Способ оценки склонности сварочных материалов к пористости

 

Изобретение относится к сварке и может найти применение в машиностроении. Цель изобретения - повышение точности оценки и расширение номенклатуры исследуемых сварочных материалов. Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Размещают на поверхности прямоугольных пластин порообразующий материал . Наплавляют исследуемый материал и определяют критерий склонности исследуемого материала к пористости. Предварительно в порообразующий материал вводят органическое связующее вещество и наносят полученную композицию на поверхность металлической пластины в виде поперечных полос шириной S с расстоянием между двумя соседними полосами 10. Количество слоев порообразующего материала в каждой полосе равно номеру полосы . За критерий склонности сварочного материала к порообразованию принимают количество слоев порообразующего материала , при котором наблюдается появление открытых пор на поверхности наплавленного металла. Ширину полос S определяют из соотношения S (1,8 - 2,4)LB. а расстояние lo между полосами - из соотношения 10 (1.2 - 1,4), где LB - длина сварочной ванны при заданных режимах сварки. 1 з.п. ф-лы, 6 табл. СО С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s В 23 К 28/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4653624/27 (22) 21.02.89 (46) 07,02.91. Бюл, М 5 (71) Краматорский индустриальный институт (72) В.М.Карпенко, В.Д.Кассов, А.В,Грановский и А.Г.Гринь (53) 621.731.75.011(088,8) (56) Вопросы теории сварочных процессов.

Кн. 14.— М.: Машгиэ, 1948, с. 175-176.

Олейниченко К.Н. и др. Сварка проволокой ПП вЂ” АН-8 по кромкам с ржавчиной.—

Автоматическая сварка. 1972. М 1, с. 72-73. (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ СКЛОННОСТИ СВАРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ К ПОРИСТОСТИ (57) Изобретение относится к сварке и может найти применение в машиностроении.

Цель изобретения — повышение точности оценки и расширение номенклатуры исследуемых сварочных материалов. Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Размещают на поверхности пряИзобретение относится к области сварки, в частности к способам оценки склонности сварочных материалов к пористости. и может быть применено в различных областях машиностроения при изготовлении сварных конструкций.

Целью изобретения является повышение точности оценки и расширение номенклатуры исследуемых сварочных материалов.

Способ осуществляется следующим образом.

„„Я3 „„1625628 А1 моугольных пластин порообразующий материал. Наплавляют исследуемый материал и определяют критерий склонности исследуемого материала к г ористости. Предварительно в порообразующий материал вводят органическое связующее вещество и наносят полученную композицию на поверхность металлической пластины в виде поперечных полос шириной S с расстоянием между двумя соседними полосами lp, Количество слоев порообраэующего материала в каждой полосе равно номеру полосы. За критерий склонности сварочного материала к порообразованию принимают количество слоев порообразующего материала, при котором наблюдается появление открытых пор на поверхности наплавленного металла. Ширину полос S определяют из соотношения S = (1,8 - 2,4)LB, а расстояние lo между полосами — иэ соотношения Ip = (1,2 - 1,4)бв, где Lg — длина сварочной ванны при заданных режимах сварки. 1 з.п. ф-лы, 6 табл.

В порообразующий материал вводится органическое связующее. Полученную композицию наносят на поверхность прямоугольной пластины в поперечном ее направлении, ширина полос S составляет

S = (1,8 — 2,4)1 в, где Ь вЂ” длина сварочной ванны для данного режима горения дуги.

Между полосами остаются промежутки шириной Ip.

Ip = (1.2 - 1,4)(в.

1625628

10

Каждая полоса содержит число слоев порообразующего материала, соответствующее ее порядковому номеру. Осуществляют наплавку валиков исследуемыми материалами в направлении, нормальном нанесенным полосам, После наплавки валиков осматривают их и определяют полоску, имеющую минимальное число слоев, при котором имеются поры, выходящие на поверхность валика, Так как порообразующее вещество наносится на поверхность пластины в виде композиции на органическом связующем, то оно не сдувается при наплавке валика защитным или плазмообразующим газом, газами, выделяющимися в дуге при нагреве сварочных материалов. Наносимая композиция является гидрофобным материалом, не пропитывается водой, что благоприятно сказывается на точности определения склонности сварочных материалов к пористости при вибродуговой наплавке. Так как в пластине отсутствуют канавки, то плавление металла идет в условиях, аналогичных реальным, что также способствует повышению точности определения. Отсутствие металлической оболочки обеспечивает возможность применения способа для исследования материалов, предназначенных для сварки и наплавки различных металлов и сплавов (инструментальных сталей, жаропрочных сплавов),а также предназначенных для тех видов наплавки и сварки, при которых погонная энергия невелика, например при вибродуговой наплавке или плазменной наплавке с аксиальной подачей плавящегося электрода. Порообразующий металл наносят полосами шириной

S = (1,8 - 2,4)Ls, с зазором между полосами ! о = (1,2 - 1,4)Ls, Длина L> сварочной ванны при данном режиме наплавки велика.

Нанесение порообразующего материала полосами шириной менее 1,8 L> нежелательно, так как в атмосфере дуги должен быть достигнут установившийся режим по содержанию элементов, пока часть жидкой ванны находится вне полосы, в ванне есть примеси чистого металла и концентрация порообразователя недостаточна, т.е. не соответствует реальной, достижение реальной концентрации порообразователя достигается через некоторый период, после того как вся ванна расположена на участке, на который нанесен порообраэующий материал. Для этих целей достаточно, чтобы ширина полосы порообраующего материала была нв менее 1,8 длины сварочной ванны.

Если ширина полосы будет больше этой ве15

ЗО

55 личины, то облегчается оценка склонности сварочного материала к пористости, так как удлиняется участок на котором ванна существовала полностью с участием поробразующего вещества. Однако увеличение ширины полоски более 2,4 длины сварочной ванны нецелесообразно, так как ведет лишь к удлинению времени определения и повышенному расходу материалов и энергии, но не улучшает условий определения.

Расстояние между полосами должно несколько превышать длину сварочной ванны, чтобы исключить влияние порообразующего материала предыдущей полосы на жидкий металл ванны при прохождении дугой следующей полосы порообразующего материала. Укаэанный эффект достигается при расстоянии между полосами в 1,2 L>. Увеличивать это расстояние более 1,4 L> нецелесообразно, так как это влияет на точность определения, но увеличивает время определения и затраты на него материалов и электроэнергии.

Используются органические вещества, разлагающиеся до их попадания в дугу. Тем самым сводится к минимуму влияние на режим горения дуги. Это соответствует реальным условиям сварки и наплавки, когда на поверхности металла могут находиться органические вещества — лаки, краски, масла, жировые загрязнения.

Нанесение порообразующего материала полосами с расстоянием между ними позволяет сократить время определения, так как дуга последовательно проходит по всем полосам и сразу можно определить, на какой из полос появляются поры. Расстояния между полосами позволяют повысить точность определения, обеспечивают чистоту эксперимента при прохождении дугой каждой иэ полос, Порообразующий металл наносится слоями, количество слоев определяется номером полосы. Так, в первой полосе имеется один слой, во второй — два слоя, в третьей— три, и т.д. Такой порядок нанесения-обеспечивает легкость подсчета количества слоев порообразующего материала, при котором начинает появляться пористость в наплавленном металле. Порообраэующий материал наносится на полосы слоями, что позволяет для проведения испытаний обойтись одним составом, а значит, упрощает технологию подготовки и проведения определения. Кроме того, устраняется воэможность ошибки из-эа разности составов порообразующего материала — погрешности при приготовлении состава порообраэующего материала. Таким образом, количество вещества порообразователя, по1625628 падающего в дугу, определяется количеством ее слоев в каждой полосе.

Наплавка валика на заданном режиме производится в направлении, перпендикулярном оси полос, при этом дуга горит поочередно на участках, покрытых порообраэующим материалом, т.е. с порообразователем, и на участках, не имеющих покрытия, содержащего порообразователь, После наплавки осмотром наплавленного валика определяют его участок, где при минимальном числе слоев имеются поры. выходящие на поверхность валика.

Пример 1. Производили оценку стойкости наплавочных самозащитных порошковых проволок в условиях вибродуговой наплавки против пористости, вызванной водородом.

Исследовали проволоки. составы которых приведены в табл, 1, Изготавливали композицию (ржавчина + полиэтилсилоксановая жидкость

ПЭС вЂ” С вЂ” 1) из условия получения 0,05 г водородсодержащего вещества в 100 мм композиции. На пластину из стали 45 размером

40х250х8 мм наносили изготовленную композицию полосками шириной 10 мм с зазором между полосками 6 мм, так как длина ванны для заданного режима наплавки сварочный ток 170-230 А, напряжение на дуге

16 — 20 В, скорость наплавки 8 мм/с) составляла 5 мм. Количество слоев для каждой полоски следующее: для первой — один, для второй — два, для третьей — три, и т.д. Нгплавку производили в направлении, нормальном полоскам, Номера полосок, на которых при минимальном количестве слоев появились поры, приведены в табл. 2).

Таким образом, наиболее устойчивым к образованию пор оказывается состав 5 порошковой проволоки, а наименее устойчивым — состав 2.

Пример 2. Определение стойкости к пористости порошковой проволоки при плазменной наплавке с аксиальной подачей плавящегося электрода, Для проведения испытаний изготавливала;ь композиция, описанная в примере 1. На пластину из стали 20 размером 100х250х12 мм наносили полоски шириной 18 мм с промежутками между полосками 10 мм. Наплавку производили на режиме: напряжение плазменной дуги 44 В;ток плазменной ду и 105 А; напряжение дуги плавящегося электрода 27

В; ток дуги плавящегося электрода 350 А; расход плазмообразующего аргона 4,7 л/мин, защитного 11 л/мин. Скорость наплавки 36м/ч, Длина ванны 8 мм.

Испытывались пять составов порошко5 вой проволоки, приведенных в табл. 3.

Порошковая проволока изготавливалась из ленты 08 Кп сечением 0,6х16 мм, коэффициент заполнения 32; .

Результаты испытаний приведены в

10 табл. 4.

Задавались различные значения параметров S и !, характеристики процесса определения при этом приведены в табл. 5 и 6.

15 Предлагаемый способ позволяет проводить определение склонности сварочных материалов к образованию пор при видах наплавки, имеющих малую погонную энергию, а также при вибродуговой наплавке с

20 подачей охлаждающей жидкости.

Формула изобретения

1. Способ оценки склонности сварочных материалов к пористости, при котором на поверхности прямоугольных пластин раэ25 мещают порообразующий материал, наплавляют исследуемым материалом и определяют критерий склонности исследуемого материала к пористости, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения

30 точности оценки и расширения номенклатуры исследуемых сварочных материалов, порообразующий мет риал ноносят на поверхность металлической пластины в направлении, нормальном направлению свар35 ки. в виде полос шириной S с расстоянием между двумя соседними полосами !, причем количество слоев поробразующего материала в каждой полосе выбирают равным номеру полосы, а за критерий сплошности

40 сварочного материала к порообраэованию принимают количество слоев порообразующего материала, при котором наблюдается появление открытых пор на поверхности наплавленного металла, при этом ширину по45 лос S определяют из соотношения

S = (1,8 - 2,4) !. в, а расстояние !о между полосами — иэ соотношения ! о = (1,2 - 1,4)Lâ, 50 где L — длина сварочной ванны при заданных режимах сварки, 2. Способ по и 1, отличающийся тем, что в порообразующий материал вводят органическое связующее вещество.

1625628

Таблица 1

Таблица 2

Состав порошковой проволоки

Номер полоски, начиная с кото ой имеются по ы

Таблица 3

1625628

Таблица 4

Состав

Количество слоев, при кото° ом появляются по ы

Таблица 5

Значение S, мм

Ха акте истика и о есса оп е еления

1,5 Le 12

Таблица 6

Значение 4, мм

1,1 Lв =88

1,2 Ls -=9,6

Составитель Л. Назарова

Редактор О, Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор И. Муска

Заказ 248 Тираж 510 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

1,8 1-е - 14.4

2 Ls-16

2,5 Ls 19,2

2,5 Le-20

1,3 LB=10,4

1.4 1 в = 11.2

1.5 Lв = 12

Поры появлялись лишь в конце полоски, часто вообще не заметны

Поры обнаруживались на полоске

Поры обнаруживались хорошо

Поры обнаруживались легко

Дальнейшего улучшения обнаружения пор не происходило, увеличивался расход материалов и времени на определение

Ха акте истика и о есса on е еления

Поры появлялись в начале полоски, затем исчезали

Поры появлялись на полоске отчетливо

Поры обнаруживались хорошо

Поры обнаруживались легко

Дальнейшего улучшения в обнаружении пор не происходило, увеличивался расход материалов и времени на и ове ение on е еления