнію 15-18 окис кальцію 0,5-6 фтористий кальцій інше. Недоліком цього флюсу є те, що він не забезпечує отримання механічних властивостей зварного з'єднання, рівноміцних основному металу [А.с. 538869 СССР, МКИ В23К 35/362. Флюс для сварки меди и ее сплавов / Л.К. Босак, В.М. Илюшенко, С.М. Гуревич, А.П. Алексеенко - № 2160567/27; заявл. 11.08.1975, опубл. 15.12.1976]. Найбільш близьким до запропонованого флюсу є флюс наступного складу, мас. %, який вибрано як прототип: алюміній 1,2-1,4 безводна бура 20-26 магнезит 3-7 плавиковий шпат 8,8-10,6 кремнефтористий натрій 20-30 нітрат графіту 6-12 апатит 7-10 циркон 14-16 діізобутилен 2-4. [А.с. № 1516285 СССР, МКИ В23К 35/365. Флюс для сварки меди и ее сплавов / В.Т. Катренко, В.Д. Кассов, А.В. Грановский, А.А. Кузнецов, В.В. Шафранов. - № 4375784; заявл. 08.02.1988, опубл. 23.10.1988]. Загальними суттєвими ознаками даного флюсу і того, що заявляється, є алюміній, безводна бура, магнезит та плавиковий шпат. Недоліком цього флюсу є недостатня глибина проплавлення металу шва, а наявність у складі графіту групи NO3, яка має велику окислювальну здатність, призводить до часткового окислення міді у металі шва, внаслідок чого утворюються неметалеві включення. Це погіршує фізико-механічні властивості металу шва. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення відомого флюсу для зниження пористості шва, збільшення глибини провару міді, зниження витрат флюсу, а також зменшення кількості неметалевих включень у металі шва. Поставлена задача вирішується за рахунок введення у склад флюсу шаруватих сполук графіту, які містять як інтеркалант NН3, при наступному співвідношенні інгредієнтів, мас.%: алюміній 1,2-2,4 магнезит 3-7 плавиковий шпат 8,8-10,6 шаруваті сполуки графіту 2-3 безводна бура решта. Алюміній є активним відновником, що сприяє відновленню оксидів міді. Магнезит сприяє видаленню сірки з металу шва. Плавиковий шпат є джерелом фтору, який зв'язує водень. Безводна бура розчиняє у собі оксиди, сприяє задовільному формування металу шва та стабілізує дугу. Шаруваті сполуки графіту як інтеркаланти містять в собі амоніак NH 3. Під впливом високої температури шаруваті сполуки графіту зазнають термоудар, який призводить до різкого збільшення об'єму суміші та виходу газоподібного інтеркаланту з міжплощинного простору графіту. Внаслідок цього в зоні зварювання створюється газоподібне відновлювальне середовище, яке перешкоджає окисненню міді як за рахунок витіснення кисню з зони зварювання, так і за рахунок відновлювання оксиду міді. Крім цього, за рахунок спінення відбувається руйнування коринки флюсу, що сприяє більш легкому видаленню флюсу після завершення зварювання, а також значному, приблизно у 3 рази скороченню витрат флюсу. Кількість шаруватих сполук графіту у запропонованому флюсі складає 2-3 %. При введенні у флюс менше, ніж 2 % шаруватих сполук графіту не відбувається значного збільшення об'єму флюсу в зоні зварювання і таким чином погіршується захисна функція флюсу. Збільшення 1 UA 111269 U 5 10 кількості шаруватих сполук графіту у флюсі вище 3 % не призводить до значного поліпшення захисних властивостей флюсу та зменшенню його витрат. Для проведення випробувань було виготовлено 5 складів флюсу (табл. 1), де склади 1-4 відповідають запропонованому флюсу, а склад 5 - відомому. Виконують зварювання листової міді впритул на флюсовій подушці без обробки пругів. Товщина міді 16 мм, марка М1. Режим зварювання: струм дуги 860 А, напруга 44 В, швидкість зварювання 18 м/год., діаметр електрода 4 мм. Вимірюють глибину проплавлення міді на макрошліфах. Кількість пор підраховують на рентгенівських знімках зварного з'єднання на 100 мм шва. Результати випробувань наведені у табл. 2. Зіставлювальний аналіз з прототипом дозволяє зробити висновки, що заявлений склад флюсу відрізняється від відомого введенням раніше не використовуваних компонентів, а саме шаруватих сполук графіту акцепторного типу з інтеркалантом NH3. Таблиця 1 Найменування компонентів Алюміній Магнезит Плавиковий шпат Кремнефтористий натрій Нітрат графіту Апатит Циркон Діізобутилен Шаруваті сполуки графіту акцепторного типу з інтеркалантом NH3 Безводна бура 1 1,2 3 8,8 2 2 4 9 Склад компонентів, мас. % 3 4 2,4 2,4 5 7 10 10,6 5 Прототип 2,4 7 10,6 20 12 10 14 4 1,0 1,5 2,5 3,5 інше 20 15 Таблиця 2 1 2 3 4 Глибина проплавлення, мм 14,4 Повна Повна Повна Шпаруватість, Штуки/пор на 100 мм шву 4 Немає Немає Немає Прототип 13,8 8 Склад флюсу Витрата флюсу г/1 пог. м 270 125 118 118 600 Примітка Погане формування шву Сепарація флюсу, місцеві поверхневі дефекти Застосування пропонованого флюсу дозволяє збільшити глибину проплавлення металу шва, значно зменшити витрату флюсу, а також полегшити видалення флюсу після завершення зварювання. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Флюс для зварювання міді, який включає безводну буру, магнезит, плавиковий шпат, алюміній, який відрізняється тим, що додатково включає шаруваті сполуки графіту з інтеркалантом NH3, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: алюміній 1,2-2.4 магнезит 3-7 плавиковий шпат 8,8-10,6 шаруваті сполуки графіту 2-3 безводна бура решта. 2 UA 111269 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський 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