Способ определения зон газовой защиты от окисления при сварке плавлением Советский патент 1989 года по МПК B23K9/16 

Изобретение относится к сварке в защитных газах и может быть использовано при отработке технологии сварки и разработке конструкций сварочных горелок и устройств, предназначенных для защиты сварного соединения от окисления.

Целью изобретения является повыщение степени достоверности суждения о фактических границах зоны газовой защиты при упрощении эксперимента.

На фиг. 1 показана схема определения зон газовой защиты при отработке режимов подачи загцитного газа и конструкции газозащитных устройств применительно к сварке в щелевую разделку; на фиг. 2 - график зависимости времени взаимодействия активного вещества с индикатором (t) от концентрации активного вещества в защитное газе (К).

Способ осуществляется следующим образом.

На поверхность образца 1, который может быть натурным или изготовленным из любого доступного материала, наносится индикатор 2. Индикатор может быть в виде массы или же им пропитывается бумага, ткань. В защитный газ добавляется химически активное вещество в количестве, не превыщающем 0,2 мас.%. Газ с заданным расходом подается в горелку 3 и газозащитную приставку-хвостик (не показана), которые перемещаются со скоростью сварки (Vcj). Из горелки 3 и хвостовика защитный газ попадает на поверхность и кромки образца, активное вещество вступает в химическую реакцию с индикатором, в результате которой индикатор изменяет свой ц вет. При этом предварительно задается необходимая длина зоны газовой защиты, исходя из которой устанавливается время взаимодействия активного вещества с индикатором . Времени t соответствует конVcBкретная концентрация активного вещества в газе. Концентрация может определяться

О5 05 00 СХ)

;расчетным путем или по зависимостям, по- ;лученным экспериментально.

Взаимодействие активного вещества с индикатором ограничивается временем t, так как при определенной конструкции газозащитных устройств и режиме подачи защитный газ может достичь заданных областей на поверхности и кромках образца I позже, чем требуется. Так, например, при Iсварке в щелевую разделку защитный газ I может достигать поверхности сварного шва, jcnycTH некоторое время после его кристал- 1лизации, что не обеспечивает защиту от окисления. Поэтому количество активного вещества, содержащегося в единице объема защитного газа, должно обеспечивать из- .менение цвета индикатора только в течение времени t. При этом количество активного вещества не должно превыщать 0,2 мас.%, ;так как в противном случае происходит ;изменение цвета индикатора не только при I контакте с активным веществом, но и за счет его диффузии. Изменение цвета индикатора |3а счет диффузии активного вещества не обеспечивает точного опреде.тения раз.мером :зон газовой защиты и, таким образом, сни- ;Жает положительный эффект способа. Зоны защиты определяются по измене- ;нию цвета индикатора, а их размеры - по границе цветов. Способ позволяет также оценить время контакта защитного газа с поверхностью образца по интенсивности изменения цвета индикатора. При более длительном контакте цвет меняется интенсивней, при коротком контакте - слабее. Время контакта оценивается с достаточной точностью с помощью образцов-эталонов, на которых зафиксирована цветовая гамма индикатора при различном времени его контакта с защитным газом, содержащим ак- :тивное вещество в заданном количестве.

Пример. Проводят отработку режимов подачи защитного газа, конструкции сопла го- :релки и газозащитной приставки, обеспечивающих качественную защиту от окисления при сварке плавящимся электродом в щелевую разделку шириной 10 мм и глубиной 50 мм. При оптимальных режимах сварки скорость составляет мм/с, необходимая длина зоны газовой защиты 60 мм.

В качестве активного вещества используют хлористый водород. Применяется индикаторная масса следующего состава, %: глицерин 20-25; бромтимолов, синий 0,2- 0,3; спирт этиловый 9-10; каолин 35-40; вода остальное.

После приготовления индикаторная масса наносится кистью на поверхностью и кромки образцов (фиг. 1).

Исходя из времени взаимодействия активного вещества с индикатором

60 .„ с, по зависимости, полученной

экспериментально (фиг. 2), определяют необходимую концентрацию активного вещества в газе, обеспечивающую изменение цвета индикатора в течение 12 с, которая

составляет 0,04 мас.%.

Аргон, в котором содержится хлористый водород в количестве 0,04 мас.%, подается в горелку и газозащитную приставку, которые перемещаются над образцом со скоростью 5 мм/с.

При этом изменяют расход подачи газа в горелку и приставку, диаметр сопла, его конфигурацию, длину и щирину газозащитной приставки.

По изменению цвета индикаторной массы

изучают характер распределения газового потока на кромках образца и в щелевом зазоре и выбирают оптимальные режимы подачи газа и конструкцию устройств.

Кроме того, оценивают эффективность

предлагаемого способа при содержании различного количества активного вещества в защитном газе. Полученные результаты проверяют при сварке натурных образцов. Результаты экспериментов и сравнительного анализа приведены в таблице.

Изобретение позволяет определять реальные размеры зон газовой защиты, сократить время и расходы на разработку кон- структорско-технологических рещений, обеспечивающих качественную защиту от окисления сварного соединения.

Формула изобретения

Способ определения зон газовой защиты от окисления при сварке плавлением, при котором в защитный газ добавляют химически активное вещество, а о размерах зоны защиты судят по окрашиванию вещества- индикатора, которое наносят на исследуемый объект, отличающийся тем, что, с целью повыщения степени достоверности суждения о фактических границах зоны газовой защиты при упрощении эксперимента, вещество- индикатор наносят непосредственно на кромки подлежащих сварке деталей, активное вещество добавляют в защитный газ в количестве 0,02-0,2 мас.%, а время, необходимое для изменения цвета вещества-индикатора выбирают равным времени, необходимому для защиты от окисления.

Концентрация активного вещества,мае.%

Время изменения цвета индикатора (время взаимодействия) ,

Результаты сравнительного анализа размеров зон защиты, полученных предлагаемым способом и при сварке натурных образцов

Изобретение относится к сварке в защитных газах и может быть использовано при отработке технологии сварки и разработке конструкций сварочных горелок и устройств, предназначенных для защиты сварного соединения от окисления. Цель изобретения - повышение степени достоверности суждения о фактических границах зоны газовой защиты при сварке. Кромки подлежащих сварке деталей и прилегающие к ним участки поверхности покрывают вещ,еством- индикатором. В защитный газ добавляют химически активное вещество в количестве, не превыщающем 0,2 мас.%. Границы зонь защиты определяют по изменению цвета вещества-индикатора. Время контакта защитного газа с поверхностью образца оценивают по интенсивности изменения цвета индикатора с помощью образцов-эталонов. 2 ил., 1 табл.

0,02

0,04 0,06

0,1 0,2 0,22

20

12 8

6 2 1

Размеры не совпадают, реальные размеры меньше Зоны совпадают Размеры не совпадают, реальные размеры больше

То же ||

Размеры не совпадают, наблюдается диффузия активного вещества в индикаторной массе

Фиг.1

ic

0,02 0,0 0,06 0,08 0,1 0,12 0,1 0,16 0,18 0,2 a,22

Фи.г.1

к(