Состав подкладки для формирования обратной стороны сварного шва Российский патент 2020 года по МПК B23K37/06 B23K35/36 

Изобретение относится к сварке, в частности к подкладкам для формирования обратной стороны сварного шва при механизированной автоматической сварке плавящимся электродом в углекислом газе и смеси углекислого газа и аргона.

Задача изобретения является улучшение внешнего вида обратной стороны сварного шва за счет сглаженного и качественного поверхностного слоя подплавления керамики, обеспечивающего равномерность шва по высоте и плавность перехода от основного металла к наплавленному и снижение стоимости подкладки, за счет использования материалов из местного сырья: введения керамическую массу более дешевой глины Ангренского горного порода и Наваинской полевого шамота и снижения количества дорогостоящих материалов, ввозимых из зарубежных стран.

Это достигается тем, что в состав подкладки для формирования обратной стороны сварного шва, содержащий кварцевого песка, дополнительно вводят компонент фарфора, которое сглаживает поверхность, а в качества основного компонента используют Ангренской и Наваинской породы при следующем соотношении компонентов, мас. %

Каолин (Ангренский горный порода) 56-59% Пегматит (Наваинский полевой шамот) 17-19% Фарфоровой компонент 10-12% Кварцевой песок (Кувасайский горных порода) 8-10%

Пористая глина Каолин Ангренского происхождения является основой керамических плиток и связующим материалом для шамота и кварцевого песка. Содержание пористой глины каолин в керамических плитках 55-59%) повышает огнеупорности керамики до температуры 1400°С.

Шамот представляет собой алюмосиликатный огнеупорный материал и является наполнителем при изготовлении керамических плиток, предохраняющим плитки от деформации в процессе изготовления и увеличивающим огнеупорность керамических плиток до 1700°С.

Кварцевой песок, повышает огнеупорность и термическую стойкость подкладки во время сварки, а это устраняет проплавление, растрескивание рабочей поверхностей канавки, формирующей изнаночного сварочного шва.

Количественный состав фарфорового компонента регламентируется следующим:

- сглаживает поверхностный слой подкладки, за счет чего повышается качества и внешний вид обратной стороны сварного шва;

- количество фарфорового отхода менее указанных пределов повышает температуру прокалки и увеличивает пористость керамических плиток, что приводит к нарушению формирования обратной стороны сварного шва и образованию внутренних дефектов в виде пор;

- если количество фарфорового отхода более указанных пределов, это может привести к образованию воздушных полостей внутри керамический плитки, внешний вид сварного шва не будет соответствовать существующим требованием.

Для экспериментальной проверки были взяты керамические плитки размером 26×30 мм для сварки прямолинейных швов толщиной 8±0,5 мм пяти составов.

Состав 1, мас. %

Каолин (Ангренский горный порода) 40% Пегматит (Наваинский полевой шамот) 19% Фарфоровой компонент 10% Кварцевой песок (Кувасайский горных происхождения) 16%

Состав 2, мас. %

Каолин (Ангренский горный порода) 55% Пегматит (Наваинский полевой шамот) 15% Фарфоровой компонент 10% Кварцевой песок (Кувасайский горных происхождения) 9%

Состав 3, мас. %

Каолин (Ангренский горный порода) 57% Пегматит (Наваинский полевой шамот) 11% Фарфоровой компонент 11% Кварцевой песок (Кувасайский горных происхождения) 10%

Состав 4, мас. %

Каолин (Ангренский горный порода) 59% Пегматит (Наваинский полевой шамот) 19% Фарфоровой компонент 12% Кварцевой песок (Кувасайский горных происхождения) 10%

Состав 5, мас. %

Каолин (Ангренский горный порода) 62% Пегматит (Наваинский полевой шамот) 25% Фарфоровой компонент 10% Кварцевой песок (Кувасайский горных происхождения) 8%

Составы 2, 3 и 4 обеспечивают механические свойства металла шва и сварного соединения с применением сталей нормальной и повышенной прочности.

На предлагаемой подкладке выполнялась механизированная сварка на стали марки 10ГН2МФА толщиной 4 мм сварочной проволокой СВ-08ГС при следующих режимах:

Сварочный ток: 450-500А; Напряжение на дуге: 28-34 В; Скорость сварки: 24-26 м/час (40-45 см/мин).

Использование заявляемой подкладки для формирования обратной стороны сварного шва позволяет улучшить внешний вид обратной стороны сварного шва за счет сглаженного и качественного поверхностного слоя подплавления керамики, которая обеспечивает большую равномерность шва по высоте и плавность перехода от основного металла к наплавленному:

- снизить стоимость подкладки за счет использования в керамической плитке дешевой Ангренский камен и Наваинский полевой шамот:

- изготовлять керамические плитки способом полусухого прессования.

Известен состав в аналогом SU 1655744 подкладки для формирования обратной стороны сварного шва, содержащий цирконий, кремний, графит, полукокс и кокс, и целью увеличения срока службы подкладки с одновременным улучшением качества сварного шва дополнительно включены хром.

Известен также в авторском свидетельстве SU 1798095 состав подкладки, содержащий глину и перлит, дополнительно вводят стеклобой и нефелиновый концентрат, а в качестве основного компонента используют кембрийскую глины и глину ДНГ.

В авторском свидетельстве 903044 с целью повышения качества сварного шва известный состав подкладки, содержащий сварочный флюс, ферросилиций, железный порошок, термореактивный смола, дополнительно содержит кварцевый, оливиновый и циркониевый пески, а также стеарат цинка, порошкообразный уголь, ацетон.

Из анализа аналогов видно, что новый состав ни в одном аналоге полностью не одинаковы.

3. Использование заявляемой подкладки для формирования обратной стороны сварного шва позволяет улучшить внешний вид обратной стороны сварного шва за счет сглаженного и качественного поверхностного слоя подплавления керамики, которая обеспечивает большую равномерность шва по высоте и плавность перехода от основного металла к наплавленному:

- снизить стоимость подкладки за счет использования в керамической плитке дешевой Ангренский камен и Наваинский полевой шамот:

- изготовлять керамические плитки способом полусухого прессования.

Изобретение может быть использовано для формирования обратной стороны сварного шва при односторонней полуавтоматической и автоматической электродуговой сварке в среде защитных газов в различных пространственных положениях. Подкладка содержит, мас.%: каолин Ангренской горной породы 55-59, пегматит в виде Наваинского полевого шамота, фарфоровые отходы 10-12 и кварцевый песок Кувасайской горной породы 8-10. Подкладка обеспечивает улучшение качества и внешнего вида обратной стороны сварного шва за счет подплавления керамики, обеспечивающее большую равномерность шва по высоте и плавность перехода от основного металла к наплавленному. 5 пр.

Состав подкладки для формирования обратной стороны сварного шва, содержащий кварцевый песок, отличающийся тем, что он дополнительно содержит каолин Ангренской горной породы, пегматит в виде Наваинского полевого шамота и фарфоровые отходы, при этом использован кварцевый песок Кувасайской горной породы при следующем соотношении компонентов подкладки, мас. %:

каолин 55-59

пегматит 16-19 фарфоровые отходы 10-12 кварцевый песок 8-10