Способ дуговой сварки Советский патент 1985 года по МПК B23K9/18 

СО

д Изобретение относится к сварке и может быть использовано при ведении процесса под водой или других влажных условиях. Известен способ дуговой сварки, при котором для защиты зоны сварки используют пасту, которой замазываю зазор между свариваемыми деталями i Однако при сварке под водой эта паста не обеспечивает герметичности в зоне сварки, так как не обладает достаточной пластичностью. Цель изобретения - повышение надежности защиты при сварке под водо Цель достигается тем,что согласн способу дуговой сварки, при котором зону сварки защищают слоем пасты, в качестве пасты используют смесь солей орданических кислот, мас.%: Соли смоляных кислот 2-40 Соли жирных кислот, выбранные из группы: стеариновой, пальметиновой, олеиновой, линоленовой кислот или их. смесиОстально Применение пасты облегчает регули рование воспламенения дуги и ее горение в воде и при горении дуга образует защитную газовую зону, котора предупреждает прямое присутствие воды в зоне дуги и контакт воды со сварочным расплавом. Кроме этого, паста споеобствует образованию шлако вого слоя для защиты расплава, при этом шлаковьй слой замедляет охлажде ние сварного шва итаким образом улучшает выделение газов из шва. При горении пасты вьщеляется значительно количество тепловой энергии, которая также улучшает горение дуги и замедляет охлаждение сварного шва. Предлагаемый способ может быть использован во всех режимах любой дуговой и газовой сварки, например при дуговой сварке, дуговой сварке металлическим электродом в инертного газа, дуговой сварке металлическим эхгектродом в среде защитного газа или при плазменной сварке. На фиг.1 показан вариант осуществления способа, вспомогательное вещество перемещается вместе со свароч ным электродом; на фиг.2 - то же, сварка ведется через слой вспомогательного веществаi на фиг.З - то же вспомогательное вещество подается в точку сварки через трубчатые направляющие вещества} на фиг.4 - то же, сварочный электрод покрыт вспомогательным веществом. Сварное соединение (валик) 1 получается под водой на плоском основании 2 с помощью сварочного электрода 3, при этом дуга 4,- образованная между основанием и рабочим концом электрода, частично защищается пастой 5 (фиг.1). В пасте 5 во время сварки образуется полость 6 и паста перемещается за сварочным электродом 3 таким образом, что дуга 4 непрерывно и полностью расположена в полости. По мере сварки позади остается кусок пасты 5 и защитный слой, образованный шлаком 7. Этот слой предупрезвдает охлаждение сварного соединения 1 и препятствует контакту между водой и сварным соединением.Более того, высокая температура соединения 1 может быть результатом того, что вспомогательное вйцество в защитном слое .продолжает гореть и это предупреждает охлаждение. Вариант осуществления способа (фиг.2) отличается от предшествующего главным образом тем, что зазор, который нужно сварить, уже покрыт перед сваркой слоем 5 пастообразного вспомогательного вещества и сварка ведется через этот слой. Таким образом, на протяжении сварки паста используется в качестве защитного пок эытия для наплавленного валика 1. На валике защитный слой образуется таким же образом, как и в предшествующем примере. В варианте осуществления способа (фиг.З) пастообразное вещество 5 подается в точку ведения сварки трубчатой направляющей 8, которые в то же время окружают сварочный электрод 3.Таким образом, направляющая трубка 8 служит в качестве кольцевого сопла, окружающего сварочный электрод 3. В других отношениях этот вариант осуществления эквивалентен предыдущему. . В варианте осуществления на фиг.4 сварочный электрод 3 уже покрыт пастообразным вспомогательным веществом 5, которое во время сварки распределяется по дуге 4 и наплавленному валику 1, который образуется при этом. Горение дуги и образова3ние защитного слоя происходит так же, как и в предыдущих примерах. , Пример 1. Сварочные испытания проведены под водой на глубине 3 м согласно предлагаемому способу (фиг.1) с использованием мягкого мы ла из галлового масла в качестве вспомогательного вещества. Мягкое мы ло из таллового масла должно быть твердым и содержит примерно 20% воды и 75% солей натрия жирных кислот главным образом олеиновой и линрле- вой, 20% .солей натрия смоляных кислот, например абиетиновой, дегидроабиентиновой, пимаровой и изопимаро вой, и 5% соды. При сварке используют специальную высокопрочную мелкозернистую сталь типа SFS 250 и не лигированные электроды с кислотным покрытием типа ISO Е 43 4АР25 (ОК50.10). Сварной образец подверга ют испытаниям, на растяжение и испытанию на ударную прочность. При испытании прочности на растя жении растрескивание имеет место в основном материале (предельная проч ность чистого сварного материала 440-490 мм). Ударная прочность при испытаниях также адекватна той температуре, которая имеет место под водой. I Затем сварные швы исследуют с по мощью рентгеновского анализа, который показал класс 3. Сварные соединения характеризуются пористостью и при исследовании микроструктуры обнаружено несколько небольших шлаковых включений, в верхнем валике рядом с поверхностью рентгеновский ан лиз не показывает наличие пор. Пример 2. Стыковой шов сва рен под водой на глубине 3 м с использованием методики (фиг.. 1), в ко торой использовано мягкое мыло из таллового масла в качестве вспомогательного вещества, аналогично при меру 1. Температура воды 3°С. Испол зуют сталь типа Fe 52c (соответствующая судостроительной стали Novsk Vevitas типа NVW-36 или NVW-36), св рочные электроды окрашены виниловой краской. Когда мягкое мыло удаляют верхней части сварочного шва пример но через 1 мин после сварки, установлено, что наплавленный валик еще накален. Сваренные образцы подвергают испытаниям на ударную прочность при 7 ОС. Ни в одном из испытаний на ударную прочность не получен результат ниже этого предела. Пример 3. Аналогично примерам 1 и 2 проведены испытания под водой, в которых использована методика фиг.1, а также пасты различных составов. По каждому образцу сделана оценка. Паста имеет следующие образцы. Образец 1. Стандартное мягкое ло из таллового масла с 20% воды, остальное сухое вещество, содержащее 5% соды, 20% солей натрия смоляных кислот, например абиетической кислоты, и 75% солей натрия жирных кис-. лот С(-С24 например олеиновой и линолевой. Образец 2. Стандартное мягкое мыло из таллового масла по образцу 1, но содержащее 25% воды. Образец 3. Стандартное мягкое мыло из таллового масла по образцу 1, но содержащее 30% воды, Образец 4. Стандартное мягкое мыло из таллового масла, содержащее 15% воды и остальное сухое вещество, состоящее исключительно из солей натрия смоляной и жирной кислот в такой же пропорции, как и в предшествующих образцах. Образец 5. Мягкое мыло из таллового масла по образцу 4, но содержащее 20% воды. Образец 6. Мягкое мыло из талло-. вого масла по образцу 4, но содержащее 40% воды. Образец 7. Мягкое мьшо, полученнов из жирной кислоты таллового масла, содержащее примерно 20% воды и остальное сухое вещество, с составом: примерно 5% соды, 2%.солей натрия смоляной кислоты и остальное соли натрия жирных кислот С 2 го Образец 8. Мягкое мыпо полученное из дистиллированного таллового масла, содержащее количество воды и соды по образцу 7 и сухоевещество, в котором 10% составляют соли натрия смоляных кислот. Образец 9. Мягкое мыло по образцу 8, при этом 25% сухого вещества составляют соли натрия смоляных кислот, Образец 10. Мягкое мыло по образцу 8, при этом 30% сухого вещества составляют соли натрия смоляных кислот. Образец 11. Мягкое мыло по образц 8, при этом 40% сухого вещества составляют соли натрия смоляных кислот. Образец 12. Мягкое мыло, содержащее количество воды и соды по образцу 7, при этом 80% сухого вещества составля1рт соли натрия смоляных кислот и 5% соли натрия жирных кислот плюс неомыляемые вещества. Образец 13. Мягкое мыло, приготов ленное из жирных кислот рапсового масла, содержащее 30% воды, остальное сухое вещество, включающее 5% соды, и в основном соли натрия .ненасьщенных жирных кислот (примерно 55% соли натрия олеиновой кислоты). Образец 44. Мягкое мыло, приготовленное из стеариновой жирной кислоты, содержащей примерно 55% воды, остальное сухое вещество, состоящее из солей натрия насыщенных кислот, Примерно 60%-стеарат. .натрия), Образец 15. Расплавленный, чистый водный стеарат натрия. Образец 16. Мягкое мыло по образцу 2, при этом натрий замешен калием. . Образец 17. Мягкое мыло по образцу 2, при этом натрий замешен магнием. , . Образец 18. Мягкоемыло по образцу 2, при этом натрий замещен цинком. Образец. 19. Мягкое мыло по образцу 2, при этом натрий замещен кобаль том. Самые хорошие результаты получены с образцами 2 и 10, которые основаны на жирных кислотах и смоляных кислотах таллового масла и содержат в качестве основных компонентов соли натрия смоляных кислот и ненасыщенны жирных кислот. Образцы 7-12 показыва ют, что относительное количество,смо ляных кислот может изменяться в.довольно широких пределах. Таким образом, хорошие результаты получают при использовании мягкого мыла, содержащего 2% солей смоляной кислоты, а , также при использовании мягкого мыла в котором доля этих солей составляет 40%.Кроме этого,хорошие свойства также имеет мягкое мыл о, содержащее 80% солей смоляных кислот (примерно 95% от общего количества солей жирных и смоляных кислот) , но это мыло не длительного положительного влияния на качество наплавленного валика. Относительна хорошие результаты получены с образцами 13-15, которые показьшают, что присутствие солей смоляных кислот в вспомогательном веществе не обязательно. Образец 13 состоит в основном из солей ненасьш енных кислот, а образцы 14 и 15 содержат соли насьш;енных кислот, откуда следует, что двойные связи в углеродной цепи или их отсутствие не являются ограничивающим фактором. Углеродные цепи основных компонентов в образцах 1315 содержат 16-18 атомов углерода и в целом количество.углеродных атомов BCjEx жирных кислот в образцах составляет 10-24. Из образцов 1-3 видно, что небольшое различие в содержании воды в мягком мьше оказывает небольшое влияние на результаты. Однако высокое содержание воды в образце 6 оказьшает такое влияние, что мьшо становится слишком мягким для сварки. С другой стороны, образец 15 показьшает, что наличие воды во вспомогательном веществе не обязательно само по себе. Хорошие результаты получены с образцами 4 и 5. Это указьшает на то, что присутствие соды во вспомогательном веществе не оказывает заметного влияния на результаты. Образцы 16-19 показывают, что натрий может быть замещен катионами других металлов без отрицательного влияния на результаты. . . о Предложенный способ позволяет повысить надежность защиты при сварке под водой, так как паста образует защитную газовую зону, которая предупреждает прямое присутствие воды в зоне дуги и контакт воды с расплавом сварочной ванны, что обеспечивает качественную сварку. Кроме того способ не требует сложного оборудования для ведения подводных работ и специальных водонепроницаемых покрытий для электродов.

СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ, при котором, зону сварки защищают слоем пасты, о т л и ч а ю щ и и с я тем. что, с целью повышения надежности защиты при сварке под водой, в качест ве пасты используют смесь солей органических кислот, мас.%: Соли смоляных кислот 2-40 Соли жирных кислот, выбранные из группы: стеариновой, пальметиновой, олеиновой, линоленовой кислот или их смесиОстальное