Электрод для электродуговой сварки Советский патент 1993 года по МПК B23K35/365 B23K35/02 

Изобретение относится к сварке материалов электродуговым методом и может быть использовано в машиностроении и строительстве.

Цель изобретения - повышение устойчивости горения дуги и снижение энергоемкости процесса электросварки.

Электрод состоит из металлического стержня, сгорающего покрытия и газошла кообразующего покрытия. Наружное покрытие выполняет известные функции и изготавливается из традиционных материалов. Внутреннее покрытие покрывает металлический стержень по всей рабочей длине, выполнено из композиции: пластифицированная нитроцеллюлоза - целлюлоза с содержанием НЦ не более 50% - и является дополнительным источником энергии, выделяющейся при его сгорании в процессе сварки.

Пластифицированная НЦ играет роль формообразующего материала и обеспечивает мгновенное воспламенение композиции от искры, возникающей при поднесении электрода к свариваемой конструкции.

Целлюлоза является основным источником дополнительной тепловой энергии и ре- гулятором скорости сгорания всей композиции, материалом, обеспечивающим прекращение горения при вынужденной или случайной приостановке процесса сварки. Предлагается использовать хлопковую или древесную целлюлозу, являющуюся сырьем для изготовления НЦ.

Испытания изготовленных в опытных условиях композиций нитроцеллюлоза-целлюлоза показали, что при изменении содержании Н Ц от 5 до 50% скорость горения меняется от 1 до 100 м а секунду, что дает возможность регулирования скорости горения покрытия применительно к требованиям, определяемым заданной скоростью сварки. При содержании НЦ. превышающем 50%, скорость горения композиции резко возрастает, покрытие полностью его(Л

С

00

ю ел

vj О

рает мгновенно и не может выполнять поставленной задачи.

Размеры внутреннего покрытия определяются диаметром стержня и заданными условиями процесса сварки и подбираются для каждой партии электродов, состава и энергетических характеристик композиции. Изготовление внутреннего покрытия производится по технологии пироксилинового пороха, включающей операции смешения нитроцеллюлозы с наполнителем, добавки растворителя, получения пластичной массы, нанесения покрытия на металлический стержень прессованием в непрерывном шнековом аппарате и удаления растворителя провяливанием и сушкой. Испытания предложенного электрода по сравнению с прототипом проведены в условиях механического цеха на электросварочной установке, снабженной вольтметром и амперметром.

Электрод изготовлен из металлического стержня диаметром 5 мм; внутреннее покрытие изготовлено из пластифицированной этилацетатом композиции, состоящей из 10% НЩсодержание азота 13,4%) и 90% древесной целлюлозы ЦА. Толщина покрытия - 2 мм. Наружное покрытие изготовлено из стандартного материала.

При использовании электрода-прототипа процесс сварки проводился при следующих параметрах:

Напряжение возбуждения дуги. В40 Рабочее напряжение, В24 Средний рабочий

ток, А182

При испытаниях преложенного электрода процесс сварки характеризовался следующими параметрами: Напряжение возбуждения дуги, В39 Рабочее напряжение, В 24 Средний рабочий

ток, А152

При испытаниях электрода-прототипа в 100 опытах, выполненных сварщиком 3 разряда при -16°С на открытом воздухе, зафиксировано 14 случаев непредусмотренного прерывания дуги. Аналожчные испытания предлагаемой конструкции дали 4 случая непредусмотренной сварщиком остановки процесса.

. При испытаниях наблюдалось некоторое опережение процесса сгорания внутреннего покрытия по сравнению с

расплавлением электрода, однако измерения длины оголенного участка стержня показали, что опережение носит постоянный характер (длина участка 5± 2 мм).

Проведенные исследования подтвердили достижение поставленной цели - повышение устойчивого горения дуги (вероятность непредусмотренного затухания снизилась с 14 до 4%) и снижение энергоемкости процесса сварки на 26%).

В настоящее время отрабатывается технология изготовления электродов предложенной конструкции, по завершении которой запланирован выпуск опытной

партии изделий. Использование товарной нитроцеллюлозы и целлюлозы для изготовления электродов не будет рентабельным (цена 1 т НЦ 1,5-2000 руб., целлюлозы 600- 800 руб.). Но в производстве НЦ образуется

значительное количество отходов целлюлозы и нитроцеллюлозы, которые в настоящее время не используются, а уничтожаются сжиганием. Использование этих отходов, безусловно, экономически целесообразно.

Кроме того, на заводах-изготовителях и организациях-потребителях имеется большое количество отслуживших ресурс порохов, состоящих преимущественно из пластифицированной нитроцеллюлозы с различными

добавками для регулирования скорости горения. Такие пороха также уничтожаются сжиганием и их использование в композиции с целлюлозой в качестве источника дополнительной энергии в предлагаемой

конструкции электрода обеспечит производство рентабельной продукции и исключит трудоемкие и опасные операции сжигания больших количеств пороха.

Формул а изобретения

1. Электрод для элекродуговой сварки, включающий металлический стержень и двухслойное покрытие, один из слоев которого выполнен из газошлакообразующего материала, а другой--из сгорающего, о т- личающийся тем, что, с целью повышения устойчивости горения дуги и снижения энергоемкости процесса, покрытие из сгорающего материала расположено между

газошлзкообразующим покрытием и стержнем и выполнено из композиции, состоящей из пластифицированной нитроцеллюлозы и целлюлозы, с содержанием нитроцеллюлозы не более 50%.

2. Электрод по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что в качестве пластифицированной нитроцеллюлозы используют порох на основе нитроцеллюлозы.

Сущность изобретения: электрод включает металлический стержень и двухслойное покрытие. Наружный слой покрытия является газошлакообразующим. изготавливается из традиционных материалов. Внутренний слой, прилегающий к стержню, является сгорающим и представляет собой источник дополнительной энергии. Сгорающее покрытие выполнено из композиции, состоящей из пластифицированной нитроцеллюлозы и целлюлозы с содержанием нитроцеллюлозы до 50%. В качестве пластифицированной нитроцеллюлозы предлагается использовать порог на основе нитроцеллюлозы. 1 з.п. ф-лы.