Сварочный материал Советский патент 1993 года по МПК B23K35/02 B23K37/06 

Изобретение относится к сварке и может быть использовано при сварке в среде заи. итных газов сталей и сплавов для увеличен 1я глубины проплавления, дополнительного легирования сварного шва.

Цель изобретения - повышение качества сварного шва.

Для достижения поставленной цели сварочный материал выполнен в-виде ленты, на одну из поверхностей которой нанесен флюс со связующим при соотношении флюса связующему как 1:(1...2), а на другую - клещий слой, при этом связующее и клея- щиР слой выполнены в виде водорастворимого высокомолекулярного соединения с адп зионной прочностью к стальной пластине ,5-4,7 МПа. Ленту выполняют из целлюлозосодержащего материала, а в качестве

водорастворимого высокомолекулярного соединения выбирают карбоксиметилцел- люлозу, поливиниловый спирт или полиэтиленгликоль. Такое выполнение сварочного материала при размещении его на поверхности свариваемого стыка в зоне взаимо.- действия со сварочной дугой обеспечивает одновременное стабильнодозированное поступление в зону сварки сварочного флюса и органических кислородосодержащих компонентов, что приводит к увеличению глубины проплавления при одновременном легировании металла шва компонентами флюса. За счет термического разложения целлюлозосодержащего материала с выделением СО и С02 осуществляется дополнительная газовая защита расплавленного металла от воздействия атмосферы. Все это позволяет повысить качество сварного шва,

00

о

ю

3

s

001

Выбор целлюлозосодержащего материала в качестве материала для ленты обусловлен тем, что он, будучи достаточно прочным и эластичным материалом для размещения флюса со связующим, при сгора- нии разлагается на мрно- и диоксид углерода, что усиливает газовую защиту свариваемого стыка. В качестве целлюлозосодержащего материала может быть использована, например, бумажная лента толщиной 0,035 мм (ГОСТ 892-70).

Флюс и связующее необходимо брать в соотношении 1:(1..,2), что обеспечивает надежное сцепление слоя с лентой из целлюлозосодержащего материала и возможность нанесения флюса слоем одинаковой толщины по всей протяженности ленты. Если указанное соотношение будет больше, чем 1:2, то происходит порообразование в металле шва из-за большого количе- ства газов, в частности кислорода, выделяющихся при разложении органических составляющих связующего, при соотношении меньше, чем 1:1, адгезионной способности слоя будет недостаточно для его сцепления с лентой, в результате чего возможно осыпание флюса с ленты.

В качестве связующего и клеящего вещества должны быть использованы такие высокомолекулярные водорастворимые со- единения как полиэтиленгликоль (ПЭГ) марки Polvox 106 или поливиниловый спирт (ПВС), или карбоксиметилцёллюлоза марки 85/С О поскольку, обладая высокой адгезионной прочностью к стальной пластине (4,5-4,7 МПа) сравнимой с адгезионной прочностью таких веществ как силикат натрия, кремнеорганический лак и т.д., указанные водорастворимые высокомолекулярные соединения в процессе сварки при их термодиссоциации выделяют моно- и диоксид углерода и создают дополнительную защиту расплавленного металла, а также практически не образуют вредных веществ при сгорании, безвредны при при- готовлении водного раствора. При значении адгезионного прочности к стальной пластине 4,5 МПа не происходит прочного сцепле- ния сварочного материала с изделием, что ухудшает качество сварного соединения, а при применении клеящего вещества с адгезионной прочностью больше 4,7 МПа наблюдается плохая отделимость шлаковой корки и ухудшается качество сварного шва из-за пор, вызываемых продуктом распада высо- комолекулярного водорастворимого соединения, т.к. его концентрация превышает допустимую, установленную экспериментальным путем.

Сварочный материал изготавливают следующим образом.

Тонкоизмельченный порошок флюса с размером частиц 50...70 мкм с помощью жидкого связующего наносят пульверизатором на ленту из целлюлозосодержащего-ма- териала слоем толщиной 0,1...0,3 мм. Клеящий слой, например, раствор КМЦ, толщиной 0,02-0,05 мм наносят с обратной сто- роны ленты. Непосредственно перед сваркой клеящий слой смачивают водой и сварочный материал размещают на стыке. Сварку производят после естественного испарения воды.

Пример. На бумажную ленту толщиной 0,035 мм (ГОСТ 892-70) и шириной 15 мм пульверизатором наносящим клеящий слой (5% водный раствор. КМЦ, 10% водный раствор ПВС, 3% водный раствор-ПВС и др,) толщиной 0,03-0,04 мм на одну сторону.

На другую сторону ленты наносили слой сварочного активирующего флюса, содержащего (мас.%) Si02 - 57,3; NaF - 6,4; Ti02 - 13;б; Ti - порошок 13,6; Сг20з - 9,1 смешанного со связующим - 5% водным раствором КМЦ, взятых в соотношении 1:(1;2) (см. табл.1).

Непосредственно перед сваркой сварочный материал смачивали водой и размещали на стыке. Сварку производили после высыхания бумажной основы.

Было исследовано 6 различных вариантов сварочных материалов.

Сварку пластин из стали марки 08Х12Н10Т производили автоматической аргоно-дуговой сваркой неплавящимся вольфрамовым электродом диаметром 4 мм, сварочный ток 150 А, напряжение дуги 10- 15 В, скорость сварки 3 мин/с, расход аргона 8-10 л/мин. Сварку производили на сварочном автомате АДСВ1006.

Глубину проплавления свариваемого металла измеряли на темплетах штангенциркулем, отделимость шлаковой корки и формирование сварного шва оценивали визуально. Результаты экспериментов представлены в табл. 1,

Адгезионную прочность1 смеси флюс- рвязующего и клеящего вещества определяли к стальной пластине.

По результатам испытания можно сделать выводы, что получить качественный сварной шов можно только при использовании сварочного материала, выполненного в виде целлюлозосодержащей ленты, используемой непосредственно на поверхности свариваемого стыка, с нанесенной на ней клеящим слоем с одной стороны и слоем смеси окислительного сварочного флюса и связующего с другой стороны, соотношение сварочного флюса и связующего должно составлять 1:(1-2), при этом в качестве клеящего состава и связующего должно быть применено высокомолекулярное водорастворимое соединение с адгезионной прочностью к стальной пластине .4,5-4,7 МПа.

Несоблюдение соотношения флюса к Связующему, либо несоответствие адгезионной прочности 4.5-4,7 МПа ухудшает ка- 4ество сварного шва.

Формула изобретения 1. Сварочный материал , выполненный . g виде ленты, на одну из поверхностей которой нанесен флюс со связующим, а на дру0

5

тую - клеящий слой для размещения ленты на свариваемом изделии, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного шва, лента выполнена из целлюло- зосодержащего материала, соотношение флюса и связующего составляет 1:(1-2), при этом связующее и клеящий слой выполнены в виде водорастворимого высокомолекулярного соединения с адгезионной прочностью к стальной пластине 4,5-4,7 МПа.

2, Материал п. п. 1,отличающийся тем, что водорастворимое высокомолекулярное соединение выполнено в виде кар- боксилметилцеллюлоэы, или поливинилового спирта, или полиэтиленгликоля.

Использование: сварка в защитных газах. Сущность изобретения: сварочный материал выполнен в виде ленты из целлюлозосодержащего материала. На поверхность ленты, непосредственно контактирующую со свариваемым изделием, нанесен слой клеящего вещества, На противоположную поверхность ленты нанесен слой флюса со связующим. Соотношение флюса и связующего составляет 1:(1.„2). В качестве связующего и клеящего вещества используется высокомолекулярное соединение с адгезионной прочностью к стальной пластине 4,5-4,1 МПа. В качестве высокомолекулярного соединения используется кар- боксилметилцеллюлоза или поливиниловый спирт, или полиэтиленгликоль. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.