Способ нанесения флюса Советский патент 1979 года по МПК B23K9/18 B23K9/16 

-/- 1

Изобретение относятся к дуговой сварке в среде защитных газов с применением активирующих флюсов, преимущественно сгшавов титана, и может быть испол&зовано во йсех от раслях машиностроения.

Известен способ сварки, при котором флюс, в качестве которого используют реагент, наносят на кромки свариваемого изделия в виде суспензии, состоящей из органической летучей жидкости, папрямер, этилового спирта и взвеси тонкоизмель сеяных порсяаков хиг счески активных веществ, преимущественно фторис-шх солей кальция или магнйя, йзятйх в отношении 15-30 г на 100 мл идкости. Реагент в силу активности наносят рав й мерным не бо-, лее 25 мк l . ,

Однако известный способ не ли-; митируёт ширину зоны наносимого слоя суспензии, в результате чего

имеют место случаи, когда ширина

наносимого слоя суспензии получаё Ь больше требуемой.ширины шва. Флюс ,в этом случае после сварка частично остается поверхности детали. Наибольшую опасность остатки флюса представляют в т)уднодрступных мес 2 , .:

тах, соторые после сварки детали не могут быть обработаны, например, способом механической поверхностной зачистки. Оставшийся на поверхности детали флюс снижает стойкость сварных соединений против поверхностного растрескивания, особенно в условиях теплосмен.

Применение флюса в виде суспен0зий приводит к тому, что взвешенные частицы, выпадая в виде осадка, снижают эффективность устранения пористости, и, кроме того, флюс трудно нанести равномерным слоем.

g

Известны способы сварки встык в среде инеЬтных газов, при которых между подготавливаемыми под сварку торцовыми поверхностями помещают {)люсы в виде порошка или паоты 2J

D

Применение флюса в виде тонкорзмельченного порсника в процессах сварки плавлением имеет ряд преимуществ по сравнению с вариантами ,когда флюс используют в виде суспензий

5 или паст ( простота;приготовления, безопасность и экономичность).

Однако применение флюса в виде дорошка связано с трудностями его закрепления на поверхности детали

) в процессе сварки. Сдуваемый частичНО потоком инертного газа, флюс не попадает в необходимом количестве в сварочную ванну, что резко снижае эффёктивиость его прймененяя и Ухуд шает качество сварки. Применение флюса в виде пасты также не обеспечивает надежного закрепления его йа тораах дёт-али. . Наиболее близким к предлагаемому изобретенью по технической сущности и достигаемому результату является способ нанесения флюса, заключающийся в -том, что флйс йСпбйьЗ йт в смеси с наполнителем (жидкостью), которой сообщают кинетическую энергию путем распыления и таким образом Hc нocят флюс на обрабатываемую поверхность З . Однако при нанесении флюса этим способом он относительно слабо закрепляется н обрабатываемой поверхности, что может г ййёсгй К отслаиванию и с душмикг его с кромок защитным газом,а также снизить качество сварного шва. Цель изобретения - повьзшевие качестйа сварных швов при сварке в среде защитных газов с применением активирующих флюсов путем обеспечения равномерности нанесения флюса и улу чшения сцепления его с обраба йоверзсйШт ью. - - ; : .Для этого в качестве наполнители используют металлические частицы, причем металлических частиц по весу берут в 5-20 раз больше, чем флюса/ а расход сМеси устанавливают 50-100 г на 1 СМ обрабатываемой поверхности. Закрепление флюСа на поверхности Д0с игает Ся .тем, что смесь металлических частиц и флюса в виде тонкоиЗмелйчениозгс.. порошка, увлекаемая потоком инертного газа или вбздУха с йпределенным ускорением, подвергаёт поверхность ударной обработке Металлические частицы, обладая бол шим запасом кинетической энергии, ч частицы флюса, при соудареййи с по верхностью подвергают ее значитель ной пластической деформации и одно менно внедряют-частицы/Флюса в пов хностные слои обрабатываемой повер ности. В результате такой обработки об разуется однородное и надежное пок рытие, которое под влиянием потокд защитного газа в дуговой сварки сохраняет,сври качества. Из-за малого удельного веса са кинетической энергией его частиц пренебрегаем. КинётйЧёскуго эне гию металлических частиц можно опр тХ целить из уравнения TJ-. где Т - кинетическая энергия движущейся Металлической частицы;

4 Ш- масса частицы; У- скорость движения металлической частицы в момент удара ее об обрабатываемую поверхность. Металлические частицы, обладая в процессесвоего движения определенны м запасом энергии (Т) , совершают работу (А), которая сопровождается пластической деформацией внешнего слоя обрабатываемой поверхности и внедрением в ней частиц флюса. На1Т|5авление движения частиц смеси может быть как нормально к поверхности, так и под углом 45-60 . Количество внедрённых частиц, а следовательно, степень покрытия могут регулироваться соотношением компонентов, входящих в состав смеси, интенсивностью ее расхода и скоростью перемещения наносящего смейь устройства относительно обра батываемой по верхности. / Опти1)4альный состав смеси определяется соотношением компонентов, где флюс принимается в количестве . от 1 до 2, а металлические частицы от 10 до 20 вес.ед. Допустимое от.клонение по составу смеси позволяет полут1ить требуемое количество покрытия и обеспечить надежность его закрепления на обрабатываемой поверхности . Возможно, применение смеси в друг йх соотношениях, но при этом эффективность обработки поверхности существенно снижается. Оптимальный расход смеси составляет 50-100 г на 1 см обрабатываемой поверхности. С увеличением расхода смеси количество закрепленных на поверхности частиц флюса повышается, а с понижением расхода смеси - уменьшается. Металлические Частицы в виде порощка изготавливали из молотой стружки, метсшл которой соответствовал металлу обрабатываемой детали. В данном случае для обработку поверхности детали из титанового .сплава OlM использовали титановую стружку сплава ОТ4, которая после помола приобретала пластинчатое Строение с острыми углами, а размеры образовавшихся частиЦ были: по ширине 0,5-1 мм, по Длине 1-2 мм и толщине 0,2-0,3см, Для обработки поверхности известным способом были подготовлены технологические образцы из титанового сплава ОТ4 толщиной 3 мм и размером 100x300 мм. Предварительно поверхность таких образцов обрабатывали механическим путем по 3-4 классу шероховатости. смесь приготавливали из расчета 1,5 вес.ед. и 15 вес.ед. металлических частиц из молотой титановой стружки сплава ОТ4 и Засыпали в дозатор.

Для сообщения смеси кинетической энергии в качестве источника питания использовали пневмосеть, обеспечив акнцую подачу сжатого воздуха в специальное устройство для обработки поверхности перёд сваркой. Величина избыточного давления, требуемого для сообщения смеси кинетической энергии, в сети должна быть не мене 4-5 ат.

При использовании инертного газа питание можно осуществлять от баллона.

Для обработки торцовой поверхности тонколистовые образцы собирали в пакет и в собранном виде помещали их в специальн}по камеру. Обработку поверхности осуществляли на скорости 3-4 м/час. При этом специальное устройство для обработки поверхности вместе с дозатором перемещали относительно поверхности. Допускалось перемещение поверхности относительно устройства.

Скорость обработки устанавливали из расчета 50-100 г смеси на 1 см обрабатываемой поверхности,

Результаты последующей сварки дугой в среде инертных газов показали, что применение флюса (например Са Рд ) виде порошка, засыпанного между торцовыми поверхностями стыкуемых образцов, в процессе аргоно-дуговой сварки не обеспечивал попадание флюса в сварочную ванну в нужном количестве.под воздействием потока аргона. В результате образовывалась пористость в металле шва.

Применение флюса, например CaFg в виде тонкоиэмельченного порошка, закрепленного на свариваемой поверхности, обеспечивает хорошее формирование шва. При этом не происходит срыва частиц флюса под воздействием потока инертного газа, а также не наблюдаются остатки флюса в зоне соЩ1нений и пористость г металле швов сплава ОТ4.

Эффективность нанесения флюса предлагаемым способом обеспечивается тем) что флюс в процессе нанесения на торцовую поверхность в виде тонкоизмельченного порошка закрепляется равномерно в необходимом для дуговой сварки количестве. Остатки флюса на поверхность детали после сварки в этом случае не попадают, в связи с чем полностью исключена опасность растрескивания сварных соединений.

Предлагаемый способ можно, выполнять в автоматическом режиме, что ,значительно повышает качество закрепления флюса на обрабатываемой поверхности, а следовательно, и качество сварных соединений.

Формула изобретения

Способ нанесения флюса, при котором флюс используют в смеси с наполнителем и сообщают смеси кинетическую энергию, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения качества сварных соединений путем обеспечения равномерности нанесения флюса и улучшения сцепления его с обрабатываемой повёрхностью, в качестве наполнителя используют металлические частицы, причем металлических частиц по весу берут в 5-20 раз больше,, чем флюса, а расход смеси устанавливают 50-100 г на 1 см обрабатываемой поверхности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР № 183305, кл. В 23 к 9/10, 1963.

2.Патент Японии № 13690, кл. 12 В 101, }970.

3 Авторское свидетельство СССР 9 2€9381, кл. В 23 к 9/18, 1968.