Теплопоглощающая сварочная паста Российский патент 2024 года по МПК B23K35/36 

Описание патента на изобретение RU2823714C1

Изобретение относится к отрасли сварочного производства и может быть использовано для получения оптимальной структуры, снижения сварочных деформаций и напряжений при изготовлении изделий из низкоуглеродистых (С ≤ 0,3%) незакаливающихся сталей тонких (до 5 мм) листов.

Теплопоглощающую сварочную пасту целесообразно использовать для дуговой и контактной точечной сварки сталей ферритного класса, а также - для сварки разнородных сталей феррито-перлитного+аустенитного класса.

Известен ближайший аналог (прототип) теплопоглощающей сварочной пасты - состав теплопоглощающей сварочной пасты (Авторское свидетельство СССР №591289, В23К 35/36, опубликованное 05.02.1978), в котором с целью повышения теплопоглощения и адгезии с покрываемой поверхностью в качестве наполнителя добавлен палыгорскит и асбест при следующем соотношении компонентов в вес.%:

палыгорскит 9...20 асбест 1...10 вода остальное

Паста наносится на поверхность околошовной зоны перед сваркой либо во время сварки.

Этот состав наиболее близок к заявляемому техническому решению, поэтому принят за прототип.

Недостатками прототипа является вредность образуемой пыли асбеста после высыхания пасты, недостаточная адгезионная способность на вертикальных и потолочных поверхностях, быстрое высыхание пасты на свариваемой конструкции. Попадание пасты в область сварочной ванны вызывет наводораживание и охрупчивание сварного шва. Паста быстро и полностью теряет свои свойства при хранении в незакрытой таре.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка оптимального качественного и количественного состава теплопоглощающей сварочной пасты, позволяющей повысить стойкость сварного соединения к межкристаллитной коррозии (МКК) при сварке аустенитных сталей и уменьшить образование остаточных напряжений и деформаций.

Технический результат - предлагаемая паста обеспечивает на 60...70 % сужение зоны термического влияния, уменьшается время нахождения свариваемого металла в опасном интервале температур 450...900 °С диффузионных и фазово-структурных процессов. Повышается стойкость сварного соединения к межкристаллитной коррозии (МКК) при сварке аустенитных сталей. Уменьшает образование остаточных напряжений и деформаций. Скорость охлаждения сварного соединения при применении пасты составляет 40...45 °С/с в интервале температур 500...900 °С (Wохл500-900 = 40...45 °С/с).

Предметом заявки на патент является новая теплопоглощающая сварочная паста, содержащая следующие компоненты в вес.%:

жидкое натриевое стекло Na2O(SiO2)n 50 вода 30 тетраборат натрия Na2B4O7 10 медная стружка 10

Приготовление теплопоглощающей сварочной пасты происходит в следующей последовательности. Жидкое натриевое стекло разбавляют водой в пропорции 2:1 по объему, сухой тетраборат натрия разводят теплой водой (+ 50 °С) из соотношения 10 г/100 мл, затем в жидкое натриевое стекло медленно вливают жидкий тетраборат натрия до получения необходимой консистенции пасты, затем добавляют медную стружку фракцией около 2×2 мм.

Теплопоглощающая сварочная паста наносится на металл околошовной зоны перед сваркой или во время сварки по схеме (Фиг. 1). Во время сварки паразитная часть тепла интенсивно поглощается пастой за счет испарения воды и теплоемкости компонентов пасты, препятствуя распространению тепла по свариваемой конструкции.

Жидкое натриевое стекло Na2O(SiO2)n является клеевой основой пасты, вода и медная стружка являются активными теплопоглощающими компонентами. Тетраборат натрия Na2B4O7 является загустителем, позволяющем теплопоглощающей пасте не растекаться по охлаждаемой поверхности и держать оптимально необходимую форму.

Паста обеспечивает на 60...70 % сужение зоны термического влияния, уменьшается время нахождения свариваемого металла в опасном интервале температур 450...900 °С диффузионных и фазово-структурных процессов. Повышается стойкость сварного соединения к межкристаллитной коррозии (МКК) при сварке аустенитных сталей. Уменьшает образование остаточных напряжений и деформаций. Скорость охлаждения сварного соединения при применении пасты составляет 40...45 °С/с в интервале температур 500...900 °С (Wохл500-900 = 40...45 °С/с).

Паста может быть использована для деталей, не допускающих перегрев выше 100 °С в качестве эффективного теплозащитного барьерного слоя (в случае пайки, термической и абразивной резки, сварки).

Изобретение поясняется иллюстративным материалом, где на фиг. 1 показана разделка стыкового сварного соединения С4 по ГОСТ 14771-76, с нанесенной теплопоглощающей сварочной пастой.

Пример.

Полуавтоматическая сварка аустенитной стали 10Х13Г18ДУ, толщиной δ = 1,5 мм. Соединение стыковое С4 по ГОСТ 14771-76. Сварка производилась сварочной проволокой Св-08Х20Н9Г7Т диаметром 1 мм в среде защитного газа (98% Ar + 2% СО2). Сварка осуществлялась на постоянном токе обратной полярности, сварочный ток 40...80 А, напряжение на дуге 17...18 В, скорость сварки 20...24 м/ч.

При полуавтоматической сварке скорость конвективного охлаждения составляет (Wохл500-900 = 10÷15 °С/с), время нахождения сварного соединения в опасном интервале фазово-структурных изменений ti = 155 с, соответствующий термический цикл представлен на Фиг. 2, а.

Применение теплопоглощающей сварочной пасты увеличивает скорость охлаждения в 3,2 раза (Wохл500-900 = 40...45 °С/с), уменьшает время нахождения сварного соединения в опасном интервале фазово-структурных изменений в 2,2 раза (ti = 70 с), соответствующий термический цикл представлен на Фиг. 2, б.

Похожие патенты RU2823714C1

название год авторы номер документа
Способ электродуговой сварки 1980
  • Елизаров Виталий Яковлевич
  • Кривоногов Владимир Витальевич
  • Курганов-Носов Михаил Григорьевич
  • Шептухин Анатолий Васильевич
  • Сентюрев Владилен Павлович
SU1796386A1
ВЫСОКОПРОЧНАЯ МАЛОМАГНИТНАЯ НЕСТАБИЛИЗИРОВАННАЯ СВАРИВАЕМАЯ СТАЛЬ, УСТОЙЧИВАЯ К ЛОКАЛЬНЫМ ВИДАМ КОРРОЗИИ В ЗОНАХ ТЕРМИЧЕСКОГО ВЛИЯНИЯ СВАРКИ И ДЛИТЕЛЬНОГО НАГРЕВА В ОБЛАСТИ ОПАСНЫХ ТЕМПЕРАТУР 2021
  • Писаревский Лев Александрович
RU2782832C1
САМОЗАЩИТНАЯ ПОРОШКОВАЯ ПРОВОЛОКА ДЛЯ СВАРКИ АУСТЕНИТНЫХ ХРОМОНИКЕЛЕВЫХ СТАЛЕЙ 2004
  • Гаврилов Сергей Николаевич
  • Поправка Дмитрий Леонтьевич
  • Очагов Валерий Николаевич
RU2281843C1
ЭЛЕКТРОД ДЛЯ СВАРКИ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ 2009
  • Орыщенко Алексей Сергеевич
  • Слепнёв Валентин Николаевич
  • Удовиков Сергей Петрович
  • Попов Олег Григорьевич
RU2408451C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОПУСТИМЫХ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ АУСТЕНИТНЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ 2000
  • Фомин Н.Н.
  • Шмаков Л.В.
  • Захаржевский Ю.О.
  • Петров А.А.
  • Горбаконь А.А.
  • Ковалев С.М.
RU2187091C2
Способ обработки сварных соединений 1991
  • Ющенко Константин Андреевич
  • Скульский Валентин Юрьевич
  • Наконечный Александр Алексеевич
  • Каховский Юрий Николаевич
  • Скульская Лариса Алексеевна
  • Авдеева Александра Кузьминична
SU1787093A3
Керамический флюс 1985
  • Абралов Махмуд Абралович
  • Бор Альфред Рейнгольдович
  • Садыков Рустам Турсунович
  • Панченко Яков Александрович
  • Ющенко Константин Андреевич
SU1276471A1
СОСТАВ ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКИ 1988
  • Ющенко К.А.
  • Фадеева Г.В.
  • Каховский Ю.Н.
  • Савченко В.С.
RU1605451C
Состав теплопоглащающей сварочной пасты 1976
  • Касаткин Борис Сергеевич
  • Лобанов Леонид Михайлович
  • Павловский Виктор Иванович
  • Пащенко Александр Александрович
  • Кобизский Василий Антонович
  • Гринюк Владимир Дмитриевич
  • Пивторак Вячеслав Автономович
SU591289A1
ЭЛЕКТРОДНОЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ СВАРКИ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ 2010
  • Орыщенко Алексей Сергеевич
  • Зеленин Юрий Владимирович
  • Слепнёв Валентин Николаевич
  • Удовиков Сергей Петрович
  • Бланк Евгений Давыдович
  • Медведев Николай Алексеевич
RU2455139C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 823 714 C1

Реферат патента 2024 года Теплопоглощающая сварочная паста

Изобретение может быть использовано при изготовлении дуговой или контактной точечной сваркой изделий из листов толщиной до 5 мм, выполненных из низкоуглеродистых (С≤0,3%) не закаливающихся сталей, в частности сталей ферритного класса и разнородных сталей феррито-перлитного и аустенитного класса. Теплопоглощающая сварочная паста содержит компоненты в следующем соотношении, вес.%: жидкое натривое стекло - 50, вода - 30, тетраборат натрия - 10, медная стружка - 10. Для приготовления жидкое натриевое стекло разбавляют водой в пропорции 2:1, сухой тетраборат натрия разводят теплой водой (+50°С) из соотношения 10 г/100 мл, в жидкое натриевое стекло медленно вливают жидкий тетраборат натрия до получения загустевания и необходимой адгезии пасты, затем добавляют медную стружку фракцией около 2×2 мм. Паста обеспечивает на 60...70% сужение зоны термического влияния, уменьшение времени нахождения свариваемого металла в опасном интервале температур 450...900°С диффузионных и фазово-структурных процессов и образование остаточных напряжений и деформаций. 2 ил., 1 пр.

Формула изобретения RU 2 823 714 C1

Теплопоглощающая сварочная паста, содержащая компоненты в следующем количестве, мас.%:

жидкое натриевое стекло Na2O(SiO2)n 50 вода 30 тетраборат натрия Na2B4O7 10 медная стружка 10

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2823714C1

Сварочная паста 1972
  • Касаткин Борис Сергеевич
  • Круглицкий Николай Николаевич
  • Пащенко Александр Александрович
  • Лобанов Леонид Михайлович
  • Кобызский Василий Антонович
  • Пивторак Вячеслав Автономович
  • Павловский Виктор Иванович
SU439358A1
Состав теплопоглащающей сварочной пасты 1976
  • Касаткин Борис Сергеевич
  • Лобанов Леонид Михайлович
  • Павловский Виктор Иванович
  • Пащенко Александр Александрович
  • Кобизский Василий Антонович
  • Гринюк Владимир Дмитриевич
  • Пивторак Вячеслав Автономович
SU591289A1
Теплопоглощающий элемент и состав для его изготовления 1986
  • Лобанов Леонид Михайлович
  • Логинов Владимир Петрович
  • Лысак Василий Васильевич
  • Павловский Виктор Иванович
  • Пащин Николай Александрович
  • Скульский Валентин Юрьевич
SU1449276A1
Подкладка 1977
  • Касаткин Борис Сергеевич
  • Лобанов Леонид Михайлович
  • Павловский Виктор Иванович
  • Астахов Леонид Семенович
  • Журавлев Юрий Андреевич
  • Лысак Василий Васильевич
SU722714A1
KR 20160092004 A, 03.08.2016.

RU 2 823 714 C1

Авторы

Гальцов Игорь Александрович

Худяков Михаил Павлович

Даты

2024-07-29Публикация

2023-12-06Подача