Состав покрытия для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла Советский патент 1992 года по МПК B23K35/36 

Изобретение относится к сварке, в частности к сварочным материалам, а именно к .составам покрытия для защиты поверхности от брызг расплавленного металла.

Известен состав покрытия для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла, содержащий 30 мас.% мела и 70 мас.% жидкого стекла.

Недостатками состава являются низкие показатели когезии и адгезии, низкая стойкость к воздействию температуры свароч ных брызг (термостойкость) и низкое качество формирования начального участка сварочного шва.

Наиболее близким к предлагаемому покрытию по составу является покрытие, содержащее следующие компоненть). мас.%г

Алюминий10-15

Ргнеупорный лак35-40

Клей10-15

Графит35-40

У покрытия более высокие показатели когезии и адгезии в сравнении с ранее известными, выше термостойкость благодаря наличию огнеупорного лака в составе. Однако и этот состав имеет недостатки: покрытие обладает низким показателем износостойкости, а крупная дисперсность /рафита и алюминиевого порошка отрицательно влияют на адгезионные и кргезионные свойства покрытия, кроме того, один из недостатков графита - высокая дальность 2-25%, что обуславливает низкую механическую прочность: покрытие обладает неудовлетворительным качеством, неравномерно наносится на защищаемую поверхность, отрицатёльно сказывается на стойкости металла шва против образования кристаллизационных трещин, имеет низкую стабильность при установлении устойчивого процесса сварки.

Цель изобретения - повышение качества металла шва и повышение стабильности процесса сварки.

Цель достигается тем. что состав покрытия, содержащий огнеупорный лак и углеродсодержащий компонент, дополнительно содержит сильвинит, стеарйт калия, а углеродсодержащий компонент введен в виде отходов угледобычи при следующем содержании компонентов, мае. %:

Огнеупорный лак35-40

Отходы угледобычи32-39

Сильвинит10-17

Стеарат калия11-16

Отходы угледобычи - это органоминеральное сырье РСТ УССР 5023-82, имеющее усредненный химический состав, мас.%: 510225,00; А120з 14,63; РеаОз 3,73; СаО 2,80;Ti02 0,70; S 0,98; Na20 2,42; 035,61.

Влажность отходрв 15-30%.

Отходы угледобычи вводятся в состав покрытия в качестве наполнителя для обеспечения термостойкости покрытия и для повышения качества металла шва, так как если бы вместоотходов угледобычи применить Ё составе графит, то это привело бы к науглераживанию металла шва.

СильвиниттКС nNaCf-служит источником для получения КцЫа. Введение в состав покрытия сильвинита обеспечивает равномерность распределения связующего по поверхности частиц наполнителя, улучшает седиментационную устойчивость. Сильвинит является источником легкоионизируемых KuNa, повышающих стабильность процесса сварки.

Стеарат калия применяется для получения зеленого мыла. В данном случае стеарат калия совместно с введением сильвинита позволяет сократить время начального периода установления режима сварки и тем самым повысить качество наплавки.

Огнеупорный лак, служащий связующим а покрытии, вводят в покрытие на стадии приготовления. Оптимальное количество огнеупорноголака-35- 0%. При его содержании менее 35% покрытие не обладает достаточной прочностью, а при содержании огнеупорного лака более 40% наблюдается повышенное порообразование металла шва в результате насыщения сварочной ванны газами.

Отходы угледобычи вводятся в состав покрытия в качестве наполнителя для обеспечения термостойкости покрытия и повышения качества металла шва. Совместное введение в состав покрытия огнеупорного лака и отходов угледобычи снижает водопоглотительную способность последнего, что обусловлено наличием в продуктах реакции активных атомов водорода, связанных с атомом кремния. Образование гидрофобной пленки положительно сказывается на

0 качестве металла сварного шва, повышается термостойкость покрытия, обусловленная высоким содержанием углерода (35,61%) в отходах угледобычи, и за счет образования комплексных тугоплавких соединений при контакте с каплями расплавленного металла.

Указанные комплексные тугоплавкие соединения препятствуют непосредствен-, но контакту расплавленного металла с поверхностью. Отсутствие в составе наполнителя фосфора положительно влияет настойкость металла против кристаллизационных трещин. Повышается максимальная скорость принудительной деформации

5 кристаллизующегося металла. Оптимальное содержание от {одов угледобычи - 3239%. При содержании отходов угледобычи менее 32% снижается скорость принудительной деформации кристаллизующегося

0 металла, при которой еще не появляются трещины, а при содержании отходов угледобычи €олее 39% ухудшается стабильность горения дуги.

Сильвинит обеспечивает равномерность распределения связующего по поверхности частиц наполнителя, улучшает седиментационную устойчивость. Сильвинит является источником легкоионизирующих натрия и калия, которые повышают

0 стабильность процесса сварки, улучшают формирование металла шва. При введении в состав сильвинита снижается высота неровностей поверхности шва. Хлористые соЛи, находящиеся в составе сильвинита,

5 препятствуют насыщению сварочной ванны газами, так как хлор образует с водородом газообра;3ныб соединения, легко удаляемые из сварочной ванны.

Оптимальное содержание сильвинита0 10-17%. При содержании сильвинита более 17% возможно образование трещин в покрытии. Стеарйт калия Совместно с сильвинитом позволяет повысить степень ионизации дугового промежутка и таким

5 образом сократить время начального периода установления режима сварки, а следовательно, повысить качество наплавки. Благодаря наличию в покрытии легкоионизируемых соединений снижается эффективныйпотенциал ионизации газов и паров, что

приводит к увеличению степени ионизации разрядного промежутка при более низких температурах. Длительность периода установления устойчивого процесса сварки (период зажигания дуги) значительно снижается, что, в свою очередь, повышает качество начального участка сварного шва, которое в значительной мере влияет на усталостную прочность сварных изделий за счет устранения появления в начальной части шва очагов разрушений (пор, микротрещин). Оптимальное содержание стеарата калия - 11-16%. При содержании стеарата калия менее 11 % снижается степень ионизации дугового промежутка, повышается время начального периода установления режима сварки. При содержании стеарата калия более 16% затрудняется удаление покрытия после сварки.

Предлагаемое покрытие готовят в еледующей последовательности.

В огнеупорный лак при постоянном перемешивании добавляют измельченные отходы угледобычи и сильвинит, затем смешивают со стеаратом калия до получения однородной смеси. Полученную пасту с помощью кисти наносят на защищаемые поверхности и просушивают в течение 2530 мим, после чего производят Сварку. Было приготавлено 5 составов покрытия (см. табл. 1).

Оценка свойства покрытий приготовленных составов была проведена при автоматической сварке в среде углекислого газа проволокой 1,6ммтоком500 А. На пластину из стали BGT Зсп наплавляли валики в 3 слоя. Определяли длительность периода ус таноаления устойчивого процесса сварки по осциллограммам тока и напряжения. Регистрация тока и напряжения осуществлялась с помощью светолучевого двенадцатиканального осциллографа модели Н117. Визуально определялось качество в начальной части шва. Определяли массу трудноудалимых брызг (удаляемых стальной щеткой или зубилом) от их общего количества и стойкость против кристаллизационных трещин по максимальной скорости принудительной деформации кристаллизующего металла, при которой еще не появляются трещины. Полученные результаты приведены в табл.

Таким образом, предлагаемый состав покрытия (составы ) в сравнении с известным позволяет повысить качество металла Щва, повысить стабильность процесса сварки.

Формула изобретения Состав покрытия для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла, содержащий огнеупорный лак и углеродсодержащий компонент, отличающийся тем, что, с целью повышения качества металла шва и.повышения стабильности процесса сварки, состав дополнительно содержит сильвинит и стеарат калия, а углеродсодержащий компонент введен в виде отходов угледобычи при следующем содержании компонентов, мас.%: Огнеупорный лак35-40

Отходы угледобычи 32-39 Сильвинит10-17

Стеарат калия11-16

Изобретение относится к сварке, а именно к составам покрытий для' защиты , поверхности от налипания брызг расплавленного металла. Цель изобретения - повышение качества металла шва и повышения стабильности процесса сварки. Состав имеет следующий состав, мас.%: огнеупорный лак ЗБ-40,' отходы угледобычи 32-39; сильвинит 10-17: стеарат калия 11-16. Сильвинит, содержащий легкоионизируемые металлы калий и натрий, повышает стабильность процесса сварки. Стеарат калия позволяет сократить время установления режима сварки, а отходы угледобычи обеспечивают термостойкость металла шва. 2 табл.(Л

Та бл и ца 1

Таблица 2