Склад покриття

Реферат: Склад покриття містить тальк, оксид хрому, рідке скло, воду. Додатково містить сильвін. UA 121934 U (54) СКЛАД ПОКРИТТЯ UA 121934 U UA 121934 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. У зварювальному виробництві відомі склади 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 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 яким 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. 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. Поставлена задача вирішується тим, що для оптимізації газошлакової системи покриття в його склад, що містить тальк, оксид хрому, рідке скло, воду, додатково вводять сильвін, при наступному співвідношенні компонентів покриття, в мас. %: тальк 25-35 оксид хрому 2-5 сильвін 1-5 рідке скло 8-15 вода решта. Новим, у порівнянні з прототипом, є введення до складу покриття сильвіну 1-5 %. Істотність відмін складу покриття, що заявляється, полягає в невідомості використання в ньому сильвіну як стабілізатора запалення зварювальної дуги і наповнювача покриття, що забезпечує додаткове окислення розплавленого металу бризок, підвищення якості металу шва і стабільне повторне запалювання дуги. Сильвін - мінерал підкласу хлоридів, КС1. Червоні, жовті кристали твердість 2, щільність 3 близько 2 г/см . Мінерал сильвін вводиться до складу покриття в кількості 1-5 мас. %. У результаті плавлення хлористого калію при температурі 776 °C, в момент потрапляння на покриття крапель рідкого металу, протікає реакція термічного розкладу: 2КСl=2К + Сl2 2Fe+3Cl2=2FeCl3 К + О2 = КО2 Утворюється хлорне залізо на поверхні крапель, яке перешкоджає приварюванню їх на поверхню деталей, що зварюються. Крім цього хороша розчинність хлорного заліза у воді сприяє легкому видаленню покриття з поверхні деталей змиванням водою. Калій, що входить до складу сильвіну, має низький потенціал іонізації 4,339 ев, що 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 При вмісті в покритті сильвіну у кількості менше 1 мас. % не забезпечується достатня стабілізація зварювальної дуги і зменшення розбризкування і налипання електродного металу. 1 UA 121934 U 5 При вмісті сильвіну в кількості більше 5 мас. % значно підвищується окисний потенціал покриття, що призводить до надмірного окислення поверхні наплавленого металу, утворенню зашлаковок 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 цього забезпечується більш високий рівень механічної однорідності наплавленого металу. По відомій у промисловості технології були виготовлені покриття різного складу (див. табл. 1). 10 Таблиця 1 Склад дослідних варіантів покриття Компоненти покриття Тальк Оксид хрому Калій хромовокислий Сильвін Рідке скло Вода 15 20 25 Прототип 30 3 2 10 решта 1 24 1 Склади покриттів, мас. % 2 3 25 30 2 3 0,5 7 решта 1 8 решта 3 10 решта 4 35 5 5 36 6 5 15 решта 6 16 решта 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 300-350А, 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. 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, утворюються зашлаковки. Таблиця 2 Результати перевірки зварювально-технологічних властивостей покриттів Зварювально-технологічні властивості Варіант Кількість бризок, Розривна довжина Стабільність горіння Наявність дефектів покриття що приварилися в, дуги, мм. при напрузі 50 В на 100 мм шва % Прототип 20 5 Низька Пори - 2 шт. 1 21 3 Середня Пори - 1 шт. 2 25 1 Висока Нема 3 28 0 Висока Нема 4 26 0 Висока Нема 5 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. Джерела інформації: 1. Авторское свидетельство СССР № 923784 кл. В23К 35/36, 1980 г. 2. Авторское свидетельство СССР № 721294 кл. В23К 35/36, 1978 г. 2 UA 121934 U 3. Авторское свидетельство СССР № 1357173 кл. В23К 35/36, 1987 г. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Склад покриття, що містить тальк, оксид хрому, рідке скло, воду, який відрізняється тим, що додатково містить сильвін, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: тальк 25-35 оксид хрому 2-5 сильвін 1-5 рідке скло 8-15 вода решта. Комп’ютерна верстка О. Рябко 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