Склад захисного покриття

Реферат: Склад захисного покриття містить тальк, оксид хрому, рідке скло, воду та натрій вуглекислий. UA 121039 U (54) СКЛАД ЗАХИСНОГО ПОКРИТТЯ UA 121039 U UA 121039 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 містять глину, крейду, декстрин, воду, тальк, оксид хрому, рідке скло та інші компоненти. Найбільш близьким по складу компонентів до складу покриття, що заявляється і взяте в як прототип, є покриття [3], яке містить наступні компоненти, 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 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 яких в аналогах і прототипі неможливо отримати технічний результат, що досягається винаходом, 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. 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. Поставлена задача вирішується тим, що для оптимізації газошлакової системи покриття в його склад, що містить тальк, оксид хрому, рідке скло, воду, згідно з корисною моделлю, додатково вводять натрій вуглекислий, при наступному співвідношенні компонентів покриття, мас. %: тальк 25-35 оксид хрому 2-5 натрій вуглекислий 1-5 рідке скло 8-15 вода решта. Новим, у порівнянні з прототипом, є введення до складу покриття натрію вуглекислого 15 %. Істотність відмін складу покриття, що заявляється, полягає в невідомості використання в ньому натрію вуглекислого як наповнювача покриття, що забезпечує додаткове окислення розплавленого металу бризок, підвищення якості металу шва і стабільне повторне запалювання дуги. Натрій вуглекислий (сода) Na2CO3 вводиться до складу захисного покриття в кількості 1-5 мас. % і являє собою безбарвні прозорі кристали. Кристали плавляться при 270 °C, а киплять (розкладаються) при 851 °C. Щільність складає 3 2,159 г/см . У результаті дисоціації натрію вуглекислого, в момент потрапляння на покриття рідкого металу, по реакції Na2CO3→Na2O+CO2↑ утворюється оксид натрію і вуглекислий газ, який вибухоподібно відштовхує краплю розплавленого металу від поверхні деталі, що зварюється. Натрій, що входить до складу натрію вуглекислого, маючи низький потенціал іонізації в 5,14 ев 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 натрію вуглекислого у кількості менше 1 мас. % не забезпечується достатня стабілізація зварювальної дуги і зменшення розбризкування електродного металу. При вмісті натрію вуглекислого в кількості більше 5 мас. % значно підвищується окисний потенціал покриття, що призводить до надмірного окислення поверхні наплавленого металу, зашлаковок і втрат електродного металу на угар. 1 UA 121039 U 5 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). 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. Таблиця 1 Склад дослідних варіантів захисних покриттів Компоненти покриття Тальк Оксид хрому Калій хромовокислий Натрій вуглекислий Рідке скло Вода Прототип 30 3 2 10 решта 1 24 1 0,5 7 решта Склади покриттів, мас. % 2 3 25 30 2 3 1 3 8 10 решта решта 4 35 5 5 15 решта 5 36 6 6 16 решта 10 15 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 електродами марки АНО-4 діаметром 3 мм на змінному струмі силою 90-120 А. Результати випробувань зварювально-технологічних властивостей покриттів наведені в таблиці 2. Таблиця 2 Результати технологічних випробувань дослідних захисних покриттів Варіант покриття Прототип 1 2 3 4 5 20 25 30 Зварювально-технологічні властивості Розривна Стабільність Кількість бризок, що Наявність дефектів на довжина дуги, горіння при напрузі приварилися в, % 100 мм шва мм 50 В 20 5 Низька Пори - 2 шт. 22 3 Середня Пори - 1 шт. 26 1 Висока Нема 28 0 Висока Нема 26 0 Висока Нема 22 0 Середня Зашлаковки - 1шт. 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 23K 35/36,1980 г. 2. Авторское свидетельство СССР № 721294 кл. В 23K 35/36, 1978 г. 2 UA 121039 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Склад захисного покриття, що містить тальк, оксид хрому, рідке скло, воду, який відрізняється тим, що додатково містить натрій вуглекислий, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: тальк 25-35 оксид хрому 2-5 натрій вуглекислий 1-5 рідке скло 8-15 вода решта. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3